宽带峰值检测器检测宽输入频率范围

2007-12-17 11:30:41   作者：Jim McLucas   来源:EDN China

关键字： 缓冲 放大 偏移 增益

这种设计理念的基础是先前一个实现了15MHz到30MHz甚至更多带宽的精密峰值检测器（参考1 ），依赖于你的应用的最大输入信号水平。这个设计的关键点是一个可以提供高转换率和应用需要的低传输延迟的超高速比较器。这次设计里的比较器是模拟设备AD8561 ，一个7-nsec装置（参考2 ）。这个峰值检测器在100mV到6V的点对点输入信号电平范围内提供100MHZ到高于14MHZ的精度。在更高的频率下，最高可用的输入信号电平降低。在更高的频率下，最高可用的输入信号电平降低。该电路展示了一个超过输入电平范围的±3%精度。

从图1中我们可以看到，由IC₁及其相关部件组成的高输入阻抗缓冲器提供给超快比较仪IC₃交流信号。由于运算放大器IC_2A和其相关部件的作用，IC₁的输出集中在0v直流电上。这些相关部件在IC₁的引角6取样直流电平，随后再提供一个直流校正电压到IC₁的引角3。这一行为实质上消除了IC₁的输入偏移电压和输入偏置电流的影响。当频率增加至25MHZ时，R₁，R₄和C₁提供少量的增益提升，C₅随后开始滚降增益。

输入信号电容耦合到输入缓冲器，因此，为妥善运作，交流输入信号必须有一个类似正弦波的对称波形。在通过C₂后一个非对称波形在他的峰值处有一个偏移，同时作为一个结果，峰值检测器的输出将不准确。当引角2的输入比引角3的直流电平高的时候，比较仪IC₃的输出摆动很高。这一行为通过R₁₇，D₄，D₅，D₆和R₂₃轮流掌管保持电容器C₁₉。当C₁₉上的电压比IC₃的引角2的峰值信号电平高的时候，比较仪停止对他的输出端提供充电脉冲。处于平衡状态，比较器用正确的振幅和宽度提供输出脉冲来维持C₁₉处的电压大约是输入信号的峰值电平。高输入阻抗直流缓冲区IC_2B最大限度地减少C₁₉充电脉冲间的放电。

由R₂₄，R₂₅和C₂₀组成的网络过滤和衰减直流输出。由于输出往往会稍微高于IC₁的引角3的输入信号的实际峰值电平，这种衰减是必然的。由IC_2C及其相关部件组成的电路提供了一个新特征：当保持电容C₁₉的电压增加的时候，IC_2C的引角4上一个电压上升。电路随后将这个升压加到R₁₆，随着C₁₉的增加又反过来在R₁₆和R₁₇的交汇点处引起电压摆动的增加。这一行为导致驱动D₄的脉冲振幅的增加。

二极管D₁防止IC₃的输出端的电压超过他的电源电压。二极管D₂防止升压在启动的时候达到一个大负数水平，这可能会导致电路闭锁。比较器和二极管D₃的切换行动防止由于一个瞬间的正极充电引起的闭锁。这个电路没有展示任何关于不稳定新的指示或者趋势。参考AD8561比较器的输入共模电压规格，最大输入信号是6v。输入缓冲器的供电电压是±6.5V，这样可以避免超负荷驱使比较仪的可能性。你可以通过替换一个用于R₄的100-kΩ的分压计来提供一个输出电平的调整，并且一个直流偏置调整将会改善在低信号电平处的精确度。这些方法都可以来提电路的精度。

这个电路采用300mhz带宽的示波器来做性能测定。作为结果，表1的数据可能包括一些测量误差。因此，表上的数据被作为表现电路的性能而不是精确的数据。当测量被进行的时候，数据仅仅是手头的最好的设备的简单结果。

英文出处:http://www.edn.com/article/CA6501087.html?industryid=47038

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本文引用地址： https://www.eeworld.com.cn/designarticles/analog/200712/17370.html

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