電路的功能
本電路不管輸入信號的極性,只以單一極性輸出其幅值,也可稱作全波整流電路。絕對值電路是理想二極管電路的應用實例一,可以對微小電壓進行準確的整流,所以能夠在動態(tài)范圍很大的整流電路中應用。它的缺點是因為要利用OP放大器的反饋,頻率越高,精度越差。
電路工作原理
OP放大器A1起到負輸出理想二極管電路的作用,A2為2:1比率的加法器(R2=2R4),當正半周輸入時,A1輸出為被倒相的EI1與B1反相相加后的輸出EO=-(E1-2EI)=+EIO因為R3:R4=2:1,所以-2EI可看作等效的2倍輸入電壓,負半周輸入時,A1的輸出被斷開,EO=-(-E1+0)=+EI,輸入信號被原樣通過。
本電路利用了反饋,受OP放大器開環(huán)特性的限制,如果用于高頻電路,必須選用在高頻時有較大增益的OP放大器。
R1、R3決定輸入電阻的阻值,用于低頻時,R1、R3的阻值可取150K,此電路R1和R2的比值只要為1:1即可,不一定非取15K。R3和R4的比為2:1,E24系列的電阻只能選用15K和7.5K搭配作用。如果要選其他阻值,R4可用兩個阻值與R3相同的電阻并聯(lián)。
R5用來確定放大倍數(shù),通常取A=R5/R3=1,但也可以使A≥1。
電容器C1在進行全波整流時起到平滑電容的作用,要平滑直流,其容量要與信號頻率相適應。如把全波整流平滑,直流輸出則為:2|EI|X,即0.6361|EI|。加大電容量,整流后的紋波可以減少,但響應也會變慢,應根據(jù)使用要求,確定電容量。
元件的選擇
在本電路中,電阻值的相對精度很重要,通常選用誤差為正負1%的金屬膜電阻,如果精度要求很高,可選用相對精度好的組合電阻IC,還需要兩個與R4阻值相同的電阻,全電路只用六個元件就夠了。
把絕對值輸出平滑成直流,這是比較容易實現(xiàn)的,但是,如果頻率高,對輸出波形又有要求,這時選擇什么樣的OP放大器則很重要。信號在R3、R4處相加,由于流經(jīng)R4的信號通過一級OP放大器A1,所以會產(chǎn)生時間延遲,不能很好地進行電流波形疊加。OP放大器A1如采用高速型,可以縮短延遲時間。但如圖A所示,在R3輸入信號直接疊加的路徑上,R3改用兩個各為7.5K的電阻串聯(lián),中間經(jīng)電容C1接地,使信號產(chǎn)生若干時間延遲也可修正。
使用說明
本電路沒有失調調節(jié)電路,應盡量加大輸入信號的電平。如要提高低電平時的精度,應消除各OP放大器的失調。為了消除前級直流失調的影響,可在輸入端串聯(lián)一個隔直流電容。