二极管在采样中的精密整流应用

只看该作者 · 2012-11-18 22:58

整流：将交流电转换为直流电，称为整流。
精密整流电路的功能：将微弱的交流电压转换成直流电压。整流电路的输出保留输入电压的形状，而仅仅改变输入电压的相位。当输入电压为正弦波时，半波整流和全波整流输出电压波形如图所示。

在图（a）所示的半波整流电路中，由于二极管的伏安特性如图(b)所示，当输入电压uI幅值小于二极管的开启电压Uon时，二极管在信号的整个周期均处于截止状态，输出电压始终为零。即使uI幅值足够大，输出电压也只反映uI大于Uon的那部分电压的大小。因此，该电路不能对微弱信号整流。

半波精密整流电路

★当U1>0时，必然使集成运放的输出U’O<0，从而导致二极管D2导通，D1截止，电路实现反相比例运算，输出电压:
★当uI<0时，必然使集成运放的输出u/O>0，从而导致二极管D1导通，D2截止，Rf中电流为零，因此输出电压uO=0。uI和uO的波形如图(b)所示。
如果设二极管的导通电压为0.7V，集成运放的开环差模放大倍数为50万倍，那么为使二极管D1导通，集成运放的净输入电压:
同理可估算出为使D2导通集成运放所需的净输入电压，也是同数量级。可见，只要输入电压uI使集成运放的净输入电压产生非常微小的变化，就可以改变D1和D2工作状态，从而达到精密整流的目的。
全波精密整流电路

在半波精密整流电路中，当uI>0时，uO=-KuI(K>0)，当uI<0时，uO=0。若利用反相求和电路将-KuI与uI负半周波形相加，就可实现全波整流。
分析由A2所组成的反相求和运算电路可知，输出电压
当uI>0时，uO1=-2uI，uO=-(-2uI+uI)=uI；
当uI<0时，uO1=0，uO=-uI；所以
故此图也称为绝对值电路。当输入电压为正弦波和三角波时，电路输出波形分别如图所示