基于运算放大器的峰值检测电路

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峰值检测电路分析

1.输入信号

2.整流电路：将输入信号变为全波整流信号。常用的整流电路有半波

整流电路和全波整流电路。半波整流电路只保留输入信号的正半周期，而

全波整流电路则保留了整个输入信号的周期。

3.低通滤波器：对整流信号进行平滑处理，去除高频噪声。低通滤波

器可以使用RC电路或者操作放大器构成的积分电路。

4.峰值检测器：通过比较器来获得输入信号的峰值。比较器的输出信

号即为输入信号的峰值。

具体的工作原理如下：

1.输入信号经过整流电路，得到全波整流信号。整流电路可以选择半

波整流电路或全波整流电路，根据实际需要来选择。

2.全波整流信号经过低通滤波器，得到平滑的直流信号。低通滤波器

通过控制元件（如电容或电阻）来实现对高频信号的滤除，只保留直流分量。

3.平滑的直流信号经过比较器，得到输入信号的峰值。比较器的输出

信号为高电平表示输入信号大于设定阈值，为低电平表示输入信号小于设

定阈值。因此比较器的输出信号即为输入信号的峰值。

1.整流电路的选择：根据实际需要选择半波整流电路或全波整流电路。半波整流电路更简单，但是只能保留输入信号的正半周期。全波整流电路

可以保留整个输入信号的周期，但是设计和实现较为复杂。

2.低通滤波器的设计：根据需要选择合适的滤波器类型和参数。滤波

器的截止频率确定了平滑程度，如果截止频率太低会导致响应时间变慢，

如果太高则无法滤除高频噪声。

3.比较器的选择：比较器需要选择具有合适的阈值和响应时间的器件。阈值的选择需要根据输入信号的幅值范围来确定，响应时间的选择需要根

据应用场景的要求来确定。

史上最全峰检波电路,一看就懂

基本的峰值检波电路是由二极管电路和电压跟随器组成的，参考电路如图8-1所示。峰值检波电路的原理：当输入电压正半周时，检波管导通，对电容C1充电；适当选择电容值，使电容充电速度大于放电速度，这样电容两端的电压可以保持在最大电压处，从而实现峰值检波；二极管VD2用于补偿VD1的导通压降，提高测量精度；为隔离后级，增加由运算放大器构成的射极跟随器。

精密峰峰值检测电路

精密峰峰值检测电路电原理图如图1所示。

图1 精密峰峰值检测电路

峰值检波的原理

交流信号从TL084引脚3输入，根据运放的虚短法则引脚2具有与引脚3同样的波形；U1B 是电压跟随器，引脚7的电压幅值与电容C1上的电压相同（加一级跟随的作用是用这个跟随器提供电流支持）。

当引脚3的电压大于电容C1电压时，电阻R2上产生压降，电流从左到右。根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流，并且D2反偏也不会导通。为了维持平衡只有提升R2右端的电压（既是电容C1的电压），这个充电电流从U1A的引脚1经过D1进行。

当引脚3的电压低于电容C1电压时，电阻R2上产生压降，电流从右到左。根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流，则这个电流只有经过D2进入U1A。由于电压跟随器输出电压与电容C1上的电压相同，二极管D1截止，电容不能导过D1放电，电压得到保护。

电容C1有一个放电电阻R1，RC的放电时间常数τ为100ms，1S后如果没有脉冲过来则放电到电压0V。

峰峰值检测波形如图2所示。

图2 精密峰峰值检测电路工作电压波形

峰值检测电路分析

峰值检测电路(二)

1．基本得峰值检测电路

本实验以峰值检测器为例, 说明可利用反馈环改进非线性得方法。

峰值检测器就是用来检测交流电压峰值得电路, 最简单得峰值检测器依据半波整流原理构成电路。如实图4、１所示, 交流电源在正半周得一段时间内, 通过二极管对电容充电，使电容上得电压逐渐趋近于峰值电压。只要RC 足够大,可以认为其输出得直流电压数值上十分接近于交流电压得峰值。

图4、1 简单峰值检测电路

这种简单电路得工作过程就是, 在交流电压得每一周期中, 可分为电容充电与放电两个过程。在交流电压得作用下, 在正半周得峰值附近一段时间内, 通过二极管对电容 C 充电,而在其它时段电容 C 上得电压将对电阻 R 放电。当然,当外界交流电压刚接上时,需要经历多个周期, 多次充电, 才能使输出电压接近峰值。但就是，困难在于二极管就是非线性元(器）件，它得特性曲线如实图4、2所示。当交流电压较小时,检测得得直流电压往往偏离其峰值较多。

图4、2 二极管特性曲线

这里得泄放电阻Ｒ，就是指与 C 并联得电阻、下一级得输入电阻、二极管得反向漏电阻、以及电容及电路板得漏电等效电阻。不难想到，放电就是不能完全避免得。同时, 适当得放电也就是必要得。特别就是当输入电压变小时, 通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压得峰值。实际上, 检测器得输出电压大小与峰值电压得差别与泄放电流有关。仅当泄放电流可不计时, 输出电压才可认为就是输入电压得峰值。用于检测仪器中得峰值检测器要求有较高得精度。检测仪器通常 R 值很大,且允许当输入交流电压取去后可有较长得时间检波输出才恢复到零。可以用较小得电容，从而使峰值电压建立得时间较短。

基于运算放大器的峰值检测电路

共 15 页第 5 页
燕山大学课程设计说明书
第三章基本原理
3.1 理论分析峰值检测器的作用是提取输入的峰值，并产生输出 vo = vI ( peak ) 。为了实现这个目
标，让 vo 跟踪 vi 直至达到峰值。这个峰值会一直被保持，直至一个新的更大的峰值出现。此时，电路会用新的峰值更新 vo 。峰值检测器可以应用于测试和仪器仪表中。如
_
XSC1
A +_
B +_
Ext T rig +
_
GND
GND R10 0Ω
0
图 4.1 峰值检测器电路原理图
共 15 页第 8 页
燕山大学课程设计说明书
4.2 参数选取及计算
输入信号是由 10-100Hz 的正弦波和三角波叠加而成。这里采用正弦信号源和信
号发生器产生三角波来替代输入信号。两个信号源分别串联一个 10K Ω 的电阻，然
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2010 年 6 月 27 日
燕山大学课程设计评审意见表
指导教师评语：
成绩：答辩小组评语：
指导教师：年月日
成绩：
课程设计总成绩：答辩小组成员签字：
组长：年月日
年月日
基于运算放大器的峰值检测电路设计

峰值检测电路原理

峰值检测电路是一种电路，用于检测一个信号的最大峰值。它的应用范围很广，例如

在音频和视频设备中，用于检测输入信号的最大幅值，以便动态控制音量和亮度。

峰值检测电路很重要，因为当信号峰值超过放大器输出电平时，可能会引起信号失真

或破裂，这将损坏音频和视频设备。峰值检测器在许多应用中也是实现自动增益控制的关键。

峰值检测电路通常由放大器、整流器和滤波器组成。主要原理是将输入信号放大，然

后通过整流器将所有负半周信号翻转成正半周信号，接下来通过低通滤波器，将翻转后的

信号滤波并平滑输出，即可得到检测到的峰值。因为整流后的信号是脉冲形式的，所以峰

值检测电路还需要一定的取样和保持电路，以保证输出结果的稳定性。

下面是详细的峰值检测电路原理：

一、放大器

一个峰值检测电路最常见的配置是放大器-整流器-低通滤波器。这种配置中，放大器

的任务是将输入信号放大到一个能够被后续电路处理的幅度范围内，通常是几个电压单位。放大器的选择依赖于输入信号的幅度和电路的噪声量级和放大器的增益率。

二、整流器

整流器是峰值检测电路中最重要的模块之一，它将输入信号的负半周翻转成正半周。

简单的整流器可以使用二极管，如下图所示：

在正半周周期的第一半周，二极管D导通，输出为正，整流电平与输入信号的幅度相同。在正半周周期的后一半周期，二极管D截止，整流电平保持不变，即保持在最后一次

导通时的值。在负半周周期中，二极管D反向偏置，截止状态下，整流电平保持不变，等

于最后一次导通的值加上一个电压降（如果二极管具有正向漏电流，则会出现电压降），

计峰值检测电路

38计峰值检测电路：

传感器输入信号的测量范围为1μV~10V~10μμV ，1010μμV ~100~100μμV ，100100μμV ~1mV ~1mV，，1mV~10mV 1mV~10mV；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为0~1.999V 0~1.999V，，

供A/D 转换用；设计自动切换量程电路，完成各种量程的转换。一、设计方案

峰值电流检测及保护电路通过检测流入电动机的电流来保护电机，在实际运行的基础上，给出了电动机过流保护的控制电路，并分析了相关的参数。

本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。且用数字显示峰值。且用数字显示峰值。该方案用采样该方案用采样该方案用采样//保持峰值电路，通过数据所存控制电峰值电路，通过数据所存控制电路锁存峰值的数字量。此方案的原理图如图路锁存峰值的数字量。此方案的原理图如图1所示。它由传感器、放大器、采样传感器、放大器、采样//保持、采样保持、采样//保持控制电路、保持控制电路、A/D A/D A/D（模数转换）（模数转换）、译码显示、数字锁存控制电路组成。各组成部分的作用是：

图 1 1 峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图

（1）传感器：把被测信号量转换成电压量。

（2）放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。）放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。（3）采样）采样//保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。

史上最实用较深刻峰值检测电路

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析

一、前言

峰值检测电路（PＫD，Pｅａk Ｄeｔector)的作用是对输入信号的峰值进行提取,产生输出Vｏ = Ｖｐｅaｋ，为了实现这样的目标,电路输出值会一直保持,直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。

峰值检测电路在AGC(自动增益控制)电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用ＡD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的,因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系;其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等.(本文参加了TI公司的博文比赛,觉得还行的话,希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：—）

二、峰值检测电路原理

顾名思义，峰值检测器（ＰKＤ，Ｐeａk Detecｔor）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值

进行采集并保持。其效果如下如(MＳ画图工具绘制）:

根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图(TIＮＡ TI 7．０绘制）:

这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间.通过简单仿真(输入正弦信号5ｋHｚ,2Vpp),我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想,对１nF的电容器,100ms后达到稳定的峰值,误差达１0%.而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗,造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。

峰值检测电路

院系：机械工程学院__________ 名称：模拟电子技术基础课程设计

题目峰值检测电路__________ 班级：测控技术与仪器091201

学号： _________________________________ 学生姓名： ___________•________________ 指导教师： ___________•________________ 设计周数：一周

日期：2011年12月28日

、八—

前言

现代生活有哪些离得开电子技术？几乎没有。电子技术在不断完善我们的生活，服务于我们，所以掌握电子技术具有很大的好处。经过一学期的模拟电子技术的学习，我们已掌握了它的基础。理论服务于实践，我们有必要通过一定的模拟电子实习来证明自己的收获。本设计为峰值检测电路，组成部分为波形输入部分，峰值检测部分和峰值显示输出部分。设计的目的就是检测输入波形的最大值。设计原理也简单易懂，但对于最初的要求已经达到，且误差较小。设计匆忙，定有不足，希望老师不吝赐教。

设计者

年12 月28 日

2011

一、设计内容 (5)

1.1设计目的 (5)

1.2设计要求 (5)

1.3设计方框图 (6)

二、理论分析 (6)

三、电压峰值检测电路 (7)

3.1峰值检测的概念(7)

3.2峰值检测原理( 8)

四、理论计算( 10)

五、仿真结果及分析(11)

5.1仿真过程

( 11 )

5.2调试与故障检测(13)

六、设计总结( 13)

七、心得体会(13)

八、参考文献 (14)

九、总的电路图 (15)

十、元器件清单 (16)

一、设计内容

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析峰值检测电路是一种广泛应用于信号处理系统中的电路，用来检测信号中的峰值或最大值。它可以应用于多种应用领域，例如音频处理、通信系统和图像处理等。本文将介绍一个实用较深刻的峰值检测电路实例，并对其进行分析。

峰值检测电路的主要功能是检测输入信号的峰值，并将其保持在输出端，以便进一步处理或显示。典型的峰值检测电路由一个整流电路和一个低通滤波器组成。整流电路将输入信号的负半周转换为正半周，并得到一个最大值。而低通滤波器则用于平滑输出信号，以避免过高的响应速度。

在这个实例中，我们将介绍一种基于操作放大器的峰值检测电路。它可以检测输入信号的峰值，并将输出保持在峰值的水平上。以下是该电路的原理图：

整个电路可以分为四个关键部分：输入缩放电阻(R1和R2)、操作放大器(A1和A2)、整流电路(D1和D2)和输出低通滤波器(R3、C1和A3)。

首先，输入缩放电阻R1和R2用于调整输入信号的幅度。这是为了适应不同幅度的信号，并将其缩放到操作放大器的工作范围内。

操作放大器A1和A2构成了一个峰值检测器的核心部分。A1用于检测输入信号的峰值，并通过负反馈使得A2输出与A1输入相等，以保持峰值。通过这种方式，我们可以将输入信号的峰值保持在电路的输出端。

整流电路D1和D2用于将输入信号的负半周转换为正半周。它们通过将负半周的信号与零电平比较，并选择较大的值作为输出。这样，我们可以在整个波形周期内得到输入信号的最大值。

最后，输出低通滤波器R3、C1和A3用于平滑输出信号，并避免过高的响应速度。通过选择合适的滤波器参数，可以使得输出信号更加平滑，并适应不同的应用需求。

基于运算放大器的峰值检测电路-----实用版

基于运算放大器的峰值检测电路设计

第一章引言 (2)

第二章基本原理 (2)

2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2)

2.2 电路功能分析 (3)

2.2 电路分块设计 (4)

第三章电路具体设计....... .. .. .. (7)

3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7)

3.2 采样信号发生器........................................................... (8)

3.3 总体电路图...................................................... .... . (9)

第四章电路仿真测试 (10)

4.1 输出波形multisim仿真 (10)

4.2对于微小输入信号的分析 (14)

第五章误差分析 (17)

5.1 复位误差.......................................... ....... . (17)

5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21)

第六章整体电路图 .................... .. (22)

第七章结论 (23)

第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25)

基于运算放大器设计电路

运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种常见的电子元件，

它能够对输入信号进行放大、滤波、积分等处理。在电子电路设计中，基于运算放大器设计电路是一项重要的任务。本文将介绍运算放大器的基本原理和设计方法，并以一个具体的电路设计案例加以说明。

首先，让我们来了解一下运算放大器的基本原理。运算放大器一般由一个差分

输入级、一个电压放大器和一个输出级组成。它的输入端有一个非反相输入端（+）和一个反相输入端（-），输出端则与反相输入端相连。当在非反相输入端加上一

个正电压（V+）时，在反相输入端就会产生一个相等但与V+相反的负电压（V-），这个电压差将被放大并输出。运算放大器具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，使得它在电子电路中有着广泛的应用。

基于运算放大器设计电路时，首先需要明确电路实现的功能和需求。例如，如

果需要设计一个放大器电路，要求输入信号经过放大后输出，并能满足一定的增益和频率响应要求。在这种情况下，我们可以选择一个合适的运算放大器芯片，并根据其参数来确定外围电路的设计。

在选择运算放大器芯片时，需要考虑输入电压范围、供电电压、增益带宽积等

参数。根据需求，如果需要放大带宽较高的信号，则需要选择增益带宽积较大的运算放大器。进一步，我们可以根据电路设计的增益要求来确定运算放大器芯片的放大倍数。

接下来，根据所选运算放大器芯片的数据手册，我们可以找到相应的电路连接

方式。常见的连接方式有反相放大器、非反相放大器、仪表放大器等，根据具体需求选择合适的电路连接方式。以反相放大器为例，该电路的输入信号与反相输入端相连，输出信号则取自反相输入端。通过适当设置反馈电阻和输入电阻，可以调整放大倍数以满足设计要求。

峰值检测电路分析

一种常见的峰值检测电路是基于整流器和电容器的设计。整流器负责

将输入信号转换为直流信号，而电容器则充当了一个存储并平滑信号的作用。整体电路的原理如下：

当脉冲信号从输入端进入整流器时，正半周期中的信号会通过二极管

D1被整流器转换为正波形信号，而负半周期则会被阻塞。

对于正波形信号，经过整流器后，它会通过电容器C1并储存在其中。由于电容器的特性，它的电压会在整个信号周期内保持不变，直到下一个

信号的到来。

然而，如果输入信号变化得非常迅速，那么电容器将不足以及时跟上

变化，导致输出信号的峰值值无法准确地表示输入信号的最大值。

为了解决这个问题，还需要通过一个电阻器R1和电容器C2来改进电路。当输入信号的幅值超过C1的电压时，电容器C2会充电，因为这是一

个较慢的过程，所以C2的电压将能够跟上变化。

当输入信号开始下降时，电容器C1的电压会迅速下降，但是电容器

C2的电压将保持不变，这时输出信号等于C2的电压，即输入信号的峰值。

总结起来，峰值检测电路的分析主要基于整流器和电容器的工作原理。整流器将输入信号转换为正波形信号，并通过电容器C1存储，以获取信

号的峰值。为了准确地检测到输入信号的峰值，引入了电阻器R1和电容

器C2，通过调节它们的参数可以控制电路的响应速度和稳定性。

峰值检测电路的应用十分广泛，涵盖了许多领域。无论是音频放大器

中用于控制音量的电路，还是电压测量仪器中用于测量电压的电路，峰值

检测电路的设计和分析都是至关重要的。正确地设计和优化峰值检测电路可以提高电路的性能，并确保输出信号准确地反映了输入信号的峰值。

峰值检波器电路的设计

第一章绪论

检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。

检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

1.1检波器的构成

1.2.1包络检波器电路

图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准调幅信号ua(t)加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随ua(t)的包络而变化的电压u(t)，其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t)与输入信号ua(t)的峰值成正比,所以又称峰值检波器。

1.2.2包络检波器波形

包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。在t1<t<t2时间内,输入信号瞬时值ua(t)大于输出电压u(t)，二极管导通,电容C通过二极管正向电阻ri充

最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析 TINA7 OPA128OPA131TL372

| 2009-01-23

作者：billyevans

EDN博客精华文章作者：billyevans

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析

一、前言

峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。

峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-）

二、峰值检测电路原理

顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值

进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）：

根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）：

这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。

基于运算放大器的峰值检测电路-----实用版

基于运算放大器的峰值检测电路设计

第一章引言 (2)

第二章基本原理 (2)

2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2)

2.2 电路功能分析 (3)

2.2 电路分块设计 (4)

第三章电路具体设计....... .. .. .. (7)

3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7)

3.2 采样信号发生器........................................................... (8)

3.3 总体电路图...................................................... .... . (9)

第四章电路仿真测试 (10)

4.1 输出波形multisim仿真 (10)

4.2对于微小输入信号的分析 (14)

第五章误差分析 (17)

5.1 复位误差.......................................... ....... . (17)

5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21)

第六章整体电路图 .................... .. (22)

第七章结论 (23)

第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25)