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【图】精密半波整流电路的特点及发展

时间:2015-11-27 16:39:16  编辑:电工  栏目:电路
导读:

有关精密半波整流电路的特点,半波精密整流电路及等效电路,精密半波整流电路的结构组成,精密全波整流电路及波形图,感兴趣的朋友参考下。

精密半波整流电路的特点

利用二极管的单向导电特性,和放大器的优良放大性能相结合,可做到对输入交变信号(尤其是小幅度的电压信号)进行精密的整流,由此构成精密半波整流电路。若由此再添加简单电路(甚至是一只电阻)即可构成精密全波整流电路。

对二极管单向导电的发明,奠定了无线电的基础,在控制电流方向的基础上,进而控制电流的大小(三极管),则完成了由简单控制向自动化、智能化控制的华丽转身。现代化的进程中,半导体器件确实居功甚伟。闲话少说,回过头来,先说一下二极管。

二极管是个两线端元件,有阳极、阴极两个引线端,其特性是单向导电,从而可完成整流、隔离等基本工作任务。

对于常用的硅整流二极管来说,只要或只有阳极电压高于阴极电压(约0.6V左右)即可实现正偏(称正向偏压)导通。反之,当阴极电压高于阳极电压时,称为反偏截止。

在二极管正偏导通期间,往往可以忽略其导通压降,将其认为是一根导线;在反偏截止期间,因其漏电流小到可以忽略不计,则可以视为开路,貌似这个元件不存在一样。因而,二极管即不同于电阻(有固定的电阻值,非通非断),也不同于电容(是个瞬时通电元件),其性格鲜明脾气直爽,要么是通,要么是断,通、断都非常利落!

二极管的导通压降约为0.6V,此导通压降又称为二极管门坎电压,意谓着迈过0.6V这个坎,二极管才由断态进入到通态。常规整流电路中,因整流电压的幅值远远高于二极管的导通压降,几乎可以此无视门坎电压的存在。但在对小幅度交变信号的处理中,若信号幅度竟然小于0.6V,此时二极管纵然有一身整流的本事,也全然派不上用场了。

在二极管茫然四顾之际,它的帮手——有优良放大性能的运算放大器的适时出现,改变了这种结局,二者一拍即合,小信号精密半波整流电路即将高调登场。请看图一。

半波精密整流电路及等效电路

图一 半波精密整流电路及等效电路

上图电路,对输入信号的正半波不予理睬,仅对输入信号的负半波进行整流,并倒相后输出。在输入信号的正半波输入期间,微小的输入信号即使放大器输入端变负,二极管D1正偏导通(相当于短接),D2反偏截止(相当于断路),形成电压跟随器模式,因同相端接地,由虚短特性可知,输出端仍能保持零电位。

如图一中的b电路所示;在输入信号的负半波期间,微小的输入信号即使输出端变正,二极管D1反偏截止,D2正偏导通,形成反相(放大)器的电路模式,对负半波信号进行了倒相输出。如图一中的c电路所示。

在工作过程中,两只二极管默契配合,一开一关,将输入正半波信号关于门外,维持原输出状态不变;对输入负半波信号则放进门来,帮助其翻了一个跟头(反相)后再送出门去。两只二极管的精诚协作,再加上运算放大器的优良放大性能,配料充足,做工地道,从而做成了精密半波整流这道“大餐”。

如果调整反馈电阻R2的阻值,使R2=2R1,再与输入信号相混合,则形成全波精密整流电路,如图二所示。

精密全波整流电路及波形图

图二 精密全波整流电路及波形图

将N1放大器的反馈电阻R2增大,使R2=2R1,使其将整流信号反相放大两倍后输出,再与输入信号相加,其整流的+10V与输入负半波的-5V相加,10+(-5)=5,恰好能将负半波“消灭”掉,得到全波整流电压。

所谓魔电(模电),如果能够识破其变身术,只剩下一个个的电路模型,又何魔之有?如果有足够的空余时间,我真想完全抛开“虚短”、“虚断”、“虚地”等概念,再“新解”一下运算放大器的基本电路。

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