半波精密整流運(yùn)放電路匯總

　　精密整流電路是由于硅二極管的起始導(dǎo)通電壓約為0.3~0.7V，用它來(lái)進(jìn)行小信號(hào)整流，會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，若采用由集成運(yùn)放組件和二極管組成的如圖所示整流電路就可完成對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行精密整流。

　　以下是半波精密整流的原理圖：

　　1、當(dāng)Vi》0時(shí)，Vo‘《0，二極管D1導(dǎo)通，Vo’=-0.7V，與電阻R2相連的運(yùn)放輸入負(fù)端IN-電壓等于0，因此，二極管D2截止，輸出電壓Vo=0

　　2、當(dāng)Vi《0時(shí)，Vo‘》0，二極管D1截止，二極管D2導(dǎo)通，輸出電壓Vo=-Vi*R2/R1。

　　傳統(tǒng)的半波整流的缺點(diǎn)如下所示：

　　在如圖（745）（a）所示的半波整流電路中，由于二極管的伏安特性如圖（b）所示，當(dāng)輸入電壓uI幅值小于二極管的開(kāi)啟電壓Uon時(shí)，二極管在信號(hào)的整個(gè)周期均處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓始終為零。即使uI幅值足夠大，輸出電壓也只反映uI大于Uon的那部分電壓的大小。因此，該電路不能對(duì)微弱信號(hào)整流。

　　現(xiàn)在用放大器做精密的整流電路： 如圖（746）（a）所示，其工作原理：

　　當(dāng)uI》0時(shí)，必然使集成運(yùn)放的輸出u/O《0，從而導(dǎo)致二極管D2導(dǎo)通，D1截止，電路實(shí)現(xiàn)反相比例運(yùn)算，輸出電壓

　　當(dāng)uI《0時(shí)，必然使集成運(yùn)放的輸出u/O》0，從而導(dǎo)致二極管D1導(dǎo)通，D2截止，Rf中電流為零，因此輸出電壓uO=0。uI和uO的波形如圖（b）所示

　　這里有一個(gè)變化，如下圖所示：

　　如圖是反相精密整流檢波電路，當(dāng)Vi大于零時(shí)，我們知道，運(yùn)放的輸出V0小于0，二極管D1導(dǎo)通，D2截止。輸出電路V0為零；當(dāng)V1小于0時(shí)，Voa大于零，D1截止，D2導(dǎo)通，V0=（-R1/R2）*V1，實(shí)現(xiàn)了半波整流。 還有一個(gè)改進(jìn)版，如下：

　　這個(gè)圖省去了一個(gè)二極管卻達(dá)到了相同的功能，這是我們硬件設(shè)計(jì)所追求的，用最簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)所需求的功能

　　這幾個(gè)電路圖的不同點(diǎn)就是正半軸輸出或者負(fù)半軸輸出。原理是一樣的！

　　傳統(tǒng)の二極管整流電路和相關(guān)電壓傳輸特性曲線(xiàn)如圖：

　　偏移電壓Vd為0.7伏特，這種偏移值在實(shí)際應(yīng)用中是不能接受的。運(yùn)算放大器和下圖中所示二極管可構(gòu)成理想二極管，精密半波整流電路，所以它們可以消除理想半波整流電路的電壓轉(zhuǎn)換曲線(xiàn)中的偏移電壓Vd。

　　現(xiàn)在我們通過(guò)考慮以下2種情況（Vin》0和Vin《0），來(lái)分析電路

　　對(duì)Vin《0而言，電流I2和Id將是負(fù)值。但是，負(fù)電流不能通過(guò)二極管，由此二極管是反向偏置，反饋電路斷開(kāi)。所以電流值I2為零，輸出電壓也是零，即Vout=0，由于反饋環(huán)路是運(yùn)算放大器輸出端的開(kāi)路電壓VI將趨向負(fù)的飽和電壓。

　　當(dāng)Vin》0，Vout=Vin，I2=Id，二極管正向偏置，通過(guò)二極管的反饋環(huán)路是閉環(huán)反饋。調(diào)整通過(guò)二極管的壓降Vd和運(yùn)算放大器的輸出電壓VI，使VI=Vd+Vin。

　　在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優(yōu)良放大性能的運(yùn)算放大器的適時(shí)出現(xiàn)，改變了這種結(jié)局，二者一拍即合，小信號(hào)精密半波整流電路即將高調(diào)登場(chǎng)。請(qǐng)看圖一。

　　圖一 半波精密整流電路及等效電路

　　上圖電路，對(duì)輸入信號(hào)的正半波不予理睬，僅對(duì)輸入信號(hào)的負(fù)半波進(jìn)行整流，并倒相后輸出。在輸入信號(hào)的正半波輸入期間，微小的輸入信號(hào)即使放大器輸入端變負(fù)，二極管D1正偏導(dǎo)通（相當(dāng)于短接），D2反偏截止（相當(dāng)于斷路），形成電壓跟隨器模式，因同相端接地，由虛短特性可知，輸出端仍能保持零電位。如圖一中的b電路所示；在輸入信號(hào)的負(fù)半波期間，微小的輸入信號(hào)即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，形成反相（放大）器的電路模式，對(duì)負(fù)半波信號(hào)進(jìn)行了倒相輸出。如圖一中的c電路所示。

　　在工作過(guò)程中，兩只二極管默契配合，一開(kāi)一關(guān)，將輸入正半波信號(hào)關(guān)于門(mén)外，維持原輸出狀態(tài)不變；對(duì)輸入負(fù)半波信號(hào)則放進(jìn)門(mén)來(lái)，幫助其翻了一個(gè)跟頭（反相）后再送出門(mén)去。兩只二極管的精誠(chéng)協(xié)作，再加上運(yùn)算放大器的優(yōu)良放大性能，配料充足，做工地道，從而做成了精密半波整流這道“大餐”。