[发明专利]一种高频信号峰值检测电路

说明书

本发明公开了一种高频信号峰值检测电路，包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、三极管Q1和MOSFET管。本发明对传统低频电路的峰值检测电路进行改进，1）通过对运算放大器U1A和二极管D1、D2进行结构搭配，降低了对器件的性能要求，节省成本；2）通过三极管对电流进行放大，提高了电容的充电速度，使系统的检测速率提高；3）通过添加二极管D6和提供反向回路，对电容进行充分保护，提高了系统的安全性和稳定性；4）通过放电回路，检测低压峰值时实现电容快速放电，提高系统检测的准确度。

技术领域

本发明涉及一种峰值检测电路，尤其是一种用于超声加工过程中高频信号的峰值检测电路。

背景技术

超声加工过程中，压电换能器的电学行为特性会随着前盖板辐射声阻抗的变化而发生变化，这导致压电换能器的谐振频率会发生漂移，系统加工性能大幅降低。因此，在加工过程中进行实时的进行谐振频率跟踪是非常必要的，不仅可以实现加工系统的高效率，安全性能也有保障。

在谐振频率跟踪区分正反谐振频率点及判断实际加工系统频率跟踪情况的一个重要依据就是换能器两端电流电压的峰值。针对信号峰值进行检测常用的检测方法有模拟峰值检测法和数字峰值检测法：模拟峰值检测法中常用的是峰值保持电路，未对运算放大器进行必要的结构补偿，对运放的性能要求较高，测量速度主要取决于运算放大器的性能，设计成本较高且不适用于高频信号的检测，另外，没有对放电回路进行良好的设计，无法检测信号幅值降低时峰值的检测。数字峰值检测法一般是使用高速 ADC 直接采样脉冲信号，然后用控制器进行数据处理得出峰值。电路结构简单，但受限于采样时间间隔，对脉冲信号的峰值部分平缓度要求较高，如果脉冲峰值部分过于陡峭，很难保证 ADC 能够采集到峰值附近的数据，同时对 ADC 采样速度要求较高。

东华理工大学的李刚仁等人设计的峰值检测电路,主要由前置主放大器、甄别电路、控制电路和峰值保持电路四部分构成。探测到的信号通过主放大器放大整形，补偿脉冲幅度的变化，再经过甄别电路去除噪声，检测信号时序，最后根据甄别电路的时序经由控制电路对模拟开关、ADC 转换进行控制，完成峰值检测的任务。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种用于超声加工过程中高频信号的峰值检测电路。

本发明包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、三极管Q1和MOSFET管。

两端口排针P2的2脚接地，1脚接输入待检测信号；电阻R11一端接地，另一端接两端口排针P2的1脚；电阻R10一端接电阻R11的另一端，电阻R10的另一端接运算放大器U1A的同相输入端以及二极管D2阴极。

二极管D2阳极接电阻R1的一端；电阻R1的另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与二极管D2阳极、滑动变阻器R7的固定端、运算放大器U1A的反相输入端连接，滑动变阻器R7的滑动端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接-12V电源。

二极管D2阴极与运算放大器U1A的输出端、电阻R8的一端连接；电阻R8的另一端接二极管D3的阴极、三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R3接+12V电源，三极管Q1的发射极分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极、二极管D7的阴极、电阻R14的一端连接。

二极管D4的阴极连接二极管D3的阳极，二极管D7的阳极连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端、电阻R14的另一端接地；二极管D5的阴极分别与电阻R4的一端、二极管D6的阳极连接，二极管D6的阳极连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别连接电容C1的一端、电阻R16的一端、电阻R13的一端以及运算放大器U1B的同相输入端, 运算放大器U1A的反向输入端连接电阻R5的一端，电阻R4的另一端、电阻R5的另一端接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1B的输出端通过电阻R9连接双端口排针P1的1脚，双端口排针P1的2脚接地。