圖中精密全波整流電路的名稱,純屬本人命的名,只是為了區(qū)分;除非特殊說明,增益均按1設計.
圖1是最經(jīng)典的電路,優(yōu)點是可以在電阻r5上并聯(lián)濾波電容.電阻匹配關系為r1=r2,r4=r5=2r3;可以通過更改r5來調節(jié)增益
圖2優(yōu)點是匹配電阻少,只要求r1=r2
圖3的優(yōu)點是輸入高阻抗,匹配電阻要求r1=r2,r4=2r3
圖4的匹配電阻全部相等,還可以通過改變電阻r1來改變增益.缺點是在輸入信號的負半周,a1的負反饋由兩路構成,其中一路是r5,另一路是由運放a2復合構成,也有復合運放的缺點.
圖5 和 圖6 要求r1=2r2=2r3,增益為1/2,缺點是:當輸入信號正半周時,輸出阻抗比較高,可以在輸出增加增益為2的同相放大器隔離.另外一個缺點是正半周和負半周的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內(nèi)阻忽略不計
圖7正半周,d2通,增益=1+(r2+r3)/r1;負半周增益=-r3/r2;要求正負半周增益的絕對值相等,例如增益取2,可以選r1=30k,r2=10k,r3=20k
圖8的電阻匹配關系為r1=r2
圖9要求r1=r2,r4可以用來調節(jié)增益,增益等于1+r4/r2;如果r4=0,增益等于1;缺點是正負半波的輸入阻抗不相等,要求輸入信號的內(nèi)阻要小,否則輸出波形不對稱.
圖10是利用單電源運放的跟隨器的特性設計的,單電源的跟隨器,當輸入信號大于0時,輸出為跟隨器;當輸入信號小于0的時候,輸出為0.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.
圖7,8,9三種電路,當運放a1輸出為正時,a1的負反饋是通過二極管d2和運放a2構成的復合放大器構成的,由于兩個運放的復合(乘積)作用,可能環(huán)路的增益太高,容易產(chǎn)生振蕩.
精密全波電路還有一些沒有錄入,比如高阻抗型還有一種把a2的同相輸入端接到a1的反相輸入端的,其實和這個高阻抗型的原理一樣,就沒有專門收錄,其它采用a1的輸出只接一個二極管的也沒有收錄,因為在這個二極管截止時,a1處于開環(huán)狀態(tài).
結論:
雖然這里的精密全波電路達十種,仔細分析,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的并不多,確切的說只有3種,就是前面的3種.
圖1的經(jīng)典電路雖然匹配電阻多,但是完全可以用6個等值電阻r實現(xiàn),其中電阻r3可以用兩個r并聯(lián).可以通過r5調節(jié)增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有優(yōu)勢的是可以在r5上并電容濾波.
圖2的電路的優(yōu)勢是匹配電阻少,只要一對匹配電阻就可以了.
圖3的優(yōu)勢在于高輸入阻抗.
其它幾種,有的在d2導通的半周內(nèi),通過a2的復合實現(xiàn)a1的負反饋,對有些運放會出現(xiàn)自激. 有的兩個半波的輸入阻抗不相等,對信號源要求較高.
兩個單運放型雖然可以實現(xiàn)整流的目的,但是輸入\輸出特性都很差.需要輸入\輸出都加跟隨器或同相放大器隔離.
各個電路都有其設計特色,希望我們能從其電路的巧妙設計中,吸取有用的.例如單電源全波電路的設計,復合反饋電路的設計,都是很有用的設計思想和方法,如果能把各個圖的電路原理分析并且推導每個公式,會有受益的.