电路检测快速下降的信号并抑制噪声

检测超过某个阈值的快速下降信号对于超声波或定位设备以及地震学系统很重要。您可以将轨到轨运算放大器与施密特触发逻辑门组合起来以执行此功能（图 1）。这个例子在超声波机器上运行良好。它控制一个采样保持放大器，该放大器设置 AGC（自动增益控制）系统的增益。

该电路仅适用于正信号，因此信号在施加到电路输入之前必须通过全波整流器。您将电路的主要部分运算放大器 IC 1配置为具有迟滞的比较器。当输入信号高于指定阈值时，它会产生高电平输出。当输入信号开始下降时，输出变为低电平，但仅当输入下降速度快于既定的变化率或输入信号的电平将低于既定的灵敏度阈值时。该电路检测信号高于已建立的阈值和下降信号（或信号和噪声的混合）具有高于指定的速度。

R 1 和C 1 形成输入低通滤波器以平滑输入信号。您设置 R 1 和 C 1的值 ，为您正在处理的输入信号创建滤波器滚降。电阻器 R 3 和 R 4 建立一个小的迟滞，这是必要的，这样带有噪声的慢信号不会导致输出改变状态。您可以使用分压器 R 6 和 R 7设置阈值电平。D 1、R 5和C 2 形成峰值检测器。R 5建立了 C2 放电的时间常数 并提供对下降信号速率的灵敏度。您可以使用 C 2和 R 5的值 设置的时间常数来确定电路对下降信号变化率的灵敏度。迟滞电阻器 R 4比 R 5 大十倍以上，因此电阻器 R 3 和 R 4的影响 可以忽略不计。

大于阈值的上升输入信号将 C 2 充电至接近输入信号的电平。由于D 1的压降， C 2上的电压 总是低于上升输入信号的值，因此输出放大器处于高电平。当输入下降速度快于 C 2 可以通过 R 5放电时，器件的输出电平变为低电平，因为 C 2上的电压 高于下降输入信号的值。如果输入信号的下降速度比 C 2 通过电阻器 R 5的放电速度慢，则输出保持高电平。肖特基二极管 D 1 防止 C 放电2通过输入。R 2 和D 2 将放大器的输出钳位到正值。将钳位信号馈送到施密特触发逻辑门 IC 2 ，以提供具有快速转换的逻辑电平输出（图 2）。