Пиковый детектор

И так давайте рассмотрим такое понятие в радиотехнике как пиковый детектор.

Совсем коротко - он состоит из однополупериодного выпрямителя и запоминающего элемента.

Суть работы пикового детектора состоит в том, чтобы на запоминающем элементе - конденсаторе выделить амплитудное(пиковое) значение нашего сигнала.

Что бы пиковый детектор работал правильно, нам нужно обеспечить такие условия:

1. Входное сопротивление нашего измерителя, в идеале, должно стремиться к бесконечности, тогда емкость конденсатора C1 можно уменьшить, обеспечив таким образом быстрый заряд запоминающего конденсатора и его медленный разряд. 

2. Разряд запоминающего конденсатора C1 при существующем входном сопротивлении, между двумя соседними импульсами должен стремиться к нулю.

Отсюда проистекают условия для выбора емкости конденсатора.

Если выбрать большую емкость, при значительном выходном сопротивлении источника сигнала мы не успеем зарядить наш конденсатор до пикового значения сигнала из-за ограниченного, выходным сопротивлением источника сигнала, зарядным током. И наоборот - если выбрать малую емкость конденсатора, то при понижении частоты сигнала, будет происходить разряд конденсатора между соседними импульсами, что приведет к увеличению погрешности измерения пикового значения сигнала.

При правильном выборе параметров мы получим достаточно точный измеритель амплитуды наших импульсов, не зависящий ни от формы, ни от амплитуды, ни от скважности импульсов сигнала. 

Конечно, можно задать вопрос - зачем это нужно? Ведь можно посмотреть на осциллографе амплитуду наших импульсов!

Ну во первых не у всех, а в особенности начинающих, есть довольно сложное и дорогое устройство - осциллограф.

А во вторых его можно применять только на этапе разработки и отладки разрабатываемой схемы.

И в третьих существуют такие моменты, когда в нашей схеме необходимо иметь амплитудное значение, хотя бы даже для автоматического регулирования, либо индикации.   

Так как в симуляторе наши приборы идеальные, то на входе осциллографа я поставил резистор R1 равный 10 мегомам.

То есть входное сопротивление осциллографа в этом случае равно десяти мегомам.

Еще одно замечание, амплитудное значение на конденсаторе C1 будет ниже на величину падения напряжения на диоде приблизительно на 0.5-0.7 вольта.

Давайте сначала посмотрим как напряжение зависит от формы сигнала.

Установим частоту 500 герц и будем менять только форму сигнала.

При синусоидальных и треугольных импульсах получаем 4.51 вольта.

При прямоугольных импульсах напряжение незначительно вырастает до 4.58 вольта.

А теперь давайте менять частоту импульсов.

При уменьшении частоты до 10 герц напряжение практически не меняется, хотя на осциллографе появился уже едва заметный разряд между соседними пиками сигнала.

При увеличении частоты на выходное напряжение детектора будут влиять, только частотные параметры используемого диода.

А теперь будем менять скважность прямоугольного выходного сигнала.

При максимальной скважности 99% мы на частоте 500 герц получаем 4.49 вольта.

А при минимальной скважности 1% 4.6 вольта.

Еще применить пиковый детектор будет очень уместно при нерегулярных(непериодических) импульсах.

Иначе для этого потребуется осциллограф с записью осциллограммы такого сигнала.