Spitzendetektor

Ein Spitzendetektor ist eine Reihenschaltung einer Diode und eines Kondensators, die eine Gleichspannung gleich dem Spitzenwert des angelegten Wechselstromsignals ausgeben.

Betriebsanalyse des Spitzendetektors

Die Schaltung ist in der folgenden Abbildung mit der entsprechenden SPICE-Netzliste dargestellt. Eine an den Spitzenwertdetektor angelegte Wechselspannungsquelle lädt den Kondensator auf den Spitzenwert des Eingangs.

Die Diode leitet positive „Halbzyklen“ und lädt den Kondensator auf die Wellenformspitze. Wenn die Eingangswellenform unter die im Kondensator gespeicherte DC-"Spitze" fällt, wird die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und blockiert den Stromfluss vom Kondensator zurück zur Quelle. Somit behält der Kondensator den Spitzenwert auch dann, wenn die Wellenform auf Null abfällt.

Eine andere Ansicht des Spitzenwertdetektors ist, dass er einem Einweggleichrichter mit einem zum Ausgang hinzugefügten Filterkondensator entspricht.

*SPICE 03441.eps C1 2 0 0.1u R1 1 3 1.0k V1 1 0 SIN( 0 5 1k) D1 3 2 Diode .Modell Diode d.tran 0.01m 50mm .Ende 

Spitzendetektor:Diode leitet bei positiven Halbzyklen, die den Kondensator auf die Spitzenspannung aufladen (weniger Diodendurchlassabfall).

Aufgrund des Serienwiderstands (RC „Zeitkonstante“) dauert es einige Zyklen, bis sich der Kondensator wie in der Abbildung unten auf die Spitze aufgeladen hat. Warum lädt sich der Kondensator nicht auf 5 V auf? Sie würde sich auf 5 V aufladen, wenn eine „ideale Diode“ erhältlich wäre. Die Siliziumdiode hat jedoch einen Durchlassspannungsabfall von 0,7 V, der von der 5-V-Spitze des Eingangs abgezogen wird.

Spitzenwertdetektor:Der Kondensator lädt sich innerhalb weniger Zyklen auf, um seinen Spitzenwert zu erreichen.

Die Schaltung in der obigen Abbildung könnte eine Gleichstromversorgung basierend auf einem Einweggleichrichter darstellen. Der Widerstand würde einige Ohm statt 1 kΩ betragen, da eine Transformator-Sekundärwicklung die Spannungsquelle und den Widerstand ersetzt. Ein größerer "Filter" -Kondensator würde verwendet werden. Ein Netzteil basierend auf einer 60 Hz Quelle mit einem Filter von einigen hundert µF könnte bis zu 100 mA liefern. Halbwellenversorgungen liefern selten mehr, da es schwierig ist, eine Halbwelle zu filtern.

Der Spitzenwertdetektor kann mit anderen Komponenten kombiniert werden, um ein Quarzradio zu bauen.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für die grundlegende Oszilloskop-Bedienung