Прецизионный Пиковый детектор

При U_ВХ>0, ДА1 работает как повторитель, т.к. VD открыт и через него осуществляется ООС, при этом U₁ = U_ВХ с точностью ~ 0,05 мВ.

U_ВХ > 0; U_ВХ растет Þ VD1 – открыт.

Стоит U_ВХ начать уменьшаться, U₁ становится больше U_ВХ, VD закрывается.

С хранит значения U₁, тем дольше, чем больше R_ВХ ДА2, значит, меньше I_ОБР VD и больше R_ВХ ДА1, и больше R_РАЗР ключа К.

Если U_ВХ превысило U₁ (U_ВХ > U₁), вновь VD открывается, увеличивается U_ВХ, ООС замыкается, и все происходит как в предыдущей схеме.

С выбирается по тем же принципам, как и устройство выборки хранения.

К для разрядки С.

Аналоговый частотный детектор(АЧД)

 

Устройство воспринимающее в качестве входного параметра частоту или изменение частоты. Принцип ЧД можно реализовать с помощью фильтра, имеющего линейный участок АЧХ.

Пример реализации схемы:

U₁ = H(2pf) U_m sin[2pf + j₀ + j(2pf)]

U_ВЫХ = H(2pf) U_m   

Проводим линеаризацию:                                   

U₁ = К₁(f – f₀) U_m sin[2pf + j₀ + j(2pf)]      Ý      

U_ВЫХ = К₁(f – f₀)U_m                                      (*)

 К₁ = d H(2pf)/ d f |_f0                                        ß

Чем больше наклон (больше добротность Ф), тем больше чувствительность. Но тем уже диапазон, в котором допускается замена (*).

Для получения необходимой точности АЧД, амплитуда U_ВХ должна быть постоянной и наклон АЧХ должен быть стабильным. В качестве фильтра нередко применяют колебательный контур(только распространенный).

В реальных схемах используют 2 колебательных контура со смещением резонансов и используют в дифференциальной схеме.

 

 

Импульсно – Частотный детектор.

Позволяет детектировать частоту синусоидальных и импульсных сигналов.

Структурная схема состоит из формирователя импульсов, одновибратора и ФНЧ:

 

ЧХ ФНЧ:

          t₀+T                     t₀+t 

U_ВЫХ = (1/Т) ò U₂(t) dt = (1/Т) ò U₀ dt = U₀t/Т = (U₀t)f = U_ВЫХ

            t₀                          t₀

2 случай. Частота в 4 раза выше.

Схема работоспособна пока t < Т_MIN. t < 1/f_MAX.

Для обеспечения высокой точности необходимо обеспечить точность t и U₀

Преобразователи интервалов времени.

U_ВХ: U_С = 0; U_ВЫХ = 0.

                                            t₀+T 

“СТАРТ”: U_ВЫХ (t) = - (1/RC) ò - U₀ dt = U₀(t – t₀)/RC

                                               t₀

“СТОП”: U_ВЫХ (t) = U₀t/RC = const. t - длительность между интервалом нажатия “СТАРТ” и “СТОП”.

“СБРОС”: U_С обнуляется и U_ВЫХ (t) = 0. Наступает исходное состояние.

 

Фазовый детектор.

 

Устройство, формирующее на выходе сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна сдвигу фазы входного сигнала относительно опорного сигнала с нулевой начальной фазой.

I)

Пример реализации. Можно выполнить на базе перемножителя сигналов.

U₁(t) = U_ВХ(t)*U_ОП(t) = U_ОП *U_m sin(wt)sin(wt + j) = U_ОПU_m [cos(2wt + j) +

+ cosj]/2

U_ВЫХ = U_ОПU_mH₀cosj/2

U_ВЫХ» U_ОПU_mH₀(j + p/2)/2

Чтобы характеристика максимально приблизилась к линейной, нужно, чтобы фазовый сдвиг между входным и опорным сигналом был p/2 (начальный фазовый сдвиг), т.к. в качестве U_ОП нужно подавать cos. При этом диапазон измерения несколько десятков градусов.

Недостаток данного принципа: ограниченный диапазон преобразования сдвига фаз.

II) С применением УВХ

 

 

Л13

Статическая характеристика совпадает с формой входного сигнала.

 

Фазоимпульсный детектор.

 

Формирует на выходе сигнал пропорциональный сдвигу фаз двух импульсных сигналов.

j = Dt2p/T

U_ВЫХ = U_1СРЕДН = Dt U₀/T =(2p/ U₀)-j

Входные сигналы должны быть симметричными.

Недостаток: выходной сигнал не зависит от сдвига фаз.

Синхронный детектор.

 

Устройство, осуществляющее детектирование параметров входного сигнала по фазе и амплитуде относительно опорного сигнала.

Синхронное детектирование обеспечивает наивысшую степень селекции входного сигнала по частоте. Максимальное качество обработки сигналов переменного тока может быть обеспечено только при наличии опорного сигнала.