3_1精密检波电路课件

1、|3.1 精密整流电路精密整流电路|二极管的整流特性，二极管的整流特性，VD, r的的影响影响|精密半波电路的工作原理以及精密半波电路的工作原理以及误差分析误差分析|精密全波电路中的简单绝对值精密全波电路中的简单绝对值电路电路整流整流: 把正负极性交变的信号转换把正负极性交变的信号转换成单极性的直流信号称为整流成单极性的直流信号称为整流。线性整流线性整流: 单极性的直流输出电压单极性的直流输出电压与输入交流信号的幅值呈线性比与输入交流信号的幅值呈线性比例关系的整流称为例关系的整流称为线性整流线性整流，又，又称称精密整流精密整流。 )1(KTqVSeIIq电子电荷量电子电荷量,1.610-19C

2、T绝对温度绝对温度(K)K波尔兹曼常数波尔兹曼常数,1.3810-23J/K二极管的伏安特性及等效电路二极管的伏安特性及等效电路|为为实现精密的线性整流实现精密的线性整流，必须解，必须解决两个问题：决两个问题：一是改善二极管的一是改善二极管的非线性特性非线性特性，以实现良好的线性，以实现良好的线性转换关系；转换关系；二是减少二极管阈值二是减少二极管阈值电压的影响电压的影响，使其能对尽可能小，使其能对尽可能小的输入信号进行转换。的输入信号进行转换。|采用采用运放和普通二极管组成运放和普通二极管组成的有的有源整流电路，能有效的解决以上源整流电路，能有效的解决以上两个问题。两个问题。|按整流特性分：

3、精密半波整流电按整流特性分：精密半波整流电路、精密全波整流电路和峰值整路、精密全波整流电路和峰值整流电路。流电路。当当vi 0时，运放的输出电压时，运放的输出电压Vo为负，为负，二极管二极管D2截止，截止，D1导通，输出电压导通，输出电压 Vo = 0|精密半波整流电路的输出电压精密半波整流电路的输出电压为为 ioVV000iivv精密半波整流器的波形精密半波整流器的波形特性曲线特性曲线 如果需要对输入电压的正半周进如果需要对输入电压的正半周进行检波，只要把图中的两个二极管同行检波，只要把图中的两个二极管同时反接即可时反接即可。|考虑运算放大器开环增益考虑运算放大器开环增益Ao有有限，二极管阈

4、值电压为限，二极管阈值电压为VD，非线性电阻为非线性电阻为r，为了计算由，为了计算由此此 所产生的非线性误差，考所产生的非线性误差，考察精密半波检波电路等效电路察精密半波检波电路等效电路如下图如下图 ：a|在在Vi 000 _0 iV01 oV2D1DV01550134oiRRVVVRR 552341iiiRRRVVVRRR 0 0时，时，V01 0，D1通，通，D2止止同向输入使得同向输入使得D4通，通，D3止。止。12RRoiVV当当Vi 0，D1止，止，D2通通同向输入使得同向输入使得D4止，止，D3通。通。21oiiRVVVR |综合上述，电路的输出、输入关综合上述，电路的输出、输入关

5、系为系为 |即有即有 ：|所以该电路亦能实现绝对值运所以该电路亦能实现绝对值运算，而且仅需要一对匹配电阻。算，而且仅需要一对匹配电阻。但是该电路的输入电阻依然较但是该电路的输入电阻依然较低，它取决于低，它取决于R1的大小，即：的大小，即： Ri=R1 ioVV |由于同相输入电路的输由于同相输入电路的输入阻抗很高，若将半波入阻抗很高，若将半波检波电路和加法电路都检波电路和加法电路都采用同相输入的形式就采用同相输入的形式就能大大提高输入阻抗。能大大提高输入阻抗。|图所示电路，输入阻抗图所示电路，输入阻抗约等于两个运放的共模约等于两个运放的共模输入电阻的并联，可高输入电阻的并联，可高达达1010M

6、以上。以上。|当当Vi 0时时D1导通，导通，D2 截止。截止。|A1的反相端电位与的反相端电位与A2 反相端电位反相端电位相等，且均等于相等，且均等于Vi。此时。此时R2 和和 R3上无电流（因上无电流（因 D2 截止，截止，R2 R3两两端电位相等），因而端电位相等），因而R4上也不可能上也不可能有电流。所以有电流。所以 A2 为同相跟随器，为同相跟随器，其输出电压为其输出电压为 ：Vo=Vi |当当Vi 0，S1导通，导通，S2断开；断开；Vi 0，D1截止，截止，D2导通；导通；656()iRVVVRRB3364456(1)(1)()iRRRVVVRRRRoB|Vi 0，D2截止，截止，D1导通；导通；21iRVVR o21iRVVR o3364456(1)(1)()iRRRVVVRRRRoB单位增益：RR 460RR35RR12大于单位增益0R 5R 6321