10種精密全波整流電路你都吃透了嗎？

圖1：經(jīng)典型

圖1是最經(jīng)典的電路，優(yōu)點(diǎn)是可以在電阻R5上并聯(lián)濾波電容。

電阻匹配關(guān)系為R1=R2，R4=R5=2R3；可以通過更改R5來調(diào)節(jié)增益。

圖2：四個(gè)二極管

圖2優(yōu)點(diǎn)是匹配電阻少，只要求R1=R2。

圖3：高輸入阻抗型

圖3的優(yōu)點(diǎn)是輸入高阻抗，匹配電阻要求R1=R2，R4=2R3。

圖4：等值電阻值

圖4的匹配電阻全部相等，還可以通過改變電阻R1來改變?cè)鲆?。缺點(diǎn)是在輸入信號(hào)的負(fù)半周，A1的負(fù)反饋由兩路構(gòu)成，其中一路是R5，另一路是由運(yùn)放A2復(fù)合構(gòu)成，也有復(fù)合運(yùn)放的缺點(diǎn)。

圖5：?jiǎn)芜\(yùn)放T型

圖6：?jiǎn)芜\(yùn)放三角形

圖5 和 圖6 要求R1=2R2=2R3，增益為1/2。

缺點(diǎn)是：當(dāng)輸入信號(hào)正半周時(shí)，輸出阻抗比較高，可以在輸出增加增益為2的同相放大器隔離。

另外一個(gè)缺點(diǎn)是正半周和負(fù)半周的輸入阻抗不相等，要求輸入信號(hào)的內(nèi)阻忽略不計(jì)。

圖7：增益大于1的復(fù)合放大器型

圖7正半周，D2通，增益=1+(R2+R3)/R1；負(fù)半周增益=-R3/R2；要求正負(fù)半周增益的絕對(duì)值相等。

例如增益取2，可以選R1=30K，R2=10K，R3=20K。

圖8：增益等于1復(fù)合放大器型

圖8的電阻匹配關(guān)系為R1=R2。

圖9：復(fù)合放大器輸入不對(duì)稱型

圖9要求R1=R2，R4可以用來調(diào)節(jié)增益，增益等于1+R4/R2；如果R4=0，增益等于1；缺點(diǎn)是正負(fù)半波的輸入阻抗不相等，要求輸入信號(hào)的內(nèi)阻要小，否則輸出波形不對(duì)稱。

圖7,8,9三種電路，當(dāng)運(yùn)放A1輸出為正時(shí)，A1的負(fù)反饋是通過二極管D2和運(yùn)放A2構(gòu)成的復(fù)合放大器構(gòu)成的，由于兩個(gè)運(yùn)放的復(fù)合(乘積)作用，可能環(huán)路的增益太高，容易產(chǎn)生振蕩。

精密全波電路還有一些沒有錄入，比如高阻抗型還有一種把A2的同相輸入端接到A1的反相輸入端的，其實(shí)和這個(gè)高阻抗型的原理一樣，就沒有專門收錄，其它采用A1的輸出只接一個(gè)二極管的也沒有收錄，因?yàn)樵谶@個(gè)二極管截止時(shí)，A1處于開環(huán)狀態(tài)。

圖10：?jiǎn)坞娫催\(yùn)放無二極管型

圖10是利用單電源運(yùn)放的跟隨器的特性設(shè)計(jì)的，單電源的跟隨器,當(dāng)輸入信號(hào)大于0時(shí)，輸出為跟隨器；當(dāng)輸入信號(hào)小于0的時(shí)候，輸出為0。

使用時(shí)要小心單電源運(yùn)放在信號(hào)很小時(shí)的非線性。而且，單電源跟隨器在負(fù)信號(hào)輸入時(shí)也有非線性。

結(jié)論

雖然這里的精密全波電路達(dá)十種，仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的并不多。確切地說只有3種，就是前面的3種。

圖1的經(jīng)典電路雖然匹配電阻多，但是完全可以用6個(gè)等值電阻R實(shí)現(xiàn),其中電阻R3可以用兩個(gè)R并聯(lián)。可以通過R5調(diào)節(jié)增益，增益可以大于1，也可以小于1。最具有優(yōu)勢(shì)的是可以在R5上并電容濾波。

圖2的電路的優(yōu)勢(shì)是匹配電阻少，只要一對(duì)匹配電阻就可以了。

圖3的優(yōu)勢(shì)在于高輸入阻抗。

其它幾種，有的在D2導(dǎo)通的半周內(nèi)，通過A2的復(fù)合實(shí)現(xiàn)A1的負(fù)反饋,對(duì)有些運(yùn)放會(huì)出現(xiàn)自激。有的兩個(gè)半波的輸入阻抗不相等，對(duì)信號(hào)源要求較高。

兩個(gè)單運(yùn)放型雖然可以實(shí)現(xiàn)整流的目的，但是輸入/輸出特性都很差。需要輸入/輸出都加跟隨器或同相放大器隔離。

各個(gè)電路都有其設(shè)計(jì)特色，希望我們能從其電路的巧妙設(shè)計(jì)中，吸取有用的。例如單電源全波電路的設(shè)計(jì)，復(fù)合反饋電路的設(shè)計(jì)，都是很有用的設(shè)計(jì)思想和方法。

如果能把各個(gè)圖的電路原理分析并且推導(dǎo)每個(gè)公式，會(huì)有更大的收益。

審核編輯：湯梓紅