十種精密全波整流的電路設計

圖中精密全波整流電路的名稱,純屬本人命的名,只是為了區(qū)分;除非特殊說明,增益均按1設計.

圖1是最經典的電路,優(yōu)點是可以在電阻R5上并聯(lián)濾波電容.電阻匹配關系為R1=R2,R4=R5=2R3;可以通過更改R5來調節(jié)增益

圖2優(yōu)點是匹配電阻少,只要求R1=R2

圖3的優(yōu)點是輸入高阻抗,匹配電阻要求R1=R2,R4=2R3

圖4的匹配電阻全部相等,還可以通過改變電阻R1來改變增益.缺點是在輸入信號的負半周,A1的負反饋由兩路構成,其中一路是R5,另一路是由運放A2復合構成,也有復合運放的缺點.

圖5 和 圖6 要求R1=2R2=2R3,增益為1/2,缺點是:當輸入信號正半周時,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.另外一個缺點是正半周和負半周的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內阻忽略不計

圖7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;負半周增益=-R3/R2;要求正負半周增益的絕對值相等,例如增益取2,可以選R1=30K,R2=10K,R3=20K

圖8的電阻匹配關系為R1=R2

圖9要求R1=R2,R4可以用來調節(jié)增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺點是正負半波的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內阻要小,否則輸出波形不對稱.

圖10是利用單電源運放的跟隨器的特性設計的,單電源的跟隨器,當輸入信號大于0時,輸出為跟隨器;當輸入信號小于0的時候,輸出為0.使用時要小心單電源運放在信號很小時的非線性.而且,單電源跟隨器在負信號輸入時也有非線性.

圖7,8,9三種電路,當運放A1輸出為正時,A1的負反饋是通過二極管D2和運放A2構成的復合放大器構成的,由于兩個運放的復合(乘積)作用,可能環(huán)路的增益太高,容易產生振蕩.

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,其實和這個高阻抗型的原理一樣,就沒有專門收錄,其它采用A1的輸出只接一個二極管的也沒有收錄,因為在這個二極管截止時,A1處于開環(huán)狀態(tài).

結論:

雖然這里的精密全波電路達十種,仔細分析,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的并不多,確切的說只有3種,就是前面的3種.

圖1的經典電路雖然匹配電阻多,但是完全可以用6個等值電阻R實現(xiàn),其中電阻R3可以用兩個R并聯(lián).可以通過R5調節(jié)增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有優(yōu)勢的是可以在R5上并電容濾波.

圖2的電路的優(yōu)勢是匹配電阻少,只要一對匹配電阻就可以了.

圖3的優(yōu)勢在于高輸入阻抗.

其它幾種,有的在D2導通的半周內,通過A2的復合實現(xiàn)A1的負反饋,對有些運放會出現(xiàn)自激. 有的兩個半波的輸入阻抗不相等,對信號源要求較高.

兩個單運放型雖然可以實現(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.

各個電路都有其設計特色,希望我們能從其電路的巧妙設計中,吸取有用的.例如單電源全波電路的設計,復合反饋電路的設計,都是很有用的設計思想和方法,如果能把各個圖的電路原理分析并且推導每個公式,會有受益的.