Rozróżniasz falę kwadratową lub piłokształtną z obwodem…?

Chcę zbudować prosty czujnik, który pobiera falę kwadratową lub piłokształtną o częstotliwości 100 kHz ze znaną amplitudą i wysyła wysoką wartość, jeśli odbiera falę kwadratową lub niską w przypadku piłokształtnego.

Jestem pewien, że wymaga to pewnego rodzaju komparatora, ale nie jestem pewien, jak sam podejść do tego problemu. Czy ktoś mógłby nakreślić jakieś podejście? (Chciałbym dowiedzieć się szczegółów).

Z góry dziękuję!

Jeśli częstotliwość obu fal będzie wynosić 100 kHz przy tej samej amplitudzie, możesz zbudować wąski filtr pasmowoprzepustowy przy 200 kHz, aby przepuścić sygnał. Teoretycznie czysta fala prostokątna powinna mieć tylko nieparzyste harmoniczne, więc przy drugiej częstotliwości harmonicznej nie powinno być dużo mocy wyjściowej. Z drugiej strony fala piły ma parzyste i nieparzyste harmoniczne, dzięki czemu uzyskasz większą moc wyjściową. Amplituda szczytowa dla drugiej harmonicznej fali piłokształtnej będzie po prostu , gdzie A jest amplitudą szczytową wejściowego piłokształtnego. Jeśli chcesz, możesz śledzić moc wyjściową filtra pasmowego za pomocą detektora pików i pewnego rodzaju komparatora.$\frac{2A}{\pi}$

Zarys rozwiązania: Może przeprowadź go przez wyróżnik. Pochodna fali kwadratowej będzie naprzemiennie dodatnimi i ujemnymi skokami, podczas gdy pochodna piły powinna być mniej więcej stała przy niskiej wartości w jednej polaryzacji podczas zwyżkowych bitów, z okresowymi skokami o większej wartości o wartości przeciwnej polaryzacja po zresetowaniu piłokształtnego. Zatem HPF, aby pozbyć się stałych niskich wartości, które otrzymujesz z pochylni piłokształtnych, i sprawdź, czy otrzymujesz skoki obu biegunowości, czy tylko pojedynczą polaryzację.

Możesz łatwo wykryć niektóre proste przebiegi, wykrywając boki sygnału. Kwadrat ma szybko wznoszące się i opadające boki, piłokształt ma tylko szybkie wznoszące się lub opadające boki, w zależności od sygnału.

Sprawdzasz więc wznoszące się i opadające boki: jeśli wykryjesz oba, jest to kwadrat. Jeśli wykryjesz tylko jeden typ, będzie to trójkąt, o ile masz pewność, że tylko te sygnały zostaną wprowadzone.

Wypróbuj obwód różnicujący, który można łatwo zrobić za pomocą opampa. Zobacz tutaj: http://www.physics.iitm.ac.in/courses_files/courses/eleclab03_odd/mathematical_operations.htm

Stromość powierzchni bocznej jest reprezentowana na wyjściu z mechanizmu różnicowego.

Podaj ten sygnał i jego inwersję do Schmitt-Trigger i / lub monoflopsów z możliwością wielokrotnego wyzwalania, a otrzymasz reprezentację poziomu logicznego RisingFlank i FallingFlank, które z kolei możesz wykorzystać do dalszych obliczeń lub wyświetlania.

Nie ma na to jednej „właściwej” odpowiedzi, ponieważ tak naprawdę zależy to od zdolności osoby projektującej obwód do prawidłowego zbudowania go. Niektóre podejścia są trudniejsze niż inne.

Ponieważ mam doświadczenie w dźwięku, zastosowałbym podejście audio. Polegałbym na czymś zwanym „ współczynnikiem szczytu ”. Czynnikiem szczytu jest w zasadzie różnica między RMS a poziomem szczytowym. Więc jeśli wykonałeś dwa „VU Meters”, jeden, który mierzył wartość szczytową, a drugi, który mierzył wartość RMS i porównywał różnicę, możesz dość dokładnie powiedzieć różnicę między falą kwadratową a piłokształtnym.

Dla fali prostokątnej poziomy RMS i Peak będą identyczne. Dla fali trójkątnej poziom RMS będzie o 4,77 dB niższy niż szczyt. Fala piłokształtna będzie podobna do fali trójkątnej, ale nie mam pod ręką dokładnej liczby.

Inne proste rozwiązanie dla stałej amplitudy: Użyj komparatora, aby porównać sygnał z napięciem stałym o amplitudzie 95%. Np. Jeśli amplituda fali wynosi 0v..1v, porównaj ją z 950mv.

Fala kwadratowa o współczynniku wypełnienia 50% da ci 50% kwadratową falę o cyklu wypełnienia. Fala piły daje ci kwadratową falę o 5% cyklu pracy. Możesz użyć mikrokontrolera, aby wykryć to cykl po cyklu.

Jeśli ktoś przepuści falę kwadratową lub piłokształtną przez filtr górnoprzepustowy, którego częstotliwość odcięcia jest znacznie wyższa niż podstawowa fala pierwotna, wyjście będzie albo naprzemienną sekwencją dodatnich i ujemnych impulsów (dla fali kwadratowej), albo będzie miał impulsy tylko w jednym kierunku (dla piłokształtnego).

Zobacz ten tor na Falstad:

Pomiary:

Jeśli sygnał ma stałą amplitudę, możesz uruchomić sygnał przez filtr dolnoprzepustowy (uśrednić sygnał) i porównać średnie wartości. Szczegóły dotyczące cykli roboczych określą, która wartość średnia jest wyższa. Jeśli jednak fala prostokątna ma 50% cyklu pracy, a fala trójkątna wynosi 100%, średnia będzie równa i będziesz musiał odkryć bardziej skomplikowane rozwiązanie.