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如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?

發(fā)布時間:2020-06-23 責任編輯:lina

【導讀】利用單電源運放的跟隨器的工作特性,也可以實現(xiàn)精密全波整流。單電源供電的運放構成的跟隨器,當輸入信號大于 0 時,輸出跟隨輸入變化。當輸入信號小于 0 的時候,輸出為 0。利用這個特性可以構成如下的電路。
  
利用單電源運放的跟隨器的工作特性,也可以實現(xiàn)精密全波整流。單電源供電的運放構成的跟隨器,當輸入信號大于 0 時,輸出跟隨輸入變化。當輸入信號小于 0 的時候,輸出為 0。利用這個特性可以構成如下的電路。
 
如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?
 
當輸入為正電壓時,等效電路如下:
 
如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?
 
輸入電阻 Rin = inf
輸出電阻 Rout = 0
 
Vout = Vin
 
當輸入為負電壓時,等效電路如下:
 
如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?
 
輸入電阻 Rin = R1
輸出電阻 Rout = 0
 
Vout = - R2/R1 * Vin
 
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。這些都會導致輸入波形的失真。另外,輸入電阻隨輸入信號的極性也會發(fā)生變化,如果 R1、R2 不相等,則增益也隨輸入信號的極性變化。
 
利用單運放構成的精密全波整流電路主要有兩種,一種稱之為 T 型,另一種稱為△型。
 
T 型精密全波整流電路的原理圖如下。
 
如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?
 
圖 1 T 型精密全波整流電路
 
上面電路中 R1 = R3 = 2*R2
 
當輸入為正電壓時,D1 導通 D2 截止,這時運放的作用就是將 R3 的下端的電位鉗位在 0 V,整個電路可以簡化為三個電阻的電阻網(wǎng)絡。
 
輸入電阻:Rin = R1 + (R2+Rz)||R3 > R1 + R2 || R3, Rz 為負載內(nèi)阻
輸出電阻:Rout = (R1+Ri)||R3+ R2,Ri 為信號源內(nèi)阻
開路輸出電壓:Vout =Vin/2
 
當輸入為負電壓時,D1 截止,D2 導通,就是個放大倍數(shù)為 -0.5 的反向放大電路。
輸入電阻:Rin = R1
輸出電阻:Rout = 0
 
  Vout = Vin /2
 
因此,功能為全波整流,也就是絕對值運算。這個電路的缺點在于輸入輸出電阻隨信號極性變化。
 
如何利用單電源運放跟隨器實現(xiàn)精密全波整流?
 
△型電路如下,其中 R1 = 2*R2=2*R3:
 
圖 2 單運放精密全波整流電路(△型)
 
原理與 T 型差不多,輸入為正電壓時,D1 導通,D2 截止。相當于個電阻分壓網(wǎng)絡。
開路輸出電壓:Vout = Vin / 2
輸入輸出阻抗的計算很簡單,這里就不計算了。
輸入為負電壓時 D1 截止,D2 導通。就是個反向放大電路,這時 R3 其實也沒有什么真正的作用。
 
這個電路的特點和 T 型差不多。輸入、輸出阻抗隨輸入信號極性變化,都不是很理想。但是只用了一個運放,電路結構簡單。

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