利用二極管(開關(guān)器件)的單向?qū)щ娞匦?strong>，和放大器的優(yōu)良放大性能相結(jié)合，可做到對(duì)輸入交變信號(hào)(尤其是小幅度的電壓信號(hào))進(jìn)行精密的整流，由此構(gòu)成精密半波整流電路。若由此再添加簡單電路，即可構(gòu)成精密全波整流電路。

二極管的導(dǎo)通壓降約為0.6V左右，此導(dǎo)通壓降又稱為二極管門坎電壓，意謂著邁過0.6V這個(gè)坎，二極管才由斷態(tài)進(jìn)入到通態(tài)。常規(guī)整流電路中，因整流電壓的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二極管的導(dǎo)通壓降，幾乎可以無視此門坎電壓的存在。但在對(duì)小幅度交變信號(hào)的處理中，若信號(hào)幅度竟然小于0.6V，此時(shí)二極管縱然有一身整流的本事，也全然派不上用場(chǎng)了。

在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優(yōu)良放大性能的運(yùn)算放大器的適時(shí)出現(xiàn)，改變了這種結(jié)局，二者一拍即合，小信號(hào)精密半波整流電路即將高調(diào)登場(chǎng)。請(qǐng)看圖1。

圖1 半波精密整流電路及等效電路

上圖電路，對(duì)輸入信號(hào)的正半波不予理睬，僅對(duì)輸入信號(hào)的負(fù)半波進(jìn)行整流，并倒相后輸出。

(1)在輸入信號(hào)正半周(0~t1時(shí)刻)，D1導(dǎo)通，D2關(guān)斷，電路等效為電壓跟隨器(圖中b電路)：

在D1、D2導(dǎo)通之前，電路處于電壓放大倍數(shù)極大的開環(huán)狀態(tài)，此時(shí)(輸入信號(hào)的正半波輸入期間)，微小的輸入信號(hào)即使放大器輸入端變負(fù)，二極管D1正偏導(dǎo)通(相當(dāng)于短接)，D2反偏截止(相當(dāng)于斷路)，形成電壓跟隨器模式，因同相端接地，電路變身為跟隨地電平的電壓跟隨器，輸出端仍能保持零電位。

(2)在輸入信號(hào)負(fù)半周(t1~t2時(shí)刻)，D1關(guān)斷，D2導(dǎo)通，電路等效反相器(圖中c電路)：

在輸入信號(hào)的負(fù)半波期間，(D1、D2導(dǎo)通之前)微小的輸入信號(hào)即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，形成反相(放大)器的電路模式，對(duì)負(fù)半波信號(hào)進(jìn)行了倒相輸出。

在工作過程中，兩只二極管默契配合，一開一關(guān)，將輸入正半波信號(hào)關(guān)于門外，維持原輸出狀態(tài)不變；對(duì)輸入負(fù)半波信號(hào)則放進(jìn)門來，幫助其翻了一個(gè)跟頭(反相)后再送出門去。兩只二極管的精誠協(xié)作，再加上運(yùn)算放大器的優(yōu)良放大性能，配料充足，做工地道，從而做成了精密半波整流這道“大餐”。

如果調(diào)整反饋電阻R2的阻值，使R2=2R1，再與輸入信號(hào)相混合，則形成全波精密整流電路，如圖2所示。

圖2 精密全波整流電路及波形圖

將N1放大器的反饋電阻R2增大，使R2=2R1，使其將整流信號(hào)反相放大兩倍后輸出，再與輸入信號(hào)相加，其整流的+10V與輸入負(fù)半波的-5V相加，10+(-5)=5，恰好能將負(fù)半波“消滅”掉，得到全波整流電壓。

所謂魔電(模電)，如果能夠識(shí)破其變身術(shù)，只剩下一個(gè)個(gè)的電路模型，又何魔之有？

對(duì)精密整電路的故障檢測(cè)，其前提是：所有運(yùn)算放大器，均是直流放大器，甚至可以施加直流電壓信號(hào)來確定電路好壞。

(1)輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出端(D2的負(fù)端為輸出端)，輸出電壓也為0V；

(2)正的電壓信號(hào)輸入時(shí)，輸出端保持0V；

(3)負(fù)的電壓信號(hào)輸入時(shí)，IN=-OUT

常見全波精密整流電路形式：

(1)精密全波整流電路之一

圖3 精密全波整流電路之一

如圖3中的a電路所示，N1及外圍電路構(gòu)成正半波輸入2倍壓反相整流放大電路，N2為反相求和電路。若輸入信號(hào)峰值為±2V的正弦波信號(hào)電壓，則a點(diǎn)輸出為-4V對(duì)應(yīng)輸入正半波的電壓信號(hào)；此信號(hào)經(jīng)在N1反相輸入端與輸入信號(hào)相加(－4V+2V=-2V)，得到-2V的脈動(dòng)直流(在后級(jí)電路需要正的采樣電壓時(shí))輸入信號(hào)，又經(jīng)N2反相求和電路，得到2V脈動(dòng)直流信號(hào)。電路起到全波或橋式整流電路同樣的作用，但整流線性和精度得到保障。

該電路形式比之圖3電路，采用一級(jí)反相加法器，為實(shí)用電路。另外，若令R1=R2=R4=R5，令R3=1/2R1，將偏置電路的參數(shù)改變后，電路全波整流性能仍然是相同的。同一功能電路，可以有多種設(shè)計(jì)模式，正所謂條條大道通羅馬。

(2)精密全波整流電路之二

將圖4全波整流電路的工作原理簡述如下：輸入正半波期間(Vi>0)，N1輸入端電壓<0，D1通，D2斷；同時(shí)正向輸入電壓送入N2同相輸入端，D3、D4通。此時(shí)等效為電壓跟隨器電路，將正半波信號(hào)輸送到Vo端，即Vi=Vo。

在輸入負(fù)半波期間(Vi<0)，N1的輸出端>0，D1斷，D2通；N2因輸入負(fù)半波導(dǎo)致D4斷，D3通，輸出信號(hào)回路被阻斷。此時(shí)N1變身為反相器電路，將輸入負(fù)半波倒相后送至Vo端。

利用D1~D2的單向?qū)щ姟ā嗵匦耘c放大器配合，巧妙地完成了全波整流任務(wù)。

(3)精密全波整流電路之三

將圖5電路簡述一下：此為高輸入阻抗(輸入信號(hào)進(jìn)入N1、N2的同相輸入端，輸入信號(hào)電流近于零)全波整流電路，輸入正半波期間，D1通，D2斷，N2(此時(shí)為電壓跟隨器)將輸入正半波送至Vo端；輸入負(fù)半波期間，D1斷，D2通，N1此時(shí)變身為2倍壓同相放大器，其輸出信號(hào)電壓向Vi信號(hào)同時(shí)送入N2(此時(shí)變身為減法器)，經(jīng)相減后輸出負(fù)向的全波整流電壓。

分析該電路原理(如圖5)，除了采用電阻串聯(lián)分壓那把金鑰匙之處，尚應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

1)確定電路的基本電路構(gòu)成。如N1為2倍壓反相放大器，N2為減法器電路；

2)動(dòng)態(tài)中“變身傾向”的定性。如N2在輸入正半波期間變身為電壓跟隨器。

掌握此兩個(gè)要點(diǎn)，根據(jù)信號(hào)輸入(動(dòng)、靜態(tài)或正、負(fù)半波狀態(tài))變化，把握放大器的“七十二變”，從而推導(dǎo)出輸出端信號(hào)電壓的變化規(guī)律。

對(duì)精密整電路的故障檢測(cè)，前文已有述及，可更為簡化為一個(gè)原則：輸出為輸入的絕對(duì)值。要么Vi=Vo，要么Vi=-Vo。此為檢測(cè)其工作狀態(tài)的依據(jù)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的电路结构原理_精密半波、全波整流电路结构原理图解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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