用电路区分方波或锯齿波......?

电器工程 模拟 海浪 分析
2022-01-26 22:47:33

我想构建一个简单的传感器,该传感器采用已知幅度的 100 kHz 方波或锯齿波,如果接收到方波则输出高电平或锯齿波的低电平。

我很确定这需要某种比较器,但我不确定如何自己解决这个问题。谁能概述某种方法?(我想弄清楚细节)。

先感谢您!

4个回答

如果两个波的频率都是 100 kHz 且幅度相同,您可以构建一个 200 kHz 的窄带通滤波器来让信号通过。理论上,纯方波应该只有奇次谐波,所以在二次谐波频率上应该没有太多的输出。另一方面,锯齿波具有偶次奇次谐波,因此您将获得更大的输出。锯齿波二次谐波的峰值幅度将简单地为 \$ \frac{2A}{\pi} \$,其中 A 是输入锯齿波的峰值幅度。如果愿意,您可以使用峰值检测器和某种比较器跟踪带通滤波器的输出。

解决方案的概述:也许通过差异化来运行它。方波的导数将是交替的正向和负向尖峰,而锯齿波的导数在斜波位期间应在一个极性的低值处或多或少保持恒定,而在相反的情况下具有周期性的较大值尖峰锯齿复位时的极性。因此,HPF 是为了摆脱从锯齿斜坡中获得的恒定低值,并查看您是否得到了两个极性的尖峰,或者只是一个极性。

您可以通过检测信号的侧面来轻松检测一些简单的波形。正方形有快速上升和下降的侧面,锯齿只有快速上升或快速下降的侧面,具体取决于信号。

所以你检查上升和下降的侧面:如果你同时检测到,它是方形的。如果您只检测一种类型,那就是三角形,只要您确定只会输入这些信号。

尝试使用微分电路,这很容易用运算放大器完成。见这里:http ://www.physics.iitm.ac.in/courses_files/courses/eleclab03_odd/mathematical_operations.htm

侧面的陡度在微分器的输出中表示。

将此信号及其反相输入施密特触发器和/或可重新触发的单稳态触发器,您将获得 RisingFlank 和 FallingFlank 的逻辑电平表示,然后您可以将其用于进一步计算或显示。

对此没有一个“正确”的答案,因为它实际上取决于设计电路的人正确构建电路的能力。有些方法比其他方法更困难。

由于我有音频背景,我会使用基于音频的方法。我会依靠一种叫做“波峰因数”的东西。波峰因数基本上是 RMS 和峰值电平之间的差异。因此,如果您制作了两个“VU Meters”,一个测量峰值,另一个测量 RMS 值并比较差异,那么您可以相当准确地分辨方波和锯齿波之间的差异。

对于方波,RMS 和峰值电平将相同。对于三角波,RMS 电平将比峰值低 4.77 dB。锯齿波类似于三角波,但我手边没有确切的数字。