基于运算放大器的峰值检测电路设计
目录
第一章引言 (2)
第二章基本原理 (2)
2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2)
2.2 电路功能分析 (3)
2.2 电路分块设计 (4)
第三章电路具体设计....... .. .. .. (7)
3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7)
3.2 采样信号发生器........................................................... (8)
3.3 总体电路图...................................................... .... . (9)
第四章电路仿真测试 (10)
4.1 输出波形multisim仿真 (10)
4.2对于微小输入信号的分析 (14)
第五章误差分析 (17)
5.1 复位误差.......................................... ....... . (17)
5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21)
第六章整体电路图 .................... .. (22)
第七章结论 (23)
第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25)
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第一章、引言
峰值检测技术是数字存储示波器及数字采集卡中的重要技术之一，在科研、生产的很多领域都需要用到峰值检测设备，用来实现波形的毛刺捕捉或高占空比信号的检测、冲击信号峰值检测，比如检测建筑物中梁的最大承受力、钢材的最大允许拉力、轴承振动噪声的峰值检测等等。相比正常采样给出信号的一个完整的波形显示，峰值检测只记录发生在每个采样间隔期间内的最大最小峰值，这样就可以不增加存储深度，还可以捕获毛刺或者偶发事件。
峰值检测的实现方法有模拟式实现和数字式实现两种，模拟峰值检测是一个专门的硬件电路，它以电容上电压的形式存储信号的峰值，速度比较慢，通常只能存储宽度大于几个微秒且具有相当幅值的毛刺。数字式峰值检测器围绕ADC构成，以尽可能高的采样速率连续对信号进行采样，通过峰值检测模块筛选出最大值和最小值，然后将峰值存储在一个专用的存储器中作为采样点值，特点是采样速度快，可以实现高频信号的峰值检测。
这次课设的给出需要检测的输入信号的是由10-100Hz的正弦波和三角波叠加而成，测量电路每0.2s采集一次输入信号峰值，属于对低频信号的峰值采集，因此采用模拟硬件电路的方式实现峰值检测。
第二章、基本原理
2.1 原理分析及原理框图
2.1.1 原理分析
峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输
2
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出Vo = Vpeak ，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。它的时域波形如图1所示：
图1 峰值检测电路时域波形
2.1.2 原理框图
图2 电路原理框图
2.2 电路功能分析
由峰值检测器的电路特性，并根据参考文献一关于峰值检测器的内容，可以确定下面四个功能模块：
（a ）
用来保持最近峰值的模拟储存器，即电容器，它存储电荷的功能 使它充当一
个电压存储器，V = Q /C ；
（b ） 当一个新的峰值出现时，用来进一步对电容充电的单向电流开关，即二
输入信号
电压跟随
单向充电开关 电压存储器
脉冲采样开关信号
输出信号
极管；
（c）当一个新的峰值出现时，使电容电压能够跟踪输入电压的器件，即电压跟随器；
（d）能周期的将v o 重新置零的开关，这里是用两个NPN 型BJT 串联起来作为采样开关和采集电压的电容相并联实现的。
2.3 电路分块设计
将整个电路分为三大部分，分别是正向峰值检测的电路、反向峰值检测电路和复
位开关电路。下面对三个部分进行分别设计。
2.3.1 正向峰值检测电路
图3正向峰值检测电路
正向峰值检测电路原理图如图3所示。与参考文献一中类似，由电容C2实现电压存储器的功能；U1为实现电容电压跟随输入峰值变化的电压跟随器。对于给电容C2充电的单向开关，我们采用了一个场效应管Q3，目的是减小反向电流同时增加第一个运放的输出
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驱动力U2的作用是对电容电压进行缓冲，以防止通过R1 和任何外部负载所引起的放电。U2选用具有超低偏执电流的B JT 输入运算放大器，以减少C2的放电。
正向峰值检测的工作过程分为两部分，即跟踪模式和保持模式。在跟踪模式期间，D2、Q3二极管对相当于一个单向开关，当一个新的峰值到达时，OA1的输出V1为正，D1截止D2导通，U1利用反馈通路D2-Q3-U2-R1使输入端之间保持虚短路。由于没有电流流过R1，Vo会跟踪Vi，U1流出的电流经过D2对CH充电。在经历了峰值以后，进入保持模式，Vi开始下降，这也使U1的输出开始下降.此时D2截止D1导通，这就给U1提供了另一条反馈通路。在保持模式期间，R2将Q3极拉起，使它与阴极具有相同的电位，这样就消除了Q3的泄露，只用D2 来保持反相偏置。
2.3.2 反向峰值检测电路
图4 反向峰值检测电路
将正向峰值检测电路中的D1、D2反向，用一个反向的二极管D5代替Q3，其他部分不变，即得到了可以检测反向峰值的电路，工作原理和正向峰值检测电路类似。
2.3.3 采样开关
5
6
图5 采样开关电路
图6 脉冲信号发生模块
如图所示开关是由两个 B JT 来实现的。给它们的基极加上一个正的脉冲会使两个
BJ导通，C2放电。一旦脉冲结束，两个BJT 截止；然而，因为R7、R8将Q1 的发射极
拉至与集电极具有相同的电位,Q1、Q4的漏电就被消除了；仅用Q2、Q5来维持开关电压。
控制开关电路脉冲信号由80C51给出，使用单片机定时编程使其P2.0和P2.1分别输出占空比为1:14的脉冲信号，周期为0.2s,并且两者的相位相差半个周期。
第三章、电路具体设计
3.1 峰值检测电路元件参数选取
3.1.1 正向峰值检测电路：
1）对于U2的要求是输入胼胝电流必须足够的低，这样才能使峰值之间的电容放电最小，因此应该选择双JFET运放，这里我们采用3554AM运放。对U1的要求是它应该具有足够低的直流输入误差和输出电流能力，以便再短暂的峰值期间对CH进行充电。通过仿真测试，精密高速的OP-249和3554AM都可以满足要求。
2）二极管选用通用的1N914，采样开关电路使用两个2N2923晶体管来实现。上拉电阻R2用于限流，故选择1MΩ。
3）充电电容C2必须足够的大，才能降低漏电流的影响，然而太大的电容值会导致充电时间过长，影响电路快速性，经过多次仿真模拟，选用10μf的电容作为C2，既可以保证回应速度，又能很好的保持峰值。
4）
3.1.2 反向峰值检测电路
反向峰值检测电路的元件选取同正向电路，仅仅将两个单向导通的开关D2和Q3用同类型器件反向接入电路即可。
3.2 采样信号发生器
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利用80C51定时计数功能来产生脉冲信号，P2.0和P2.1分别输出占空比为1:19的脉冲信号，周期为0.2s，两个信号相差半个周期，分别作为正向和反向峰值检测的控制信号。
编程程序如下：
#include
char number1;
void main()
{
TMOD=0X01;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
number1=0;
P2=0X00;
while(1)
{
switch(number1)
{
case 9: P2=0X01;
break;
case 19: P2=0x02;
break;
default : P2=0x00;
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}
}
}
void intt0(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
number1++;
if(number1>=20)number1=0;
}通过修改变量number1和number2的数值，可以很容易的修改采样周期和脉冲信号占空比。
产生的脉冲方波波形图：
图7 脉冲控制信号波形图
3.3 总体电路图
整体电路图如下，改进后的请见第六章。
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图8 整体电路图
第四章、电路仿真测试
4.1 用一个三角波和一个正弦波的叠加作为输入信号，以下是几个仿真结果。
1）信号1: 频率为15Hz，幅值为10V的正弦波；
信号2：频率为20Hz，占空比为5%，幅值为5V的三角波；
采样周期为0.2s，占空比为7%；
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2）信号1：频率为100Hz，幅值为10V的正弦波；
信号2：频率为88Hz，占空比为10%，幅值为10V的三角波；
采样周期为0.2s，占空比为7%；
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3）信号1：频率为50Hz，幅值为6V的正弦波；
信号2：平率为88Hz，占空比为20%，幅值为6V的三角波；采样周期为0.2s，占空比为7%；
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从2和3的波形图中可以得知，当信号变化速度较快的时候，峰值检测会有较大的失真，有些采样期间内的峰值没有捕捉到。可以通过减小采样脉冲占空比的方法减小电容器放电时间，以减少漏掉峰值的现象。
4）信号1：频率为50Hz，幅值为6V的正弦波；
信号2：频率为88Hz，占空比为20%，幅值为6V的三角波；
采样周期为0.2s，占空比为1%；
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从4的波形图中可以得知，减小采样脉冲占空比，可以很大程度地避免漏掉某时间段的峰值。
4.2 对微小输入信号的分析
为了测试电路对微小信号的灵敏度，用一组幅值较小的输入信号测试峰值检测电路。
1）信号1：频率为50Hz，幅值为0.1V的正弦波；
信号2：频率为33Hz，幅值为0.3V，占空比为50%的三角波；
采样周期0.2s，占空比为7%；
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此时可以看出，由于BJT2N2923的导通压降，正向峰值检测电路放电时，电容的电压会保持在0.9V左右，此后再进入跟踪和保持模式，由于信号电压低于0.9V，输出电压不能跟随信号的峰值。
而对于反向峰值检测电路，由于电容上保持的电压是负值，在放电时由于BJT的导通电压，电容放电完全后，输出电压还会继续增加，即出现一个正的尖峰脉冲，持续时间很短，幅度大概为0.1V左右，对峰值检测影响不大，这个误差会在后面改进。因此反向峰值检测电路中不会出现类似正向电路那样的情况，对小信号的峰值也可以有很好的检测效果。
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对于正向峰值不能保持的问题，我们采取如下手段进行改进，即将两个三极管控制开关的接地点改为接-1V的电平，这样就放电时输出电压最低值可以达到0.01V左右，可以充分完成对于微小信号的峰值检测，两个波形图如下。
2）信号1：频率为88Hz，幅度为0.3V的正弦波；
信号2：频率为50Hz，占空比为50%，幅度为0.1V的三角波；
采样周期为0.2s，占空比为7%；
3）信号1：频率为30Hz，幅度为0.3V的正弦波；
信号2：频率为20Hz，占空比为10%，幅度为0.1V的三角波；
采样周期为0.2s，占空比为7%；
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第五章、误差分析
5.1 复位误差
电路工作在复位模式时，输出的电压值应该接近0V,这样对于较小的输入信号就可以很好的检测出其峰值。但是由于BJT的导通压降，复位模式下输出电压值距离0V较大，这就是复位误差。
5.1.1 正向复位误差
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由于采样开关使用的BJT的导通压降，正向放电时电压最低为0.9mV左右，如下图所示：
但是将开关电路接到-1V的偏置电压上后，这个误差被极大的减小了。我们将脉冲信号的占空比调整为99%，即使电路始终处于复位模式，来观察输出的电压值，波形图如下：
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由图，ChannelC是正向检测电路的输出，这里即是持续放电的电压，大约为8.6mV，由此可见改变偏置电平减小了放电误差。
5.1.2 反向复位误差
类似的，对于反向峰值检测,同样也存在由于BJT的导通误差导致的放电误差，在放电器件，反向输出电压可以达到正的0.9V左右，在波形图中就成为一个正的尖峰脉冲。为了使反向放电误差有明显的现实，我们将反向控制脉冲信号的占空比调整为99%，即使
反向峰值检测电路一直处于复位放电状态，波形图如下：
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为了减小这个误差，类似于正向检测电路，将采样开关的接地端改为-1V的偏置电平，这样就解决了由于BJT导通压降带来的放电误差，改进后的仿真波形如下（控制脉冲的占
空比为99%）：
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燕 山 大 学 课程设计 说明书 题目：基于运算放大器的峰值检 测电路设计 学院（系）：电气 工程学院年级专业： 08级检测1学号： 080103020042 学生姓名：井涛 指导教师：温江涛 教师职称：讲师
燕山大学课程设计（论 文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪 器科学与工程系 学号080103020042学生姓名井涛专业（班级）08检测1 班设计题目基于运算放大器的峰值检测电路设计 设 计技术参数输入信号是由 10-100Hz 的正弦波和三角波叠加而成。测量电路每隔0.2 秒采集一次输入信号的峰值。 设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的m ultisim 仿真； 工作量1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数及仿真结果）；2：提交一份电路原理图； 工 作计划周一，查阅资料； 周二到周四，理论设计及计算机仿真；周五，撰写设计说明书； 参考资料1：基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2：模拟电子技术； 3：数字电子技术； 4：电路理论 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年 6 月 25 日
燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日答辩小组评语： 成绩： 组长： 年月日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 年月日 3
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TDA2030集成电路功率放大器设计 一、设计题目集成电路功率放大器 二、给定条件 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 输出功率：10 ~ 20W（额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB） 谐波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）； 输出阻抗：≤0.16Ω; 输入灵敏度：600mV（1000Hz，额定输出时） 三、设计内容 1．根据具体电路图计算电路参数 2．选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。 3．了解有关集成电路特点和性能资料情况 4．根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图 5．制作印刷线路板 6．电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 导书》有关放大器测试过程 7．实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。 四、功率放大电路的测试基本内容 注意：将输入电位器调到最大输入的情况。 1．测量输出电压放大倍数A u 测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），输出负
载电阻分别为4Ω和8Ω。 2．测量允许的最大输入信号（1KHｚ）和最大不失真输出功率测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。 ②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。 3．测量上、下限截止频率f H 和f L 测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。 五、参考资料 TDA2030简介：TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。 TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。 双电源供电BTL音频功率放大器 工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号V in通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为K VC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定。TAD 2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（1）输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反相输入端②脚，它的交流闭环增益K VC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）与TDA 2030（2）的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的，即： U01≈U in·R3 / R2
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：12 峰值检测电路 初始条件： 具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、4位LED显示； 2、设计峰值检测电路，模数转换，锁存电路； 3、清零设置功能；每次检测到的最大值被保存和显示； 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书； 5、设计电源； 6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。 时间安排： 第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试 指导教师签名： 2012年 5 月 30日 系主任（或责任教师）签名：年月日
1 绪论 1.1软件介绍 Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译，功能十分强大。 1.2 A/D转换芯片介绍 ICI-7135是421位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便。ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点。其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有：自校准(调零)、正向积分(被测模拟电压积分)、反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲)。故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数。将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量。图1给出了ICL7135时序,由图可见,当BUSY变高时开始正向积分,反向积分到零时BUSY变低,所以BUSY可以用于控制计数器的启动／停止。 ICL7135为DIP28封装,芯片引脚排列如图2所示,引脚的功能及含义如下： (1)与供电及电源相关的引脚(共7脚) .-V：ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;
参加全国大学生电子设计大赛的同学们加 油了！ 低频功率放大器设计与总结报告 作者：王汉光 一、任务 设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS 晶体管。 二、要求 1．基本要求 （1）当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8Ω电阻负载（一端接地）上，输出功率≥5W，输出波形无明显失真。 （2）通频带为20Hz～20kHz。 （3）输入电阻为600Ω。 （4）输出噪声电压有效值V0N≤5mV。 （5）尽可能提高功率放大器的整机效率。 （6）具有测量并显示低频功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效率的功能，测量精度优于5%。
2. 发挥部分 （1）低频功率放大器通频带扩展为10Hz～50kHz。 （2）在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。 （3）在满足输出功率≥5W、通频带为20Hz～20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。 （4）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40～60Hz。在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB。 （5）其他。 摘要： 本系统采用了NE5534p作为前级的电压放大电路来给低通功率放大电路提供输入电压，通过低通功率放大电路将功率放大，由双踪示波器对整个系统的输入输出端进行监测，调节可变电阻，使输出波形无明显失真，从而使输出功率达到指定的输出功率要求。输入的频率范围为20Hz~20kHz。 一．概述： 本系统通过信号发生器输入电压为5mV，频率在20Hz~20kHz范围内的信号，对信号进行功率放大，低通功率放大器模块由+/-15V的直流电源提供，通过前级放大电路将输入电压放大，再由低通功率放大电路进行功率放大。在此期间，用示波器监测低通功率放大模块的输入输出端，观察波形是否失真，以及测量最大最小不失真频率。 二．系统工作原理及分析： 此系统由三部分组成，分别为电源模块、前级放大模块、低频功率放大模块。 如图所示：
一种简单有效的限流保护电路
作者: 日期:
一种简单有效的限流保护电路 陈世杰，顾亦磊，吕征宇 （浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027） 摘要：提出了一种简单有效的限流保护电路，论述了该保护电路应用于宽范围输入正激变换器和宽范围输入反激变换器时工作状况的区别，并给出了一个适用于宽范围输入反激变换器的补偿电路。最后的实验结果验证了限流保护电路及补偿电路的工作原理及其有效性。 关键词：过流保护；正激；反激 0 引言 过流保护电路是电源产品中不可缺少的一个组成部分，根据其控制方法大致可以分为关断方式和限流方式。限流方式由于其具有电流下垂特性，故障解除后开关电源能自动恢复工作，因此，得到比较广泛的应用。 限流保护电路首先要有一个电流取样环节，目前，一般的做法是串联一个小电阻或者是用霍尔元件来 获得电流信号。当取样电流比较小的时候，这两种取样方法都是可取的。但当取样电流比较大时，电阻取样会有较大的损耗，降低了变换器的效率，而霍尔元件取样其体积比较大，且价格昂贵，对整个电源的成本也是个问题。 基于以上考虑，本文提出一种简单有效的限流保护电路，克服了以上两种方式取样大电流时的缺点。它适用于正激、反激等各种变换器，而且成本也比较低。 1 限流保护电路工作原理 图1中虚线框外的电路是普通的峰值电流方式的PWM控制电路，利用电流互感器取样峰值电流。图中所示的PWM芯片是ST公司生产的L5991。虚线框内是本文所提出的限流保护电路。它利用峰值电流控制中的电流信号作为输入信号，通过一个由D, R, C i组成的峰值保持电路和由运放组成的PI环节得到一个误差信号，在变换器的输出电流超过限定值的时候，该误差信号就会控制PWM芯片的占空比，从而使输出电流保持 在限定值。由于D存在，当输出电流低于限流值时，该部分电路对占空比的控制不起作用。
峰值检测电路（二） 1.基本的峰值检测电路 本实验以峰值检测器为例，说明可利用反馈环改进非线性的方法。 峰值检测器是用来检测交流电压峰值的电路，最简单的峰值检测器依据半 波整流原理构成电路。如实图4.1所示，交流电源在正半周的一段时间内，通过二极管对电容充电，使电容上的电压逐渐趋近于峰值电压。只要RC足够大，可 这种简单电路的工作过程是，在交流电压的每一周期中，可分为电容充电 和放电两个过程。在交流电压的作用下，在正半周的峰值附近一段时间内，通过二极管对电容C充电，而在其它时段电容C上的电压将对电阻R放电。当然，当外界交流电压刚接上时，需要经历多个周期，多次充电，才能使输出电压接近峰值。但是，困难在于二极管是非线性元（器）件，它的特性曲线如实图4.2所示。当交流电压较小时，检测得的直流电压往往偏离其峰值较多。
图4.2二极管特性曲线 这里的泄放电阻R,是指与C并联的电阻、下一级的输入电阻、二极管的反向漏电阻、以及电容及电路板的漏电等效电阻。不难想到，放电是不能完全避免的。同时，适当的放电也是必要的。特别是当输入电压变小时，通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压的峰值。实际上，检测器的输出电压大小与峰值电压的差别与泄放电流有关。仅当泄放电流可不计时，输出电压才可认为是输入电压的峰值。用于检测仪器中的峰值检测器要求有较高的精度。检测仪器通常R 值很大，且允许当输入交流电压取去后可有较长的时间检波输出才恢复到零。可以用较小的电容，从而使峰值电压建立的时间较短。 本实验的目的，在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器，进一步了解运算放大器之应用。 2.峰值检测电路的改进 为了避免次级输入电阻的影响，可在检测器的输出端加一级跟随器（高输入阻抗）作为隔离级（实图4.3）。
OTL 功率放大器电路设计 一．实验任务： 设计一个OTL 功率放大器，要求输出功率W P O 5.0<,负载电阻Ω=8L R ,输入电压为mV V i 100=. 二．实验电路原理图： 三．参数计算与确定： 1.确定电源电压： 根据输出功率要求，取W P O 4.0=,则 om om O O O I V I V P 2 1*21*===L om R V 2 21
又因为V CC om V 21≈ 则L CC L om O R V R V P 2 28121≈= 得到V R P V L O CC 05996.54.0*8*88=== 考虑到32,R R 上的压降和32,T T 的饱和压降（32,T T 单管的饱和压降通常小于0.3V ），所以取标准电源电压V V CC 15=. 2.确定3,2,R R 32,R R 为射极电流的反馈电阻，主要用来稳定静态工作点，因它们与反馈串联，取值较大会使功耗增加，一般取L R R R )1.0~05.0(32== 所以本实验设计取 Ω==4.032R R 3.选择功率管32T T ， 考虑到功率管有静态电流32,C C I I ,实际损耗要大一些，一般取 mA I I C C 30~2032==,所以本实验取mA I I C C 2032== 所以32T T ，极限参数为： ()()V V V V CC CEO BR CEO BR 632=>= W I V P P P P A R V I I I CQ CC OM C CM CM L CC C CM CM 5.12.062 1 862.0212.0375.08 2622max 232max 232=??+?=+=>=∴=?== >= 所以取W P P CM CM 632== 根据以上参数，选择2T 为TIP41C,3T 为TIP42C,选择18032==ββ的晶体管。 4.确定R R C ,及e R 确定C R : 由于32,T T 管18032==ββ，所以流入32,T T 的基极电流
正负不对称波形的双极性峰值输出电路 电路的功能 这是一种输入为零交正弦信号，输出为不同时的正负压差的电路，它由峰值检波电路和差动放大器组成。 而要保持单信号峰值、输出，然后“复位”或等待自然放电完毕，再输入下一个信号时，可采用本电路。 电路工作原理 OP放大器A1、A2分别为正、负峰值检波电路，二极管D1、D2接在反馈环路中，其正向电压降VF和温度系数对环路的影响可以忽略。输入信号经过峰值检波后，分别成为-VP和+VP，再用差动放大电路A 3、A4对其进行减法运算，则可得到峰-峰值电压+VP-P=+VP-（-VP）。本电路可以有两种工作方式，一是由电阻R4、R5分别选定T1=C1.R4，T2=C2.R5的放电时间，得到长周期的信号幅值，二是使用“复位”开关S1、S2，测量开始时，各开关打开，测量信号峰值，测量结束，接通开关，将保持的电荷释放，等待下一个信号输入。若希望输出具有增益，可接上带★号的电阻R0，其增益为A=1+（20K/R0）。 元件的选用 增加电容器C3、C4的目的是避免由于存在突发负载C1、C2而出现的不稳定，其时间常数和容量没有严格的限制。二极管D1、D2为低漏二极管1SS104，当峰值电压保持时间在数秒以内时，也可采用普通的小信号二极管1S1588或1S953。保持电容器C1、C2最好选用绝缘电阻高的产品，容量在1UF以上时，可选用薄膜电容，为了延长保持时间，与其用加大电容量的办法，不如把OP放大器A1~A4都改用高输入阻抗、低输入偏流的BI-FET型OP放大器。“复位”开关S1、S2可选用双接点式继电器或C-MOS模 拟开关。
注释 保持电路的泄漏问题 峰值保持电路或取样保持电路都存在泄漏问题，表现在被保持的电压会逐渐下降，保持电容器CH中贮存的电荷永久保存这是理想情况，但是由于电路的漏电电流或由于绝缘电阻的影响，会使保持的电压降下降。图1是简化的电压保持电路，接通开关SW以后，电压E存入CH中，然后断开开关，使电压得到保持，被保持的电压会象图2所示的实线那样呈指数曲线下降或象虚线那样，随输入偏流IB的不同，以不同的斜率（△E=（IB/CE）△L）下降。可根据图示分析电压下降的具体原因。
通过将电阻器用作增益调整设置元件，建立起了在DC 情况下运算放大器(op amp) 的传输函数。在一般情况下，这些元件均为阻抗，而阻抗中可能会包含一些电抗元件。下面来看一下图1 所示的这种一般情况。 图 1 运算放大器反馈的一般情况使用这些项重写本系列第一篇文章所得的结果后，传输函数为：增益= V(out)/V(in)= - Zf/Zi在图2 所示电路的稳定状态下，该结果减小至：V(out) = -V(in)/2πfRiCf其适用于稳定状态下正弦波信号。 图 2 配置为积分器的运算放大器正如最初所做的分析那样，流入求和节点的电流必须等于流出该节点的电流。换句话说，流经Ri 的电流必须等于流经Cf 的电流。这种情况可以表述为下列传输函数：利用该传输函数，我们便可以得到一款普通积分器。由于积分中包含了该运算放大器的DC 误差项，因此该电路通常不会在直接信号链中使用。但是，在控制环路中，其作为一种功能强大的电路得到了广泛使用。请回顾本系列第5 部分“仪表放大器介绍”(下方有链接)所述的仪表放大器。在许多高增益应用中，虽然与DC 值没有丝毫关系，但INA 的电压偏移还是缩小了有效动态范围。 图 3 使用积分器归零偏移图3 显示了积分器的一种理想应用。来自INA 和信号源的输入DC 偏移电压
均出现在输入端，并被INA 增益倍乘。该电压出现在积分器输入端。运算放大器积分器进行驱动以使反相输入与非反相输入相等(这种情况下，非反相输入为接地(GND))，这样一来INA 的电压偏移被消除了。这种应用让电路看起来像是一个单极高通滤波器。截止频率的情况如下：当Ri = 1 MΩ且Cf = 0.1 μF 时，截止频率为1.59 Hz。电路的DC 偏移被降至运算放大器的Vos。在一些单电源应用中，将运算放大器的非反相输入偏置为GND 以上是必需的。积分器是一种反相电路，因此正输入信号会尽力将输出驱动至负电源轨GND 以下。出现在运算放大器非反相输入端的偏置电压为INA 输出时将维持零输入的电压。
一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出V o = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-） 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（T INA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2 Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
南通大学电工电子实验中心 电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号：07 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日
峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案 据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模
数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 u 1 u 2 u o1 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只
实验五运算放大器组成的基本运算电路 一、实验目的 1、了解运算放大器的基本使用方法。 2、应用集成运放构成的基本运算电路 3、学会使用线性组件u A741。 4、掌握加法运算、减法运算电路的基本工作原理及测试方法。 5、学会用运算放大器组成积分电路。 二、实验属性 验证性实验 三、实验仪器设备及器材 1、实验台 2、数字万用表 3、示波器 4、计时表 四、实验内容及步骤 1.调零：按图 7-1 接线，接通电源后，调节调零电位器 RW 使输出 0V。运放调零后， 在后面的实验中均不用调零了。 图7-1 仿真参考电路：
电路如图7-2 所示，根据电路参数计算A V=Vo/V i，并按照表7-1 给定的V i 计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表7-1 中。 图7-2 仿真参考电路：
电路如图7-3 所示，根据电路参数计算A V=Vo/V i，并按照表7-2 给定的V i 计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表7-2 中。 图7-3 仿真参考电路：
电路如图7-4 所示，按照表7-3 给定的V i1 和V i2 计算和测量对应的Vo 值，并把结果记入表7-3中。 图7-4 仿真参考电路：
电路如图7-5 所示，按照表7-4 给定的V i1 和V i2 计算和测量对应的Vo 值，并把结果记入表7-4中。 图7-5 仿真参考电路：
五、实验报告 1.整理实验数据，填入表中。 答：整理数据如上表中。 2.分析各运算关系。 答： 反相比例运算：U0=-(R f/R1)X(U i) 放大倍数 A uf=-R f/R1 随着电压的不断增加，实际运放也不断变大，误差逐渐减小同相比例运算：U0=(1+（R f/R1）)X(U i) 放大倍数 A uf=1+（R f/R1） 随着电压的不断增加，误差逐渐减小，越来越趋近于理论值加法运算：U0=-((R f/R i1）)X(U i1)+ (R f/R i2）)X(U i2)) 改变任一电路的输入电阻时，对其他路没有任何影响减法运算：U0=(1+（R f/R1）)X(R3/(R2+R3))X(U i2)-(R f/R1)X(U i1) 输出与两个输入信号的差值成正比
袁蒁膃蚇腿肀肃功率放大器原理功率放大器原理 图 芃蚆葿艿袂薇蒆要说功率放大器的原理，我们还是先来看看功率放大器的组成：射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。 射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。 螆肇葿蚄蚆芈羁功率放大器原理 衿蚈膂袆袆膁螁高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在“低频电子线路” 课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。 高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。 我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。 近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率
基于FPGA的快速响应峰值保持电路 刘江涛1, 2 吴伯冰1董永伟1张永杰1邢闻1 柴军营1赵冬华1徐鹤1 1（中国科学院高能物理研究所北京 100049） 2（中国科学院研究生院北京 100049） （E-mail: jtliu@https://www.doczj.com/doc/d218259918.html,） 摘要：本文介绍了一种基于FPGA的快速响应脉冲峰值保持电路，可用于SVOM/GRM复合晶体输出信号的脉冲形状甄别。该电路结构简单，控制方便，可靠性高；测试结果表明：其响应时间～100ns，动态范围100mv～2000mv，满足设计要求。 关键词：峰值保持电路，快速响应，FPGA 1.引言 SVOM（space multi-band variable object monitor）是中国与法国合作研制的专门观测和研究伽玛射线暴（GRB）的天文科学卫星，伽玛监视器GRM（Gamma Ray Monitor）是SVOM的主要科学载荷之一[4]，实现对伽玛暴的实时触发和宽能谱测量，探测器部分由三层闪烁体构成（PS、NaI（TI）、CsI（Na）），并且共用一个光电倍增管输出信号，由于三种闪烁体的发光衰减时间不同，电子学系统需要根据波形的不同对光电倍增管的输出信号进行分类处理，这样就需要利用脉冲形状甄别技术（pulse shape discrimination，PSD）技术。由于需要处理的信号包括塑料闪烁输出的快信号（上升时间～100ns），设计具备快速响应能力的峰值保持电路是实现PSD 功能的基础。 峰值保持电路的作用是获取输入电压脉冲的峰值，并产生输出V0=VI(peak)。为了实现这个目标，让V0跟踪VI直至输入信号达到峰值。这个峰值会一直被保持，直至一个新的更大的峰值 现在通用的峰值保持电路主要有两种：跨导型与电压型[1]，电压型电路原理简单，但积分非线性大、动态范围小、小幅度响应差、通频带宽也小，所以此种电路不具有快响应的特征，不适合处理快信号；跨导型峰值保持电路具有响应速度快、动态范围大和误差小的优点，但是电路结构比较复杂。针对核物理实验中应用的峰值保持电路，文献[2][3]介绍了相应的改进方法，但是，在航天电子学的设计中需要考虑到电路设计的可靠性、元器件选择符合航天要求、电路设计简单、电路控制简单等特点，因此，本文中设计的峰值保持电路基于跨导型峰值保持电路的原理，同时通过FPGA与模拟开关完成控制充放电。
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出 Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。 今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析 作者：billyevans Blog: https://www.doczj.com/doc/d218259918.html,/billyevans/31510/category.aspx 一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-） 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）：
根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。 既然要改进，首先要分析不足。上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降，因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管（TINA TI 7.0绘制）：
大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm 双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ 电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。
运算放大器积分电路图 原理图1 积分运算电路的分析方法与加法电路差不多，反相积分运算电路如图1所 示。根据虚地有, 于是 由此可见，输出电压为输入电压对时间的积分，负号表明输出电压和输入电压在相位上是相反的。 当输入信号是阶跃直流电压U I时，电容将以近似恒流的方式进行充电，输出 电压与时间成线性关系。即 例：在图1的积分器的输入端加入图2中给定输入波形，画出在此输入波形作用下积分器的输出波形，电容器上的初始电压为0。积分器的参数R=10kW、C=0.1mF。 图2给出了在阶跃输入和方波输入下积分器的输出波形。画出积分器输出波形，应对应输入波形，分段绘制。例如对于图2(a)阶跃信号未来之前是一段，阶跃信号到来之后是一段。 对图2(a)，当t＜t0时，因输入为０，输出电压等于电容器上的电压，初始值为０； 当t≥t0时，u I = -U I，积分器正向积分，输出电压 要注意，当输入信号在某一个时间段等于零时，参阅图2(b)的1ms~2ms、 3ms~4ms…各段。积分器的输出是不变的，保持前一个时间段的最终数值。因为虚地的原因，当输入为零时，积分电阻 R 两端无电位差，故R中无电流，因此 C 不能放电，故输出电压保持不变。 实际应用积分电路时，由于运放的输入失调电压、输入偏置电流和失调电流的影响，会出现积分误差；此外，积分电容的漏电流也是产生积分误差的原因之一。
(a) 阶跃输入信号(b)方波输入信号 图2 积分器的输入和输出波形 实际的积分电路，应当采用失调电压、偏置电流和失调电流较小的运放，并在同相输入端接入可调平衡电阻；选用泄漏电流小的电容，如薄膜电容、聚苯乙烯电容，可以减少积分电容的漏电流产生的积分误差。
南通大学电工电子实验中心电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号： 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日 峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案
据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只电阻均选1/8W 金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的A μ741型运算放大器。