有關(guān)正弦波信號(hào)峰值和有效值測(cè)量的資料，網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)資料并不豐富。但是這個(gè)問(wèn)題卻是出現(xiàn)的比較頻繁的。本篇文章以一個(gè)20M的正弦波信號(hào)為例，對(duì)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)討論。

 

通常來(lái)說(shuō)，頻率可以通過(guò)高速比較器轉(zhuǎn)成方波測(cè)量。那么有效值或者峰值該如何測(cè)呢？使用AD637等測(cè)有效值，但頻率只能幾M而已，峰值保持電路感覺(jué)在高頻下效果也不好。

 

既然是正弦波，那么只要測(cè)量出峰值或有效值中的一個(gè)，另一個(gè)即可用計(jì)算獲得。在精度要求不是特別高的情況下，可以用高頻二極管整流，然后再用低漏電的電容積分，后面接高阻輸入的緩沖級(jí)。足夠長(zhǎng)時(shí)間后，電容上的電壓就可以認(rèn)為是峰值。另外再設(shè)計(jì)一個(gè)高阻的可控泄放回路，在測(cè)量完成后對(duì)電容放電以便再次測(cè)量。

 

這種峰值檢波電路靠電容充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果正弦波帶寬較大，50KHZ～20M直接變化，有人就會(huì)擔(dān)心這種電路不適用了，其實(shí)完全不必?fù)?dān)心。

 

該法對(duì)頻率不敏感，唯一要求信號(hào)源具有足夠輸出電壓、驅(qū)動(dòng)能力以及盡量提高后級(jí)緩沖級(jí)的輸入阻抗，放電回路的斷態(tài)阻抗也要足夠高。后二者的高阻抗實(shí)現(xiàn)不難，緩沖用結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管輸入級(jí)的運(yùn)放比如TL072、082等，放電回路則用MOS管搭。信號(hào)源的輸出電壓不夠或驅(qū)動(dòng)能力過(guò)低則要加放大級(jí)，放大級(jí)的增益需要在測(cè)量結(jié)果中消去。

 

如果是用DSP去采集信號(hào)的頻率和幅值，畫(huà)出幅頻特性曲線，信號(hào)頻率范圍50K～20M的話，幅值可以程控放大到2V左右，對(duì)于這么寬的頻率范圍，峰值檢波電路合適嗎？

 

要記錄、分析頻幅曲線，最好采用ADC后軟件分析。當(dāng)然，這需要高速ADC，成本比較高。前面說(shuō)的峰值檢波法用常規(guī)MCU就可以了，DSP純屬大材小用。對(duì)于MCU無(wú)法測(cè)頻的高頻信號(hào)，可以先用程控分頻器分頻后再測(cè)。正弦波轉(zhuǎn)方波用施密特門(mén)就可以了，不必使用高速比較器，成本相差很遠(yuǎn)。

 

如果待測(cè)信號(hào)具有明顯的諧波成分，或者需要對(duì)諧波進(jìn)行分析，那么前述方法都不夠精確甚至無(wú)法進(jìn)行諧波分析，那么就必須使用直接ADC法了。