ピーク検出器:仕組みと実用応用
ピーク検出器は、AC波形の最大電圧を捕捉し、DCレベルとして保持するシンプルな回路です。ダイオードとコンデンサを直列に接続し、コンデンサ電圧が入力信号のピークを反映します。
ピーク検出器の動作
下記回路図とSPICEネットリストが基本原理を示します。AC電源印加時、ダイオードは正の半サイクルで伝導し、コンデンサを瞬時ピーク値からダイオード順方向降下分を引いた電圧まで充電します。入力電圧がこの蓄積レベルを下回ると、ダイオードが逆バイアスされ、コンデンサが電源側へ放電するのを防ぎます。こうしてコンデンサはサイクル中に達した最高電圧を保持します。
このデバイスは本質的に、半波整流器にフィルタリングコンデンサを追加したものです。
*SPICE 03441.eps C1 2 0 0.1u R1 1 3 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) D1 3 2 diode .model diode d .tran 0.01m 50mm .end
注:ダイオードは正の半サイクルで伝導し、コンデンサをピーク電圧マイナス順方向降下まで充電。
直列抵抗とダイオード順方向電圧(Siで約0.7 V)のため、コンデンサは入力の5 Vピークまで完全には上昇しません。定常状態ピーク電圧に達するまで数サイクルかかります。
電源用途では、同じ概念が半波整流器で採用されます。直列抵抗はトランス二次側(通常数オーム)と、はるかに大きなフィルタコンデンサ(数百マイクロファラド)に置き換わります。こうした60 Hz電源で約100 mAを供給可能ですが、半波設計は大容量フィルタリングの必要性で一般的に制限されます。
ピーク検出器は、結晶ラジオなどの無線回路でも見られ、整流信号で振幅変調波を復調します。
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