Faire la différence entre une onde carrée ou une onde en dents de scie avec un circuit…?

Je veux construire un capteur simple qui prend une onde carrée ou en dents de scie de 100 kHz avec une amplitude connue et émet un haut s'il reçoit une onde carrée ou un bas pour les dents de scie.

Je suis sûr que cela nécessite une sorte de comparateur, mais je ne sais pas comment aborder ce problème moi-même. Quelqu'un pourrait-il décrire une sorte d'approche? (Je voudrais comprendre les détails).

Merci d'avance!

Si la fréquence des deux ondes va être de 100 kHz avec la même amplitude, vous pouvez construire un filtre passe-bande étroit à 200 kHz pour faire passer le signal. En théorie, une onde carrée pure ne devrait avoir que des harmoniques impaires, donc il ne devrait pas y avoir beaucoup de sortie à la deuxième fréquence harmonique. D'un autre côté, une onde en dents de scie a des harmoniques paires et impaires, donc vous obtiendrez une meilleure sortie. L'amplitude de crête pour la deuxième harmonique d'une onde en dents de scie sera simplement , où A est l'amplitude de crête de la dent de scie d'entrée. Si vous le souhaitez, vous pouvez ensuite suivre la sortie du filtre passe-bande avec un détecteur de crête et une sorte de comparateur.$\frac{2A}{\pi}$

Un aperçu d'une solution: peut-être l'exécuter à travers un différenciateur. La dérivée d'une onde carrée alternera des pointes positives et négatives, tandis que la dérivée d'une dent de scie devrait être plus ou moins constante à une valeur faible dans une polarité pendant les bits rampants, avec des pointes périodiques de plus grande valeur à l'opposé. polarité lorsque la dent de scie se réinitialise. Alors, HPF pour se débarrasser des faibles valeurs constantes que vous obtenez des rampes en dents de scie, et regardez si vous obtenez des pointes des deux polarités, ou juste une seule polarité.

Vous pouvez facilement détecter certaines formes d'onde simples en détectant les flancs du signal. Un carré a des flancs ascendants et descendants rapides, une dent de scie n'a que des flancs ascendants ou descendants rapides, selon le signal.

Vous vérifiez donc les flancs montant et descendant: si vous détectez les deux, c'est carré. Si vous ne détectez qu'un seul type, c'est le triangle, tant que vous êtes sûr que seuls ces signaux seront entrés.

Essayez avec un circuit différenciateur, ce qui se fait facilement avec un ampli-op. Voir ici: http://www.physics.iitm.ac.in/courses_files/courses/eleclab03_odd/mathematical_operations.htm

La pente du flanc est représentée en sortie du différenciateur.

Alimentez ce signal et son inversion en Schmitt-Triggers et / ou monoflops redéclenchables, et vous avez une représentation au niveau logique de RisingFlank et FallingFlank, que vous pouvez à son tour utiliser pour d'autres calculs ou affichages.

Il n'y a pas de «bonne» réponse à cela, car cela dépend vraiment de la capacité de la personne qui conçoit le circuit à le construire correctement. Certaines approches sont plus difficiles que d'autres.

Puisque j'ai une formation en audio, j'utiliserais une approche basée sur l'audio. Je compterais sur quelque chose appelé le « facteur de crête ». Le facteur de crête est, fondamentalement, la différence entre le RMS et le niveau de crête. Donc, si vous avez fait deux "VU-mètres", un qui a mesuré la valeur de crête et un autre qui a mesuré la valeur RMS et comparé la différence, alors vous pourriez assez exactement faire la différence entre une onde carrée et une dent de scie.

Pour une onde carrée, les niveaux RMS et Peak seront identiques. Pour une onde triangulaire, le niveau RMS sera de 4,77 dB inférieur au pic. Une onde en dents de scie sera similaire à une onde triangulaire, mais je n'ai pas le nombre exact à portée de main.

Une autre solution simple pour une amplitude fixe: utilisez un comparateur pour comparer le signal à une tension constante d'amplitude de 95%. EG si l'amplitude de l'onde est de 0v..1v, alors comparez-la à 950mv.

Une onde carrée de rapport cyclique de 50% vous donnera une onde carrée de rapport cyclique de 50%. Une vague en dents de scie vous donnera une onde carrée de 5% de rapport cyclique. Vous pouvez utiliser un microcontrôleur pour le détecter cycle par cycle.

Si l'on passe une onde carrée ou une onde en dents de scie à travers un filtre passe-haut dont la fréquence de coupure est bien au-dessus de la fondamentale de l'onde d'origine, la sortie sera soit une séquence alternée d'impulsions positives et négatives (pour une onde carrée), ou bien n'aura que des impulsions dans une direction (pour une dent de scie).

Voir ce circuit sur Falstad:

Des mesures:

Si le signal a une amplitude fixe, vous pouvez faire passer le signal à travers un filtre passe-bas (faire la moyenne du signal) et comparer les valeurs moyennes. Les détails sur les cycles d'utilisation détermineront quelle valeur moyenne est la plus élevée. Si, cependant, l'onde carrée a un rapport cyclique de 50% et l'onde triangulaire est de 100%, alors la moyenne sera égale et vous devrez explorer une solution plus compliquée.