请问这个峰值检波的原理是什么，为何会出现下面的问题？ 第1页

千万不要用 MULTISIM 的中文破解版或者第三方汉化版。 尽管这可能和问题无关， 但是无数的人碰壁以后才发现是软件问题。 MULTISIM 在大约十年前和 ADI 合作的时候提供过免费的 ADI 版。 类似 TEXAS INSTRUMENTS 的 TINA。

       https://www.ti.com/tool/TINA-TI  TINA-TI SPICE-based analog simulation program     

LTspice 的仿真，出来的东西没有明显的错误。

       https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html  LTspice LTspice® is a high performance SPICE simulation software, schematic capture and waveform viewer with enhancements and models for easing the simulation of analog circuits. Included in the download of LTspice are macromodels for a majority of Analog Devices switching regulators, amplifiers, as well as a library of devices for general circuit simulation.     

LTspice 是免费的。

峰值检测电路

用于检测交流波形的峰值。 如果峰值检测要在正负两个半周期上起作用（它们可能非常不同），则在峰值检测器前面使用一个精密整流器。 当信号是不对称的时候，这通常是必要的，这在音频信号中是很常见的。 这里的电路都只对正的峰值工作。

峰值检测器有许多不同的类型，从非常简单到相当复杂。

这完全取决于应用，以及需要保留多长时间的峰值。 在某些情况下，只需使用一个电阻器（或电流汇流排）对保持峰值的电容器进行放电，但在某些情况下，该值必须以非常低的下降率（缓慢的电容器放电）保持相当长的时间，因此需要一个单独的放电电路。 这可以是一个电子开关或一个手动按钮，这取决于应用。

最有可能被问到的问题是 "为什么？"

这是一个很好的问题，因为大多数电子爱好者可能从来没有对峰值检测器的需求，或者已经使用了一个而没有意识到他们已经这样做了。

峰值检测器通常用于捕获瞬时事件，否则可能无法检测到，但会导致电路故障。 它们在音频处理系统中也很常见，特别是音频峰值限制器电路。

它们还可以用来捕捉来自功率放大器的瞬时电压峰值，并可用于分析（"我的放大器足够强大吗？"）或激活削波指示灯。

它们可用于电力工程（如电源供电的电路），以监测电源的最坏情况下的浪涌电流，或查看电源电压瞬态是否超过一个给定的阈值。

因此，虽然许多读者永远不会需要一个，但其他人会看到一个峰值检测器的直接应用。

虽然网上有许多电路声称是峰值检测器，但许多（如果不是大多数）都是原始的，无论如何都不能被认为是精密电路。 这对于非关键性的应用来说是没有问题的，但是如果你真的需要一个性能可预测、输出能准确表示输入波形的峰值的电路，那就没有用了。

储能电容

在建立保持电压超过几毫秒的电路时，有许多事情需要考虑。

在音频方面，像PCB表面漏电和/或电容器漏电很少是一个问题，但当电压被储存在电容器中时，它们就变得至关重要。 高值电容一般不能使用，因为它们需要太多的能量来充电，而且高值电容的特性在很大程度上与峰值检测器或采样和保持电路的要求不一致，它们在许多方面是相似的。在峰值需要保留哪怕几秒钟的情况下，需要特别小心，以尽量减少电容器的放电。 只要有足够的时间，即使是印刷电路板的表面电阻也足以使电容器放电。 例如，一个100nF的电容器和1 GΩ（1,000兆欧）的时间常数是100秒，或1.67分钟。 在这个时候，电压已经下降到原来存储值的0.632（63.2%）。 这种组合只适用于2%精度的4秒左右的保持时间。 如果你使用一个10nF的电容，这些时间将分别减少到10秒和400ms。

我们还需要注意用于存储峰值电压的电容器的类型。 介质吸收在音频电路中不是一个问题，但在峰值检测器、采样和保持电路以及其他需要保持准确和一致电压的地方，这一点至关重要。 聚酯电容器适合在非关键应用中发挥这种作用，但聚丙烯是最便宜、最实惠的替代品，可以替代非常昂贵的的电容器。

电容器的值很重要。 如果是10nF左右，即使是低输出电流的运算放大器也很容易快速充电，但由于漏电电阻，保持时间会受到限制。 一个100nF的电容需要10倍的能量才能充到相同的电压，所以如果要捕捉一个非常快的瞬态，电流可能会受到运算放大器的限制，因为运算放大器可能会有电流限制，无法将电容充到高速电路中的峰值。 为了获得较长的保持时间，C1应该是聚丙烯，因为它比麦拉（聚酯/PET）具有更高的绝缘电阻。

       参考阅读   US3979670A Apparatus for detecting and measuring peak-to-peak values in electrical signals InventorSotirios John VahaviolosCurrent  Assignee AT&T Corp   https://www.analog.com/en/technical-articles/ltc6244-high-speed-peak-detector.html LTC6244 High Speed Peak Detector by Hassan Kelley and Gabino Alonso     

请问这个峰值检波的原理是什么，为何会出现下面的问题？

简单的二极管峰值检测器

二极管是所有峰值检测器的基础，但如果单独使用，正向电压意味着任何低于0.7V的信号都无法被监测。

在精密整流器中使用的 "有源二极管"（使用运算放大器）解决了这个问题，但还有许多其他考虑。 使用肖特基二极管来降低正向电压似乎是合适的，但这些二极管有相对较高的漏电，并不适合，尽管 "低漏电 "肖特基二极管对于存储电压下降不是问题的电路来说可能是可以的。 可敬的1N4148在20V时的额定反向漏电流为25nA，其等效电阻仅为800MΩ。 虽然这听起来像是一个高电阻，但请记住，100nF和1 GΩ的时间常数为100秒，但电压将在4秒多一点的时间内从5V下降到4.9V（2%）。

这意味着，如果需要储存超过5秒左右的数值，总阻抗需要大大高于1 GΩ。 存储电容上的电压不能用万用表测量，因为即使是10MΩ阻抗的数字表也会在几毫秒内对电容放电。 在10MΩ的负载下，一个100nF的电容从5V放电到4.9V只需20多分钟。 一个运算放大器需要被用作缓冲器，以使存储的峰值电压能够被测量或处理。 除了最基本的电路外，FET输入运算放大器在任何情况下都是必要的。

如果电压相当高，二极管的导通误差与被采样的电压相比很小，那么简单的检测器可能就很好。 然而，电压必须不超过运算放大器的输入范围，所以这通常意味着最大约为12V（假设±15V电源）。 不幸的是，除了非常简单的电路外，这很少是一种选择，因为在这种情况下，精度不是一个主要的问题。

运算放大器必须是FET或MOSFET（CMOS）输入类型，因此输入电流不会对存储电容放电（或充电！）。 所有具有BJT（双极结晶体管）输入的运算放大器都不适合作为缓冲器。

可敬的TL071声称其输入阻抗为1 TΩ（10E12欧姆），远远高于任何双极晶体管运算放大器。

CMOS运算放大器也具有同样的性能，如果不使用专门的（和昂贵的）部件，很难在此基础上进行改进。 这种水平的阻抗需要高度专业化的PCB布局，以尽量减少杂散漏电，杂散漏电可能远远大于运算放大器的输入。另外，大多数玻璃二极管在被环境光照亮的情况下会显示出更多的漏电，因此可能需要一个防光罩以确保漏电保持在其声称的数字。 虽然这可能不是通常要担心的事情，但在高阻抗电路中却变得非常关键。 对于普通的小信号二极管来说，这种效应并不广为人知。

请问这个峰值检波的原理是什么，为何会出现下面的问题？

有源二极管峰值检测器 == 这个峰值检波

有源二极管使用一个运算放大器来有效消除二极管的偏移。

然而除非小心谨慎，否则该电路有一个不理想的特性，即当输入电压低于电容上的存储电压时，所使用的运算放大器会摆动到负电源轨道。 这有两个不好的影响。

首先，这意味着运算放大器必须至少摆动一半的总电源电压，才能做任何事情（如给保持电容充电），这严重限制了高频响应。

其次，这意味着二极管的反向电压比必要的要高得多，这就增加了漏电流。 这可能不是非常多，但我们一般都在寻找尽可能低的漏电，这样可以延长保持时间。 任何地方的高漏电都意味着保持时间会大大减少。 在许多情况下，有必要使用比想象中更小的电容，特别是在需要捕捉非常快的瞬态时。

图中所示的有源二极管电路使用运算放大器反馈环路内的二极管来有效地消除0.7V的偏移.

这是一个常见的电路，如果长保持时间和高速度不是必须的，那么它在实践中的效果足够好。

在某些情况下，最好在 C 1上串联一个电阻，以限制过冲，如果输入信号对运算放大器来说太快了，就会出现过冲。 这意味着运算放大器开环运行（没有任何反馈），直到输出能够 "追上 "输入。 在测量电路中，这可能是一个非常实际的问题，因为输入可能比任何音频信号快很多。

该电路仍有一些小问题，主要是电容器充电电流有限，以及当输入电压为负值时，U1的输出接近负电源轨道，因此速度受到限制。

运算放大器的 SLEW RATE 意味着摆动到峰值电压需要时间，再加上二极管的压降。 运算放大器开环工作，直到输出电压与输入的瞬时（正）值相同。

仿真模型就在下面， 请自行取用。 不必客气， 不必点赞。 收藏就好了。

       Version 4 SHEET 1 1260 680 WIRE 64 -48 32 -48 WIRE 512 -48 144 -48 WIRE 416 32 400 32 WIRE 512 32 512 -48 WIRE 512 32 496 32 WIRE 32 48 32 -48 WIRE 176 80 176 48 WIRE 256 80 176 80 WIRE 400 144 400 32 WIRE 416 144 400 144 WIRE -80 160 -80 128 WIRE -80 160 -96 160 WIRE 32 160 32 48 WIRE 32 160 -80 160 WIRE 64 160 32 160 WIRE 512 160 512 32 WIRE 512 160 480 160 WIRE 608 160 608 112 WIRE 608 160 512 160 WIRE 176 176 176 80 WIRE 176 176 128 176 WIRE 192 176 176 176 WIRE 352 176 352 128 WIRE 352 176 336 176 WIRE 400 176 352 176 WIRE 416 176 400 176 WIRE 32 192 -16 192 WIRE 64 192 32 192 WIRE 352 224 352 176 WIRE 400 224 400 176 WIRE -16 240 -16 192 WIRE 32 240 32 192 WIRE 608 256 608 240 WIRE -16 352 -16 320 FLAG 496 416 0 FLAG 592 416 0 FLAG 496 336 v++ FLAG 96 144 v++ FLAG 448 128 v++ FLAG 592 336 v-- FLAG 96 208 v-- FLAG 448 192 v-- FLAG -16 352 0 FLAG 352 288 0 FLAG 400 304 0 FLAG 608 256 0 FLAG -96 240 0 FLAG 608 112 PPout FLAG 352 128 tp0 FLAG 256 80 tp_1 FLAG -80 128 tp_2 FLAG 32 240 sig_in SYMBOL voltage 592 320 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value -15 SYMBOL voltage 496 320 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V2 SYMATTR Value 15 SYMBOL voltage -16 224 R0 WINDOW 0 -71 86 Left 2 WINDOW 3 -296 125 Left 2 WINDOW 123 24 124 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V3 SYMATTR Value SINE(0 20e-3 1000) SYMATTR Value2 AC 1 SYMBOL diode 192 192 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D1 SYMATTR Value 1N4148 SYMBOL diode 32 64 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 15 -47 VBottom 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value 1N4148 SYMBOL cap 336 224 R0 WINDOW 3 -35 38 Left 2 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 10n SYMBOL res 80 64 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 0 56 VBottom 2 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 1e-3 SYMBOL res 416 320 R180 WINDOW 0 -50 27 Left 2 WINDOW 3 -71 63 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 10e6 SYMBOL res -112 144 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 48 -32 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 0 56 VBottom 2 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 512 16 R90 WINDOW 0 0 56 VBottom 2 WINDOW 3 32 56 VTop 2 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value 100 SYMBOL res 592 144 R0 SYMATTR InstName R6 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 240 192 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 0 56 VBottom 2 SYMATTR InstName R7 SYMATTR Value 50 SYMBOL OpAmps\LT1792 96 112 R0 WINDOW 3 -2 160 Left 2 SYMATTR InstName U3 SYMBOL OpAmps\LT1792 448 96 R0 WINDOW 3 37 115 Left 2 SYMATTR InstName U4 TEXT -116 440 Left 2 !.tran 0 20e-3 0 1e-6     

LM324 的 SLEW RATE 太低， 不适合用来做 100 赫兹以上的峰值检测。

【未完待续】

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俺没啥文化， 初中毕业，大伙都知道。

俺不到一百万知友（760多K），才升10级。阅读总量没到一小步（8000万左右，不到一个亿的小目标）。长期关注俺的知友知道， 俺不是专业的。 俺也不是大佬。

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