Quiero construir un sensor simple que tome una onda cuadrada de 100 kHz u diente de sierra con una amplitud conocida y emita una alta si recibe una onda cuadrada o baja para el diente de sierra.
Estoy bastante seguro de que esto requiere algún tipo de comparador, pero no estoy seguro de cómo abordar este problema yo mismo. ¿Podría alguien esbozar algún tipo de enfoque? (Me gustaría averiguar los detalles).
¡Gracias de antemano!
Si la frecuencia de ambas ondas será de 100 kHz con la misma amplitud, puede construir un filtro de paso de banda estrecho a 200 kHz para transmitir la señal. En teoría, una onda cuadrada pura solo debería tener armónicos impares, por lo que no debería haber mucha salida en la segunda frecuencia armónica. Por otro lado, una onda de diente de sierra tiene una cabina incluso con armónicos impares y , por lo que obtendrá una salida mayor. La amplitud de pico para el segundo armónico de una onda de diente de sierra será simplemente \ $ \ frac {2A} {\ pi} \ $, donde A es la amplitud de pico del diente de sierra de entrada. Si lo desea, puede seguir la salida del filtro de paso de banda con un detector de picos y algún tipo de comparador.
Un esquema de una solución: tal vez ejecutarlo a través de un diferenciador. La derivada de una onda cuadrada alternará picos positivos y negativos, mientras que la derivada de un diente de sierra debe ser más o menos constante a un valor bajo en una polaridad durante los bits rampantes, con picos periódicos de mayor valor en el opuesto. Polaridad cuando se restablece el diente de sierra. Entonces HPF para deshacerse de los valores bajos constantes que obtienes de las rampas de diente de sierra, y observa si estás obteniendo picos de ambas polaridades, o solo una polaridad.
Puede detectar fácilmente algunas formas de onda simples detectando los flancos de la señal. Un cuadrado tiene flancos ascendentes y descendentes rápidos, un diente de sierra solo tiene flancos ascendentes o descendentes rápidos, dependiendo de la señal.
Por lo tanto, verificas los flancos ascendentes y descendentes: si detectas ambos, es cuadrado. Si detecta un solo tipo, es un triángulo, siempre y cuando esté seguro de que solo se ingresarán estas señales.
Pruebe con un circuito de diferenciador, que se realiza fácilmente con un opamp. Consulte aquí: enlace
La inclinación del flanco se representa en la salida del diferenciador.
Alimente esta señal y su inversión en Schmitt-Triggers y / o monoflops retornables, y tiene una representación de nivel lógico de RisingFlank y FallingFlank, que a su vez puede usar para más cómputo o visualización.
No hay una respuesta "correcta" para esto, ya que realmente depende de la capacidad de la persona que diseña el circuito para construirlo correctamente. Algunos enfoques son más difíciles que otros.
Ya que tengo un fondo en audio, usaría un enfoque basado en audio. Confiaría en algo llamado " crest factor ". El factor de cresta es, básicamente, la diferencia entre el RMS y el nivel máximo. Entonces, si hizo dos "VU Meters", uno que midió el valor pico y otro que midió el valor RMS y comparó la diferencia, entonces podría decir con bastante precisión la diferencia entre una onda cuadrada y un diente de sierra.
Para una onda cuadrada, los niveles RMS y Peak serán idénticos. Para una onda triangular, el nivel RMS será 4,77 dB más bajo que el pico. Una onda de diente de sierra será similar a una onda triangular, pero no tengo el número exacto a mano.
Otra solución simple para una amplitud fija: use un comparador para comparar la señal con un voltaje constante de amplitud del 95%. P.EJ. Si la amplitud de la onda es 0v..1v, compárela con 950mv.
Una onda cuadrada de ciclo de trabajo del 50% le dará una onda cuadrada de ciclo de trabajo del 50%. Una onda de diente de sierra le dará una onda cuadrada de ciclo de trabajo del 5%. Puede usar un microcontrolador para detectar esto ciclo por ciclo.
Si se pasa una onda cuadrada u diente de sierra a través de un filtro de paso alto cuya frecuencia de corte está muy por encima de la fundamental de la onda original, la salida será una secuencia alterna de impulsos positivos y negativos (para una onda cuadrada) , o de lo contrario solo tendrá pulsos en una dirección (para un diente de sierra).
Consulte este circuito en Falstad:
Medidas:
Si la señal tiene una amplitud fija, puede ejecutar la señal a través de un filtro de paso bajo (promedio de la señal) y comparar los valores promedio. Los detalles sobre los ciclos de trabajo determinarán qué valor promedio es más alto. Sin embargo, si la onda cuadrada tiene un ciclo de trabajo del 50% y la onda triangular es del 100%, entonces el promedio será igual, y tendrás que explorar una solución más complicada.