電路的功能
常用的二極管都有正向壓降,不能進行微小信號整流,而當信號幅度較大時,環(huán)境溫度若升高,整流電壓又會跟著改變,很難構(gòu)成高精度電路。
理想的二極管電路可獲得過零的二極管特性,這種電路可用OP放大器的反饋電路實現(xiàn)。
電路工作原理
OP放大器A1為負輸出的理想二極管電路,在輸出端串接了二極管D1,并從D1的正極開始進行反饋,對于正的輸入信號來說,A1只起單純的反相放大器作用。
負輸入時,OP放大呂A1的輸出擺到正,D1被斷開,為了保證其能在開環(huán)狀態(tài)下工作以及防止飽和,在輸出還接了二極管D2。A1的正輸出被二極管正向壓降箝位。
OP放大器A2是放大倍數(shù)為1的反相放大器其作用是把A1的輸出反相。如果采用單極輸出,可把A2去掉。
電路R3、R6的作用是用OP放大器的輸入偏流IE消除失調(diào)電壓,若選用FET輸入OP放大器可去掉R3、R6。
元件選擇
在本電路中,精度隨輸入頻率的升高而下降,這是因為精度的高低取決于開環(huán)頻率特性,在最高頻率時取多大的開環(huán)增益極為關(guān)鍵,頻率小于10KHZ時,可選用4558型OP放大器,數(shù)十赫以下時應(yīng)選用TL085或LF353N,大于10KHZ時須用高速OP放大器,為了減少雜散電容的影響,反饋電阻的阻值應(yīng)降到2~5K。
二極管可選用普通小信號用的開關(guān)二極管,但應(yīng)注意,肖特基二極管有些產(chǎn)品耐壓能力較差。電阻的精度取決于電路允許的誤差,可用正負1%以內(nèi)的金屬膜電阻。
注釋
小信號用二極管電路
小信號硅二極管的主要用途是整流和限幅,用于高頻檢查波時,通常采用鍺二極管或肖特基勢壘二極管,它們的正向壓降比硅二極管的低,特別是肖特二極管,雖然耐壓能力低,但開關(guān)速度快,反向恢復(fù)時間短,適用于高頻或高速轉(zhuǎn)換電路。
除用作限幅外,在模擬信號的波形處理上二極管的正向壓降VF及溫度特性是值得考慮的問題,所以本電路把它放在OP放大器反饋環(huán)路中,構(gòu)成所謂的理想二極管電路,在低頻使用時其輸入、輸出的傳輸特性為理想的特性。
理想二極管電路的最大缺點是其性能靠OP放大器反饋效果來得改善,形成了依賴于開環(huán)性能的特點。因此,可運用電路的設(shè)計技巧,或選用頻率特性好的OP放大器,或用分立元件構(gòu)成開環(huán)增益40~60DB的寬帶放大器來提高理想二極管電路的性能。