Диференціювання між квадратною хвилею або пилоподібною хвилею з ланцюгом…?

Я хочу побудувати простий датчик, який займає хвилю площі 100 кГц або пилоподібну хвилю з відомою амплітудою і виводить високу, якщо вона отримує квадратну хвилю або низьку для пилоподібного зуба.

Я майже впевнений, що для цього потрібен якийсь компаратор, але я не впевнений, як сам підійти до цієї проблеми. Чи може хтось окреслити якийсь підхід? (Я хотів би розібратися в деталях).

Заздалегідь спасибі!

Якщо частота для обох хвиль буде дорівнює 100 кГц з однаковою амплітудою, ви можете побудувати вузький смуговий фільтр на 200 кГц для передачі сигналу. Теоретично чиста квадратна хвиля повинна мати лише непарні гармоніки, тому на другій частоті гармонік не повинно бути великого виходу. З іншого боку, пилоподібна хвиля має стенд і незвичайні гармоніки, тому ви отримаєте більший вихід. Амплітуда піку для другої гармоніки пилоподібної хвилі буде просто , де A - пікова амплітуда вхідного пилообразного зуба. За бажанням ви зможете прослідкувати на виході смугового фільтра з піковим детектором і деяким компаратором.$\frac{2A}{\pi}$

Структура рішення: можливо, запустіть його через диференціатор. Похідна квадратної хвилі буде чергуватися з позитивними і негативними шипами, тоді як похідна пиляного зуба повинна бути більш-менш постійною при низькому значенні однієї полярності під час бітних скатів з періодичними більшими значеннями шипів у протилежному полярність, коли пилянка скидається. Тоді тоді HPF, щоб позбутися від постійних низьких значень, отриманих від панцирних полос, і подивіться, чи отримуєте ви шипи обох полярностей, або лише одну полярність.

Ви можете легко виявити деякі прості форми хвилі, виявивши фланги сигналу. У квадраті є фланги, що швидко піднімаються і падають, пиляний зуб має лише швидко піднімаються або швидко падаючі боки, залежно від сигналу.

Отже, ви перевіряєте наявність піднімаються і падіння боків: якщо ви виявите обидва, це квадрат. Якщо ви виявите лише один тип, це трикутник, якщо ви впевнені, що будуть введені лише ці сигнали.

Спробуйте з схемою диференціатора, яка легко робиться з підсилювачем. Дивіться тут: http://www.physics.iitm.ac.in/courses_files/courses/eleclab03_odd/mathematical_operations.htm

Крутість флангу представлена ​​на виході диференціатора.

Подайте цей сигнал та його інверсію у Schmitt-Triggers та / або повторно реагуючі монофлопи, і у вас є логічне представлення рівня RisingFlank та FallingFlank, яке, у свою чергу, ви можете використовувати для подальших обчислень чи відображення.

На це немає жодної «правильної» відповіді, оскільки це дійсно залежить від здатності людини, що проектує схему, правильно її побудувати. Деякі підходи складніші за інші.

Оскільки у мене є досвід аудіо, я б застосував підхід на основі звуку. Я б покладався на щось, що називається " фактор гребенів ". Фактор гребеня - це, в основному, різниця між RMS та піковим рівнем. Отже, якщо ви зробили два "ВУ вимірювачі", один, який вимірював пікове значення, а інший, який вимірював значення RMS, і порівнював різницю, то ви могли досить точно сказати різницю між квадратною хвилею і пилкою.

Для квадратної хвилі рівні RMS та Peak будуть однаковими. Для трикутної хвилі рівень RMS буде на 4,77 дБ нижчим від пікового. Пиляльна хвиля буде схожа на хвилю трикутника, але я не маю точної кількості під рукою.

Ще одне просте рішення для фіксованої амплітуди: використовуйте компаратор для порівняння сигналу з постійною напругою 95% амплітуди. EG, якщо амплітуда хвилі 0v..1v, то порівняйте її проти 950mv.

Квадратна хвиля на 50% робочого циклу дасть вам квадратну хвилю на 50% робочого циклу. Зубна хвиля зубчастої хвилі дасть вам квадратну хвилю на 5%. Ви можете використовувати мікроконтролер для виявлення цього циклу за циклом.

Якщо пропустити квадратну хвилю або пилоподібну хвилю через високочастотний фільтр, частота обрізання якої значно перевищує основну вихідну хвилю, вихід буде або чергуванням послідовності позитивних і негативних імпульсів (для квадратної хвилі), або іншим матимуть імпульси лише в одному напрямку (для пиляного зуба).

Дивіться цю схему на Falstad:

Виміри:

Якщо сигнал має фіксовану амплітуду, то можна запустити сигнал через фільтр низьких частот (середній сигнал) і порівняти середні значення. Деталі робочих циклів визначають, яке середнє значення вище. Якщо, однак, квадратна хвиля становить 50% робочого циклу, а трикутна хвиля - 100%, тоді середнє значення буде рівним, і вам доведеться вивчити більш складне рішення.