[资料分享] 一个精密整流电路

tsb00 2009-3-23 19:52 楼主

精密整流电路在自动测量领域获得广泛的应用，其结构类型繁多，图S1-3是一个典型的精密整流电路图，图S1-4给出其输入和输出的波形图。

对该精密整流电路的分析分为正弦信号的正半周和负半周两步来分析。
当ui为正半周时，其第一个运算放大器的输出端uo1为负电压，D2截止，D1导通，其R2作为反馈电阻，由于R1、R2阻值相同，故第一个运算放大器处于-1倍的反向运算状态。R2的右侧作为第二级的输入电压，也为负值，送第二个运算放大器反向放大，后输出uo为正值，由于R4、R6阻值相同，也处于-1倍的反向运算状态，两次-1倍的放大结果为+1，因此，总的放大倍数为1，且是+1。所以输出电压跟随输入电压而变化。
当ui为负半周时，其第一个运算放大器的输出端uo1为正电压，D1截止，D2导通，其R3作为反馈电阻，第一个运算放大器仍处于反向运算状态，R3的右侧作为第二级的输入电压，也为正值，送第二个运算放大器进行同向放大，后输出uo为正值，这里，ui为负半周的电路是否处于-1倍的状态呢？不象正半周等效电路那么简单，需要分析一下：
根据运算放大器在负反馈状态下处于虚短和虚断的状态特点，由电路图及D2截止、D1导通的条件，可建立以下两个联立方程：
( uo-uo1 ) / R6 = uo1 / ( R2 + R4 )…………………(1)
uo1 / R3 + uo1 / ( R2 + R4 ) = -ui/ R1………………(2)
简化(1)式，并将所有Rn用1代替，得：
2uo - 3uo1 = 0………………………………………………(3)
简化(2)式，并将所有Rn用1代替，得：
3uo1 + 2ui = 0………………………………………………(4)
将(3)、(4)式相加，得：
2uo + 2ui = 0
即：
uo = - ui
或:
uo / ui = -1…………………………………………………(5)
从(5)式中可以看出，ui为负半周时处于-1倍的反向放大状态，输出电压跟随输入电压而反向变化。正好和正半周时完成互补的输出波形，实现全波精密整流。
综合正向和反向放大器的工作状态，其输出波形为脉动的直流电，还不适合进行A/D转换，必须经过滤波后产生平滑直流电，这里采用LC滤波器，其平滑效果较好。见图S1-5所示。