電路檢測快速下降的信號并抑制噪聲

檢測超過某個閾值的快速下降信號對于超聲波或定位設(shè)備以及地震學(xué)系統(tǒng)很重要。您可以將軌到軌運(yùn)算放大器與施密特觸發(fā)邏輯門組合起來以執(zhí)行此功能（圖 1）。這個例子在超聲波機(jī)器上運(yùn)行良好。它控制一個采樣保持放大器，該放大器設(shè)置 AGC（自動增益控制）系統(tǒng)的增益。

該電路僅適用于正信號，因此信號在施加到電路輸入之前必須通過全波整流器。您將電路的主要部分運(yùn)算放大器 IC 1配置為具有遲滯的比較器。當(dāng)輸入信號高于指定閾值時，它會產(chǎn)生高電平輸出。當(dāng)輸入信號開始下降時，輸出變?yōu)榈碗娖?，但僅當(dāng)輸入下降速度快于既定的變化率或輸入信號的電平將低于既定的靈敏度閾值時。該電路檢測信號高于已建立的閾值和下降信號（或信號和噪聲的混合）具有高于指定的速度。

R 1 和C 1 形成輸入低通濾波器以平滑輸入信號。您設(shè)置 R 1 和 C 1的值 ，為您正在處理的輸入信號創(chuàng)建濾波器滾降。電阻器 R 3 和 R 4 建立一個小的遲滯，這是必要的，這樣帶有噪聲的慢信號不會導(dǎo)致輸出改變狀態(tài)。您可以使用分壓器 R 6 和 R 7設(shè)置閾值電平。D 1、R 5和C 2 形成峰值檢測器。R 5建立了 C2 放電的時間常數(shù) 并提供對下降信號速率的靈敏度。您可以使用 C 2和 R 5的值 設(shè)置的時間常數(shù)來確定電路對下降信號變化率的靈敏度。遲滯電阻器 R 4比 R 5 大十倍以上，因此電阻器 R 3 和 R 4的影響 可以忽略不計。

大于閾值的上升輸入信號將 C 2 充電至接近輸入信號的電平。由于D 1的壓降， C 2上的電壓 總是低于上升輸入信號的值，因此輸出放大器處于高電平。當(dāng)輸入下降速度快于 C 2 可以通過 R 5放電時，器件的輸出電平變?yōu)榈碗娖?，因?yàn)?C 2上的電壓 高于下降輸入信號的值。如果輸入信號的下降速度比 C 2 通過電阻器 R 5的放電速度慢，則輸出保持高電平。肖特基二極管 D 1 防止 C 放電2通過輸入。R 2 和D 2 將放大器的輸出鉗位到正值。將鉗位信號饋送到施密特觸發(fā)邏輯門 IC 2 ，以提供具有快速轉(zhuǎn)換的邏輯電平輸出（圖 2）。