精密整流电路训练ppt课件.ppt

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1、精密半波、全波整流电路,环节一：精密整流原理及电路,把交流电变为单向脉动电，称为整流，若能把微弱的交流电转换成单向脉动电，则称为精密整流或精密检波，此电路必须由精密二极管(由运放和二极管组成)来实现。,1、普通二极管整流存在的问题,有死区电压：Si管为0.5V、Ge管为0.1V，小信号时呈指数关系，见图(a) Uo=UiUD，即0UiUD，二极管截止，Uo=0，故小信号整流(或称检波)误差大，甚至无法工作。,2、 精密整流二极管电路,二极管D接在电压跟随器反馈支路中 。,D导通时，,式中 Aod 运放的开环增益。,与普通二极管导通时UO = UiUD相比，UD 的影响减小到 。,如果死区电压U

2、D = 0.5V，假设Aod =105，则,可见：Ui只要大于 5V ，使D导通，就有输出。,工作原理分析：见图(b)传输特性 当Ui 0，UO 0，D通，iL 0，UO= Ui 当Ui 0， UO 0，D止， iL = 0，UO= 0,3、 精密半波正路电路,Ui0，UA0，D1通，D2止，,精密半波整流器的波形,4、 精密全波整流（绝对值电路）,A1为半波精密整流： Ui0，UA0，D1止，D2通，Uo1=0,A2为反相求和：Uo= -(Ui+Uo1)：,二极管的选择,普通二极管整流：1N4001-1N4007,精密二极管整流：1N4148,一、经典型,虽然匹配电阻多，但是完全可以用6个等

3、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 上并联电容滤波。,1、ui 0 时，D1导通，D2截止,取R1=R2=R3，R4=R5=2R3：,-,2、ui 0 时，D1截止，D2导通,取R1=R2=R3，R4=R5=2R3：,+,uo1,电压传输特性曲线,二、4个二极管型,优势是匹配电阻少。,1、ui 0 时，D1截止，D2导通； D3导通，D4截止,取R1=R2：,-,2、ui 0 时，D1导通，D2截止； D3截止，D4导通,+,A2为射随器,三、高输入阻抗型,优势在于高输入阻抗。,1、ui 0 时，D1截

4、止，D2导通,取R1=R2=R3，R4=2R3 ：,-,2、ui 0 时，D1导通，D2截止,+,ui,ui,ui,ui,虚短,R4 上电流为0，A2 为射随器,I =0，等电位,四、等值电阻型,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。,取R1=R2=R3=R4=R5 ：,五、单运放 T 型,输入/输出特性很差。需要输入/输出都加跟随器或同相放大器进行隔离。 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。,六、单运放三角型,输入/输出特性很差。需要输入/输出都加跟随器或同相放大器进行隔离。 另外一个

5、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。,七、增益大于1的复合放大器型,要求正、负半周增益的绝对值相等。 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，容易产生自激。,取R1=3R2，R3 =2R2：,八、增益等于1的复合放大器型,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，容易产生自激。,取R1=R2：,九、复合运放输入不对称型,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

6、则输出波形不对称。 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，容易产生自激。,取R1=R2：,环节二：反相型一阶低通滤波器（LPF）,i1,if,A2,幅频特性：,幅频特性曲线,由图可知，一阶低通滤波器的缺点是：阻带特性衰减太慢，为-20dB10oct，所以这种电路只适用于对滤波特性要求不高的场合。,缺点：-3dB处衰减太快,因为：截止频率,所以：,【案例】AC/DC平均值转换器,LM358引脚图及引脚功能,环节三：实作,注意： 精密整流电路的工作频率在大信号时会受到运放压摆率（SR）的限制，在小信号时，又会受到运放-3dB带宽（ fc 截止频率）的限制。 必须根据实际工作频率选择合适的集成运算放大器，才能保证整流器的整流精度。,（1） 增益带宽积 （GBW),其中 ，Avd 为中频开环增益，fH 为开环上限截止频率。,若运放在应用中接成闭环放大电路，其闭环放大电路的上限频率 fHF=GBW/AVF,（2） 压摆率（转换速率）SR,压摆率 SR 表示运放所允许的输出电压Vo 对时间变化率的最大值。,若输入一正弦波电压，运算放大器输出也应是一正弦波电压。,则：,若已知 Vom，则在输出不失真的情况下，输入信号的最高频率,