零基础设计简单的峰值检波电路

（免责声明）

本人未系统学习过模电，本帖相关内容仅个人见解，如有错误请各位大佬斧正。

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一，峰值检波电路的作用

简单来讲就是检测波形电压的峰值。譬如

Vpeak就是该波形电压的峰值。
二，简单的峰值检波电路

当波形电压输入时,电容开始充电，(在理想的二极管情况下)其电压开始上升至第一个波形的峰值。之后电压开始下降,Vc（电容的电压）> Vin。因为二极管的作用，Vc将一直保持第一个峰值电压。当Vin > Vc 时，电容开始充电，其电压开始上升至第二个峰值电压.
如图:

黄线为Vc。
在Vc达到第二个峰值时，后续Vin的值一直小于Vc，Vc电压保持不变，则Vc即为此波形电压的峰值。
但是，二极管两端具有压降实际Vc低于Vpeak.

橙线为实际Vc值。
那么如何设计一个比较准确的峰值检波电路呢？
这就需要引入运算放大器了。
三，运算放大器
运算放大器是具有五个端子的电子元件,它并不像电阻，电容是一个单独一个元件，其内部具有复杂的逻辑结构，(本人水平不够就不探讨内部结构内容)。当时其在电子领域运用相当广泛，于是便用一个电路符号代表运算放大器。

1脚为输出端，2脚为负向输入端，3脚为正向输入端，8脚为正电源端，4脚为负电源端。
(Vin+为正向电压，Vin-为负向电压,Vout为输出电压)
假设正电源端接5V，负电源端接地。
当Vin+ > Vin- 时 Vout ≈ 5V
当Vin+ < Vin- 时 Vout ≈ 0V
当Vin+ ≈ Vin- 时 Vout = A(Vin+ - Vin-)+2.5 (A为运算放大器的放大参数)

横坐标为Vin+ - Vin-
运放的简单应用

如图，此电路又叫电压跟随电路.
我们简单分析一下电路,当Vin+ = 3V，Vin- = 0V时 Vout 开始上升，由于1，2脚相连，Vin- =Vout。当Vout > 3V时，Vin- > Vin+,Vout开始下降。当Vout < 3V时,Vout又开始上升。
由此我们可以得出Vout = Vin- ，它们两个的值在3V震荡。即Vout = Vin- ≈ Vin+。
关于运放的知识还有许多，本人水平有限就不过多赘述，感兴趣的同学可以自行探索。
四，加入运放的峰值检波电路

如图，此电路的二极管两端不会出现压降,Vc ≈ Vin+ 看似问题解决了，但是当电容不充电时会通过电阻放电,那么Vc就开始缓慢下降直到下次充电时才开始上升。那么如何解决这个问题呢？
答案是再接一个运算放大器。（其实解决方案有很多，我只举例我比较清楚的）

由于运算放大器的输入阻抗很大，电流几乎难以通过。可以尽可能防止Vc下降。(此处的知识牵扯到运算放大器的虚短，虚断的特性，感兴趣的可以自行探索).
于是乎，我们就设计出自己的峰值检波电路



注（原理图的C8电容，本人在画PCB时忘记了，后续才在原理图中加注）
3D预览图


本人画PCB水平一般，图示仅供参考。（PS.感觉没有多少人发硬件帖。）

再次编辑一下，把显示不出来的图片删了，然后再插入进去就可以了。

自动化2211孔磊 发表于 2023-1-4 13:13
再次编辑一下，把显示不出来的图片删了，然后再插入进去就可以了。

OK