【图】精密半波整流电路的特点及发展

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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。

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。

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。