2022年2022年精密整流电路 .pdf

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1、十种精密整流电路2010-03-12 03:40 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分 ;除非特殊说明 ,增益均按1 设计. 图1 是 最 经 典

2、的 电 路 ,优 点 是 可 以 在 电 阻R5 上 并 联 滤 波 电 容 .电 阻 匹 配 关 系 为R1=R2,R4=R5=2R3; 可以通过更改R5 来调节增益图 2 优点是匹配电阻少,只要求 R1=R2 图 3 的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3 图 4 的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1 来改变增益 .缺点是在输入信号的负半周,A1 的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2 复合构成 ,也有复合运放的缺点. 图 5 和 图 6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是 :当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2 的

3、同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等 ,要求输入信号的内阻忽略不计图 7正半周 ,D2 通,增益 =1+(R2+R3)/R1; 负半周增益 =-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选 R1=30K,R2=10K,R3=20K 图 8 的电阻匹配关系为R1=R2 图 9要求 R1=R2,R4 可以用来调节增益,增益等于 1+R4/R2; 如果 R4=0,增益等于 1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称. 图 10 是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0 时,输出为跟随器 ;当输

4、入信号小于0 的时候 ,输出为 0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且 ,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性. 图 7,8,9 三种电路 ,当运放 A1 输出为正时 ,A1 的负反馈是通过二极管D2 和运放 A2 构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积 )作用 ,可能环路的增益太高,容易产生振荡 . 精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2 的同相输入端接到A1 的反相输入端的 ,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1 的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1 处于开环状态 . 结论 : 虽然这里的精密全波电路

5、达十种,仔细分析 ,发现优秀的并不多,确切的说只有3 种,就是前面的 3 种. 图 1 的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6 个等值电阻R 实现 ,其中电阻R3 可以用两个 R 并联 .可以通过R5 调节增益 ,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波 . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 图 2 的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了. 图 3 的优势在于高输入阻抗.

6、其它几种 ,有的在 D2 导通的半周内 ,通过 A2 的复合实现 A1 的负反馈 ,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高. 两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入输出特性都很差.需要输入输出都加跟随器或同相放大器隔离. 各个电路都有其设计特色,希望我们能从其电路的巧妙设计中,吸取有用的.例如单电源全波电路的设计 ,复合反馈电路的设计,都是很有用的设计思想和方法,如果能把各个图的电路原理分析并且推导每个公式,会有受益的 . 用运放构成电压跟随器应注意的几个问题（转载）2008-09-24 10:38 用运放构成电压跟随器应注意的几个问题（zz）zhaosh

7、ifen 发表于 2008-9-9 18:20:00 0 推荐题外话： 用运放构成电压跟随器的电路，传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿，而实际电路要复杂的多，稳定性问题不可忽视！本文是在一家日本 IC 厂家网站上找到的，希望对实际应用有一点帮助。Q. 用电压跟随器使运算放大器保持稳定，须注意哪些问题？A：对于采用负反馈的放大电路，如何减少振荡以保持稳定，目前尚无定论。电压跟随器也不例外。（Fig1. ）运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相，即，当负输入端的印加电压引起输出增大时，运算放大器能够相应地使增加的电压降低。不过， 运算放大器的输入端和输出端的相位总有差

8、异。当输出和输出之间的相位相差180时，负输入与正输入正好相同，原本应该减少的输出却得到了增强。（ 成为正反溃的状态。 ）如果在特定频段陷入这一状态，并且仍然保持原有振幅，那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - FIg1.电压跟随器和反馈环路2. 输入输出端出现相位差的主要原因其原因大致可分为两种: 1，由于运算放大器固有的特性2，由于运算放大器以外的反馈环路的特性2.1. 运算放

9、大器的特性Fig2a 及 Fig2b 分别代表性地反映了运算放大器的电压增益频率特性和相位频率特性。数据手册中也有这两张曲线图。如图所示，运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈后的增益（使用电压跟随器时为 0dB）之差，即为反馈环路绕行一周的增益（反馈增益）。如果反馈增益不足1倍（0dB），那么，即使相位变化 180o， 回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。反而言之，当相位变化180o后，如频率对应的环路增益为 1 倍，则将维持原有振幅；如频率对应的环路增益为大于 1 倍时，振幅将逐渐发散。在多数情况下，在振幅发散过程中，受最大输出电压等非线性

10、要素的影响，振幅受到限制，将维持震荡状态。为此，当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素，该参数称为相位裕度。（ Fig2b. ）如没有特别说明，单个放大器作为电压跟随器时，要保持足够相位裕度的。注：数据手册注明建议使用 6B以上的增益的放大器，不可用作电压跟随器。2.2. 运算放大器周边电路对反馈环路的影响在实际应用中， 构成电压跟

11、随器并非象 Fig1. 那样简单地将输入端和输出端直接连接在一起。 至少输出端是与某个负载连接在一起的。因此，必须考虑到该负载对放大器的影响。例如，如 Fig3. 所示，输出端和接地之间接电容时，这一容量与运算放大器的输出电阻构成的常数造成相位滞后。（Fig2b. 所示之状态可能变化为 Fig2c 所示之状态）这时，环路增益在输出电阻和 C的作用下降低。同时，相位和增益之间不再有比例关系， 相位滞后成为决定性因素， 使反馈环路失去稳定， 最糟糕时可能导致震荡。 单纯地在输出端和接地之间连接电容， 构成电压跟随器时，每种运算放大器之间的稳定性存在差异。Fig4. 为输入端需要保护电阻的运算放大器

12、可能发生的问题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 为解决 Fig3. 出现的问题， 可采用 Fig5.(a)、 (b)所示之方法。 (a) 图中插入 R， 消除因 CL而产生的反馈环路相位滞后。 （在高频区， R作为运算放大器的负荷取代了 CL而显现出来。） (b) 则用 C1来消除 CL造成的相位滞后。为解决 Fig4. 的问题，则可在输入保护电阻上并联一个尺寸适当的电容。一般被叫做“输入电容取消值”的近似值约为10pF100pF。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -