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遇到的幾個運放精密整流電路

1.綜述

在學習整流電路的時候,介紹的半波整流,一個二極體就可以,全波整流,需要四個二極體。 二極體的正向壓降有0.7V,一般不怎麼考慮這個比較小的壓降,但是在放大器的交越失真,整流電壓比較低的時候,電流比較大的時候,0.7V的壓降也要考慮其中,這也就是為什麼出現如此多種類二極體。快速,超快,肖特基等等。

2.精密整流型電路
2.1超級二極體

使用精密整流電路的輸入訊號常常比較小,0.7V的管壓降已經不得不考慮。為了體現出這種0.7V的誤差,出現了超級二極體。
這裡寫圖片描述
3點的電壓跟隨1點的電壓,但是運算放大器的輸出2點的電壓,會一直比3點的電壓高0.7V,即V2=V3+0.7V,將一個二極體接入反饋迴路中,可以有效的消除任何由二極體正向壓降產生的誤差,為了強調負反饋的顯著作用,把二極體和放大器的這種組合稱為超級二極體

2.2經典型整流電路

這裡寫圖片描述
這種電路在網上稱為經典型的精密整流電路,電組之間的關係為:R4=R5=R3=R,R6=R2=2R,
分析電路的時候,輸入是交流
當Vin>0時,U1A的輸出低,D2截止,D1導通,R4,R5,U1三者構成放大倍數為-1的放大器;U1B,R2,R3,R6構成反向加法器。設U1A的輸出為V1,經過R2,R3後,輸出V21=2Vin,輸入訊號經過,R6,R2後輸出V22=-Vin;根據疊加原理,輸出Vout=V21+V22=2Vin+(-Vin)=Vin
當Vin<0時,U1A的輸出高,D1截止,D2導通,根據虛短,R5的左端和R3的右端都相當於“接地”,電位相等,則R5,R3上沒有電流流過,不予考慮。此時,R2,R6,U1B構成放大倍數為-1的放大器,輸出Vout=-Vin,輸出Vout= -Vin


根據上面的分析可知,實現了輸入電壓的正半軸電壓不變,負半軸的電壓翻轉的效果,實現了整流。

2.3等值電阻型整流電路

這裡寫圖片描述
電阻之間的關係為:R3=R4=R5=R6=R7=R;
這個電路是最近在使用的一個電路,按照上面的分析,有:
當Vin>0時,U1B的輸出低,D2截止,D1導通,R3,R5,U1B三者構成放大倍數為-1的放大器;U1C,R6,R7構成放大倍數為-1的放大器,設U1B的輸出為V1,經過R6,R7後,輸出Vout=-V1=-(-Vin)=Vin
當Vin<0時,U1B的輸出高,D2導通,D1截止,此時U1B的反饋存在兩條,一路是R3,R5,R6;另一路是R3,R4。根據虛短的關係,可以設在R6右端的電壓為V1,則有(Vin-0)/R3=((0-V1)/R5+R6)+(0-V1)/R4)
計算可得,V1=-(Vin*2)/3 再根據(V1-0)/R5+R6=(Vout-V1)/R7,計算可得Vout=-Vin

3.總結

上面的兩種電路,第一種經典型,只要實現電阻的匹配就很容易達到要求。第二種等值型的電路存在兩條負反饋電路,分析較難,效能也比較難達到要求。但是同樣的實現了Vout=|Vin|的效果。

參考文獻