峰值檢測器電路設計一瞥

最近，我收到了一個(gè)學(xué)生發(fā)來(lái)的電子郵件，他要設計一款檢測10MHz模擬信號峰值的電路。他的計劃是采用一個(gè)A/D轉換器，以遠高于每秒兩千萬(wàn)次(20Msamples/second )的奈奎斯特頻率進(jìn)行采樣，然后，將后繼的轉換器輸出送至一個(gè)運行著(zhù)高優(yōu)先級的緊湊型軟件循環(huán)，且不接受中斷請求的高速處理器?？傊?，他的方法不僅昂貴，而且耗電量和占位面積都相當龐大。

雖然我對是否向他提供免費的設計參考遲疑不決，因為往往接受者對免費的建議都會(huì )采取置之不理的態(tài)度。但是猶豫再三，我還是給出了一種替代方案，即一種經(jīng)典的模擬峰值檢測器。采用一款快速精準的運算放大器、幾只低漏二極管和一個(gè)低漏電容，就可組成一個(gè)絕佳的峰值檢測器電路的核心，而其成本僅需5美元左右。該電路功耗低、體積小、高速、便宜、可靠而且便于測試。簡(jiǎn)言之，這種方法簡(jiǎn)直令人愛(ài)不釋手。

不幸的是，這名學(xué)生，也就是未來(lái)的電子工程師，根本沒(méi)有領(lǐng)會(huì )一款基于模擬方法的峰值檢測器的概念。這并不是因為他不熟悉這個(gè)電路的具體細節，而是由于他滿(mǎn)腦子想的都是如何將信號轉換為數字格式以便進(jìn)行準確計算。在模擬領(lǐng)域對信號進(jìn)行分析和計算的想法對他而言是陌生的；正如很多人所言，對這名學(xué)生來(lái)說(shuō)，“模擬領(lǐng)域無(wú)計算”。

這種情況簡(jiǎn)直太糟糕了。因為對許多信號處理需要來(lái)說(shuō)，模擬更佳，而且往往是通往成功的唯一手段。若你需要一款對數(log)放大器，或一個(gè)用于線(xiàn)性電源或RF信號的RMS-DC轉換器，那么你一定要考慮模擬方法?；蛟S，你別無(wú)選擇。

在處理器“統治”整個(gè)設計領(lǐng)域的時(shí)代，我提到的這種峰值檢測器布局在模擬電路中很常見(jiàn)。例如，Burr-Brown公司(現被TI收購)出品的OPA111運放，其數據手冊中就列出了這樣一種可能的電路，我認為它是老款的多片Burr-Brown器件的單片版本。

但是事情往往具有兩面性。如今的運放比早先的性能優(yōu)越，而且價(jià)格更加便宜。工程師可以利用它們實(shí)現真正高精確、高速且更便宜的峰值檢測器。 (end)