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全波整流電路圖（一）
如圖所示，全波整流電路只需二只整流二極管，但電源變壓器卻需要有帶中心抽頭的兩組相同電壓的繞組。利用帶中心抽頭的變壓器，使它們?cè)诮涣麟姷恼胫芎拓?fù)半周分別向RL供給同一方向的電流，從而構(gòu)成全波整流電路。
設(shè)交流電在正半周時(shí)，變壓器輸出電壓極性為上正下負(fù)，上半繞組電源經(jīng)D1、R、中心抽頭形成回路，而下半繞組不通，此時(shí)D1導(dǎo)通D2不導(dǎo)通，電流ID1經(jīng)RL成回路；在負(fù)半周時(shí)，電壓極性與前相反，可知D2導(dǎo)通而D1不導(dǎo)通，ID2以相同方向經(jīng)RL成回路，由此在負(fù)載上得到的是正負(fù)兩個(gè)半周都有整流輸出的波形，故稱為全波整流。這時(shí)經(jīng)整流的直流（平均值）電壓為半波整流的兩倍，而且脈動(dòng)情況也有一定的改善，這種整流電路的缺點(diǎn)是每組線圈只有一半的時(shí)間通過(guò)電流，所以變壓器的利用率不高。
全波整流電路圖（二）
全波整流電路如圖Z0703所示。它是由次級(jí)具有中心抽頭的電源變壓器Tr、兩個(gè)整流二極管D1、D2和負(fù)載電阻RL組成。變壓器次級(jí)電壓u21和u22大小相等，相位相反，即
u21=-u22=
式中，U2是變壓器次級(jí)半邊繞組交流電壓的有效值。
全波整流電路的工作過(guò)程是：在u2的正半周（ωt=0~π）D1正偏導(dǎo)通，D2反偏截止，RL上有自上而下的電流流過(guò)，RL上的電壓與u21相同。
在u2的負(fù)半周（ωt=π~2π），D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，RL上也有自上而下的電流流過(guò)，
RL上的電壓與u22相同?？僧?huà)出整流波形如圖Z0704所示。可見(jiàn)，負(fù)載凡上得到的也是一單向脈動(dòng)電流和脈動(dòng)電壓。其平均值分別為：
加在二極管兩端的最高反向電壓為
選擇整流二極管時(shí)，應(yīng)以此二參數(shù)為極限參數(shù)。
全波整流輸出電壓的直流成分（較半波）增大，脈動(dòng)程度減小，但變壓器需要中心抽頭、制造麻煩，整流二極管需承受的反向電壓高，故一般適用于要求輸出電壓不太高的場(chǎng)合。
全波整流電路圖（三）
圖1
橋式整流電路，也可認(rèn)為它是全波整流電路的一種，變壓器繞組按圖1方法接四只二極管。D1～D4為四只相同的整流二極管，接成電橋形式，故稱橋式整流電路。利用二極管的導(dǎo)引作用，使在負(fù)半周時(shí)也能把次級(jí)輸出引向負(fù)載。具體接法如圖所示，從圖中可以看到，在正半周時(shí)由D1、D2導(dǎo)引電流自上而下通過(guò)RL，負(fù)半周時(shí)由D3、D4導(dǎo)引電流也是自上而下通過(guò)RL，從而實(shí)現(xiàn)了全波整流。在這種結(jié)構(gòu)中，若輸出同樣的直流電壓，變壓器次級(jí)繞組與全波整流相比則只須一半繞組即可，但若要輸出同樣大小的電流，則繞組的線徑要相應(yīng)加粗。至于脈動(dòng)，和前面講的全波整流電路完全相同。
由于整流電路的輸出電壓都含有較大的脈動(dòng)成分。為了盡量壓低脈動(dòng)成分，另一方面還要盡量保留直流成分，使輸出電壓接近理想的直流，這種措施就是濾波。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲(chǔ)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在本實(shí)驗(yàn)電路中采用的是電容濾波，即在負(fù)載電阻RL上并聯(lián)一個(gè)濾波電容C，電路如圖2，濾波后的波形如下圖。
全波整流電路圖（四）
當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的正半周時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，輸出電壓Vo=vi-VD1。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，輸出電壓Vo=vi-VD2。
由上述分析可知，二極管全波整流電路輸出的仍然是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓，但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。
全波整流電路圖（五）
如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-3是全波整流電路的電原理圖。
全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓e2a、e2b，構(gòu)成e2a、D1、Rfz與e2b、D2、Rfz，兩個(gè)通電回路。
全波整流電路的工作原理，可用圖5-4所示的波形圖說(shuō)明。在0~π間內(nèi)，e2a對(duì)Dl為正向電壓，D1導(dǎo)通，在Rfz
上得到上正下負(fù)的電壓;e2b對(duì)D2為反向電壓，D2不導(dǎo)通（見(jiàn)圖5-4（b）。在π-2π時(shí)間內(nèi)，e2b對(duì)D2為正向電壓，D2導(dǎo)通，在Rfz
上得到的仍然是上正下負(fù)的電壓;e2a對(duì)D1為反向電壓，D1不導(dǎo)通（見(jiàn)圖5-4（C）。
如此反復(fù)，由于兩個(gè)整流元件D1、D2輪流導(dǎo)電，結(jié)果負(fù)載電阻Rfz
上在正、負(fù)兩個(gè)半周作用期間，都有同一方向的電流通過(guò)，如圖5-4（b）所示的那樣，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率（Usc=0.9e2，比半波整流時(shí)大一倍）。
圖5-3所示的全波整濾電路，需要變壓器有一個(gè)使兩端對(duì)稱的次級(jí)中心抽頭，這給制作上帶來(lái)很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。
圖5-5（a）為橋式整流電路圖，（b）圖為其簡(jiǎn)化畫(huà)法。
全波整流電路圖（六）
利用二極管（開(kāi)關(guān)器件）的單向?qū)щ娞匦?，?a href="http://ttokpm.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器的優(yōu)良放大性能相結(jié)合，可做到對(duì)輸入交變信號(hào)（尤其是小幅度的電壓信號(hào)）進(jìn)行精密的整流，由此構(gòu)成精密半波整流電路。若由此再添加簡(jiǎn)單電路，即可構(gòu)成精密全波整流電路。
二極管的導(dǎo)通壓降約為0.6V左右，此導(dǎo)通壓降又稱為二極管門(mén)坎電壓，意謂著邁過(guò)0.6V這個(gè)坎，二極管才由斷態(tài)進(jìn)入到通態(tài)。常規(guī)整流電路中，因整流電壓的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二極管的導(dǎo)通壓降，幾乎可以無(wú)視此門(mén)坎電壓的存在。但在對(duì)小幅度交變信號(hào)的處理中，若信號(hào)幅度竟然小于0.6V，此時(shí)二極管縱然有一身整流的本事，也全然派不上用場(chǎng)了。
在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優(yōu)良放大性能的運(yùn)算放大器的適時(shí)出現(xiàn)，改變了這種結(jié)局，二者一拍即合，小信號(hào)精密半波整流電路即將高調(diào)登場(chǎng)。請(qǐng)看圖1。
圖1 半波精密整流電路及等效電路
上圖電路，對(duì)輸入信號(hào)的正半波不予理睬，僅對(duì)輸入信號(hào)的負(fù)半波進(jìn)行整流，并倒相后輸出。
（1）在輸入信號(hào)正半周（0~t1時(shí)刻），D1導(dǎo)通，D2關(guān)斷，電路等效為電壓跟隨器（圖中b電路）：
在D1、D2導(dǎo)通之前，電路處于電壓放大倍數(shù)極大的開(kāi)環(huán)狀態(tài)，此時(shí)（輸入信號(hào)的正半波輸入期間），微小的輸入信號(hào)即使放大器輸入端變負(fù)，二極管D1正偏導(dǎo)通（相當(dāng)于短接），D2反偏截止（相當(dāng)于斷路），形成電壓跟隨器模式，因同相端接地，電路變身為跟隨地電平的電壓跟隨器，輸出端仍能保持零電位。
（2）在輸入信號(hào)負(fù)半周（t1~t2時(shí)刻），D1關(guān)斷，D2導(dǎo)通，電路等效反相器（圖中c電路）：
在輸入信號(hào)的負(fù)半波期間，（D1、D2導(dǎo)通之前）微小的輸入信號(hào)即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，形成反相（放大）器的電路模式，對(duì)負(fù)半波信號(hào)進(jìn)行了倒相輸出。
在工作過(guò)程中，兩只二極管默契配合，一開(kāi)一關(guān)，將輸入正半波信號(hào)關(guān)于門(mén)外，維持原輸出狀態(tài)不變；對(duì)輸入負(fù)半波信號(hào)則放進(jìn)門(mén)來(lái)，幫助其翻了一個(gè)跟頭（反相）后再送出門(mén)去。兩只二極管的精誠(chéng)協(xié)作，再加上運(yùn)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”。
如果調(diào)整反饋電阻R2的阻值，使R2=2R1，再與輸入信號(hào)相混合，則形成全波精密整流電路，如圖2所示。
圖2 精密全波整流電路及波形圖
將N1放大器的反饋電阻R2增大，使R2=2R1，使其將整流信號(hào)反相放大兩倍后輸出，再與輸入信號(hào)相加，其整流的+10V與輸入負(fù)半波的-5V相加，10+（-5）=5，恰好能將負(fù)半波“消滅”掉，得到全波整流電壓。
所謂魔電（模電），如果能夠識(shí)破其變身術(shù)，只剩下一個(gè)個(gè)的電路模型，又何魔之有？
對(duì)精密整電路的故障檢測(cè)，其前提是：所有運(yùn)算放大器，均是直流放大器，甚至可以施加直流電壓信號(hào)來(lái)確定電路好壞。
（1）輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出端（D2的負(fù)端為輸出端），輸出電壓也為0V；
（2）正的電壓信號(hào)輸入時(shí)，輸出端保持0V；
（3）負(fù)的電壓信號(hào)輸入時(shí)，IN=-OUT
常見(jiàn)全波精密整流電路形式：
（1）精密全波整流電路之一
圖3 精密全波整流電路之一
如圖3中的a電路所示，N1及外圍電路構(gòu)成正半波輸入2倍壓反相整流放大電路，N2為反相求和電路。若輸入信號(hào)峰值為±2V的正弦波信號(hào)電壓，則a點(diǎn)輸出為-4V對(duì)應(yīng)輸入正半波的電壓信號(hào)；此信號(hào)經(jīng)在N1反相輸入端與輸入信號(hào)相加（－4V+2V=-2V），得到-2V的脈動(dòng)直流（在后級(jí)電路需要正的采樣電壓時(shí)）輸入信號(hào)，又經(jīng)N2反相求和電路，得到2V脈動(dòng)直流信號(hào)。電路起到全波或橋式整流電路同樣的作用，但整流線性和精度得到保障。
該電路形式比之圖3電路，采用一級(jí)反相加法器，為實(shí)用電路。另外，若令R1=R2=R4=R5，令R3=1/2R1，將偏置電路的參數(shù)改變后，電路全波整流性能仍然是相同的。同一功能電路，可以有多種設(shè)計(jì)模式，正所謂條條大道通羅馬。
（2）精密全波整流電路之二
圖4 精密全波整流電路之二
將圖4全波整流電路的工作原理簡(jiǎn)述如下：輸入正半波期間（Vi》0），N1輸入端電壓《0，D1通，D2斷；同時(shí)正向輸入電壓送入N2同相輸入端，D3、D4通。此時(shí)等效為電壓跟隨器電路，將正半波信號(hào)輸送到Vo端，即Vi=Vo。
在輸入負(fù)半波期間（Vi《0），N1的輸出端》0，D1斷，D2通；N2因輸入負(fù)半波導(dǎo)致D4斷，D3通，輸出信號(hào)回路被阻斷。此時(shí)N1變身為反相器電路，將輸入負(fù)半波倒相后送至Vo端。
利用D1~D2的單向?qū)щ姟?、斷特性與放大器配合，巧妙地完成了全波整流任務(wù)。
（3）精密全波整流電路之三
圖5 精密全波整流電路之三
將圖5電路簡(jiǎn)述一下：此為高輸入阻抗（輸入信號(hào)進(jìn)入N1、N2的同相輸入端，輸入信號(hào)電流近于零）全波整流電路，輸入正半波期間，D1通，D2斷，N2（此時(shí)為電壓跟隨器）將輸入正半波送至Vo端；輸入負(fù)半波期間，D1斷，D2通，N1此時(shí)變身為2倍壓同相放大器，其輸出信號(hào)電壓向Vi信號(hào)同時(shí)送入N2（此時(shí)變身為減法器），經(jīng)相減后輸出負(fù)向的全波整流電壓。
分析該電路原理（如圖5），除了采用電阻串聯(lián)分壓那把金鑰匙之處，尚應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
1）確定電路的基本電路構(gòu)成。如N1為2倍壓反相放大器，N2為減法器電路；
2）動(dòng)態(tài)中“變身傾向”的定性。如N2在輸入正半波期間變身為電壓跟隨器。
掌握此兩個(gè)要點(diǎn)，根據(jù)信號(hào)輸入（動(dòng)、靜態(tài)或正、負(fù)半波狀態(tài)）變化，把握放大器的“七十二變”，從而推導(dǎo)出輸出端信號(hào)電壓的變化規(guī)律。
對(duì)精密整電路的故障檢測(cè)，前文已有述及，可更為簡(jiǎn)化為一個(gè)原則：輸出為輸入的絕對(duì)值。要么Vi=Vo，要么Vi=-Vo。此為檢測(cè)其工作狀態(tài)的依據(jù)。
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