單脈沖電壓正向峰值保持電路及原理分析

電路的功能

這是一種保持模擬信號(hào)電壓峰值的電路，它把信號(hào)變的最大正峰值存貯在保持電容器CM里，適用于測(cè)量單個(gè)脈沖的最大值，即使采用取樣速度很慢的脈沖儀表，也能進(jìn)行準(zhǔn)確的電壓測(cè)量。此外，電路加了復(fù)位輸入，還可用來保持某一瞬間的峰值電壓。如改變放電電阻也可用于脈沖展寬。

電路工作原理

本電路為反饋式峰值保持電路，雖然不能進(jìn)行高速工作，但可準(zhǔn)確地保持輸入信號(hào)的峰值。OP放大器A1為反饋放大器。反饋回路可以忽略二極管D2、D3的正向電壓VF及溫度變化的影響。

充電過程持續(xù)到電容器CH的端電壓與輸入電壓相等為止。若輸入電壓略低于保持的電壓，OP放大器A1的輸出就會(huì)向負(fù)電位擺動(dòng)，使二極管D1導(dǎo)通，進(jìn)入閉環(huán)狀態(tài)。

保持的電壓受二極管D3、OP放大器輸入電阻以及偏流等的影響，隨著時(shí)間的增加會(huì)逐漸下降。為了長(zhǎng)時(shí)間地保持峰值，在電路中加了電阻R3和二極管D3，對(duì)漏電流進(jìn)行抑制，同時(shí)采用輸入阻抗高的緩沖放大器接收峰值信號(hào)。

電阻R4用來限制存貯于電容器CH中的電荷在電源斷開時(shí)的放電電流，如果CH的容量小于0.1UF，可去掉R4。

取樣完畢后，如果不把充電電荷放掉，若下次輸入的信號(hào)峰值低于前次峰值，則峰值就不能得到響應(yīng)，因此，必須安裝放電開關(guān)，所以應(yīng)在CH的兩端安裝機(jī)械式繼電器或模擬開關(guān)使電容短路。CH的容量大，放大電流也比較大，串聯(lián)了電阻R4限制放電電流，其阻值由“復(fù)位”所需的時(shí)間確定，取100歐左右比較合適。

從照片A可以看出，輸入1KHZ正弦半波，峰值保持電路工作，峰值電壓被保持，直到“復(fù)位”信號(hào)輸入為止，一旦輸入“復(fù)位”脈沖，電容立即放電到0V左右。為了使峰值保持電路有一定的放電時(shí)間常數(shù)，可在CH上并聯(lián)一個(gè)放電電阻，其時(shí)常數(shù)為：T=CH.R。照片B示出了CH=0.01UF，R=1M時(shí)的放電電波形。電容CH絕緣性能下降時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)這種波形。

元件選擇

如要求峰值電壓保持在數(shù)分鐘以上，必須采取減小泄漏電流的措施或挑選合適的元件。