半波精密整流運放電路匯總

　　精密整流電路是由于硅二極管的起始導通電壓約為0.3~0.7V，用它來進行小信號整流，會產生很大的誤差，若采用由集成運放組件和二極管組成的如圖所示整流電路就可完成對微弱信號進行精密整流。

　　以下是半波精密整流的原理圖：

　　1、當Vi》0時，Vo‘《0，二極管D1導通，Vo’=-0.7V，與電阻R2相連的運放輸入負端IN-電壓等于0，因此，二極管D2截止，輸出電壓Vo=0

　　2、當Vi《0時，Vo‘》0，二極管D1截止，二極管D2導通，輸出電壓Vo=-Vi*R2/R1。

　　傳統(tǒng)的半波整流的缺點如下所示：

　　在如圖（745）（a）所示的半波整流電路中，由于二極管的伏安特性如圖（b）所示，當輸入電壓uI幅值小于二極管的開啟電壓Uon時，二極管在信號的整個周期均處于截止狀態(tài)，輸出電壓始終為零。即使uI幅值足夠大，輸出電壓也只反映uI大于Uon的那部分電壓的大小。因此，該電路不能對微弱信號整流。

　　現(xiàn)在用放大器做精密的整流電路： 如圖（746）（a）所示，其工作原理：

　　當uI》0時，必然使集成運放的輸出u/O《0，從而導致二極管D2導通，D1截止，電路實現(xiàn)反相比例運算，輸出電壓

　　當uI《0時，必然使集成運放的輸出u/O》0，從而導致二極管D1導通，D2截止，Rf中電流為零，因此輸出電壓uO=0。uI和uO的波形如圖（b）所示

　　這里有一個變化，如下圖所示：

　　如圖是反相精密整流檢波電路，當Vi大于零時，我們知道，運放的輸出V0小于0，二極管D1導通，D2截止。輸出電路V0為零；當V1小于0時，Voa大于零，D1截止，D2導通，V0=（-R1/R2）*V1，實現(xiàn)了半波整流。 還有一個改進版，如下：

　　這個圖省去了一個二極管卻達到了相同的功能，這是我們硬件設計所追求的，用最簡單的電路實現(xiàn)所需求的功能

　　這幾個電路圖的不同點就是正半軸輸出或者負半軸輸出。原理是一樣的！

　　傳統(tǒng)の二極管整流電路和相關電壓傳輸特性曲線如圖：

　　偏移電壓Vd為0.7伏特，這種偏移值在實際應用中是不能接受的。運算放大器和下圖中所示二極管可構成理想二極管，精密半波整流電路，所以它們可以消除理想半波整流電路的電壓轉換曲線中的偏移電壓Vd。

　　現(xiàn)在我們通過考慮以下2種情況（Vin》0和Vin《0），來分析電路

　　對Vin《0而言，電流I2和Id將是負值。但是，負電流不能通過二極管，由此二極管是反向偏置，反饋電路斷開。所以電流值I2為零，輸出電壓也是零，即Vout=0，由于反饋環(huán)路是運算放大器輸出端的開路電壓VI將趨向負的飽和電壓。

　　當Vin》0，Vout=Vin，I2=Id，二極管正向偏置，通過二極管的反饋環(huán)路是閉環(huán)反饋。調整通過二極管的壓降Vd和運算放大器的輸出電壓VI，使VI=Vd+Vin。

　　在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優(yōu)良放大性能的運算放大器的適時出現(xiàn)，改變了這種結局，二者一拍即合，小信號精密半波整流電路即將高調登場。請看圖一。

　　圖一 半波精密整流電路及等效電路

　　上圖電路，對輸入信號的正半波不予理睬，僅對輸入信號的負半波進行整流，并倒相后輸出。在輸入信號的正半波輸入期間，微小的輸入信號即使放大器輸入端變負，二極管D1正偏導通（相當于短接），D2反偏截止（相當于斷路），形成電壓跟隨器模式，因同相端接地，由虛短特性可知，輸出端仍能保持零電位。如圖一中的b電路所示；在輸入信號的負半波期間，微小的輸入信號即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導通，形成反相（放大）器的電路模式，對負半波信號進行了倒相輸出。如圖一中的c電路所示。

　　在工作過程中，兩只二極管默契配合，一開一關，將輸入正半波信號關于門外，維持原輸出狀態(tài)不變；對輸入負半波信號則放進門來，幫助其翻了一個跟頭（反相）后再送出門去。兩只二極管的精誠協(xié)作，再加上運算放大器的優(yōu)良放大性能，配料充足，做工地道，從而做成了精密半波整流這道“大餐”。