低頻小漂移極性轉(zhuǎn)換式同頻檢波電路工作原理介紹

電路的功能

采用反相、同相切換的同步檢波電路的工作頻率小于數(shù)十千赫茲，其直流穩(wěn)定度須眉于雙重平衡差動(dòng)電路，在整個(gè)低頻段均可應(yīng)用。

本電路的模擬開(kāi)關(guān)采用了一般的N溝道J-FET。平滑電路加了12DB/OCT的低通濾波器，縮短了響應(yīng)時(shí)間。檢波采用全波整流方式，很容易消除高次諧波。本電路廣泛用于測(cè)量微小電壓的鎖相放大器檢波電路。

電路工作原理

OP放大器A1為阻抗緩沖器，如前級(jí)的輸出阻抗也象OP放大器那樣，比較低，則可把A1去掉。A2是進(jìn)行反相、同相切換的放大器，TT2導(dǎo)通，同相輸入端被接地，放大倍數(shù)為-1（-1=R3/R2）。

TT2截止后，輸入信號(hào)經(jīng)R4輸入A2，由于輸入電阻非常高，成為等電位，反相輸入端必須與之隨動(dòng)，所以TT2起到放大倍數(shù)為1的跟隨器作用。

TT2構(gòu)成的模擬開(kāi)關(guān)電路，切斷時(shí)必須把柵極-源極間的電壓VOS沿負(fù)方向擺到夾斷電壓VP附近。為了用TTL電平驅(qū)動(dòng)，把+5/0V換為-VCC/+5V，另外也可以換成CMOS模擬開(kāi)關(guān)，但須考慮元件成本。TT1是PNP晶體管，發(fā)射極電壓為-VCC。輸入的TTL電平為“L”時(shí)，使TT1產(chǎn)生基極電流，TT1導(dǎo)通，集電極電們擺到+5V附近，二極管D1截止，于是ROS≈0，TT2導(dǎo)通。

電容器C1、C2是為了減少尖峰脈沖而加的。產(chǎn)生基準(zhǔn)相位的REF波形與輸入波形同相時(shí)，OP放大器A2的輸出波形是正極性的全波整流波，反相時(shí)為負(fù)極性的全波整流波，有90度相位差時(shí)則在輸入波形的90度和270度時(shí)轉(zhuǎn)換極性，形成S狀的正、負(fù)對(duì)稱(chēng)波。如果平滑，輸出為0，與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。

如果把輸入電壓的峰值設(shè)定為E1，則全波整流的平均值為2E1/π=0.636E1，如果濾波器的放大倍數(shù)為1.56，這樣在輸出端便可獲得與E1基本相等的直流電壓。

低通濾波器的構(gòu)成采用相同參數(shù)方式，截止頻率由輸出響應(yīng)確定，這里FO取10HZ，衰減梯度為12DB/OCT。

元件選擇

為了保證準(zhǔn)確的同相、反相轉(zhuǎn)換，必須使R2=R3，TT2的通態(tài)電阻TOE應(yīng)等于零，但實(shí)際上有數(shù)面歐姆的電阻存在，可采用盡量提高R4的阻值或并聯(lián)電阻使RON降低的措施加以解決。

電平切換電路的元件數(shù)量很多，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可采用VOB=0V，截止的N溝道MOS FET或改用C-MOS模擬開(kāi)關(guān)。