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1、再说运放电路之三精细整流器电路的原理与检测3、精细正、负半波整流器和全波整流器电路:(1)精细整流电路的几种电路形式和特点:精细正、负半波整流器和全波整流器电路,仍旧处于放 大器的范畴以内,还是利用运算放大器的线性放大作用,来 提高整流信号的精度(往往同时也具有信号放大作用)。由电流互感器来的交流电压信号,要经后续半波或全波 整流电路整流成直流电压后,再送入MCU,供电流显示和控 制之用。精细半波或全波整流电路用于交流电压信号的处理 和放大。由二极管组成的普通整流电路,存在整流输出非线 性、有一定的“门坎电压”一一整流死区电压等缺点,对小 于0. 6V的输入电压是无能为力的。而采用运算放大器组
2、成 的半波或全波的精细整流电路,那么克服了以上缺点,构成了 近于理想的整流电路,对于UV级输入交流信号,都能开展 不失真的整流输出。利用运算放大器的放大作用和二极管的 单向导电特性,将整流二极管置于负反响环路中,实现对输 入正、负半波信号引入不同深度的负反响,可以对输入UV 级信号开展整密整流。以下图1中精细半波、全波整流电路(电压增益为1), 是电压增益为1的电路,将输入交流电压信号开展精细整流 后输出。a电路为负半波精细整流电路。在输入信号Vin0期间:Vin幅度很小时,二极管D1、D2尚未导通,放大器处于开环放大状态,经反相放大后为负 值,二极管D2反偏截止,D1正偏导通;D1的导通为放
3、大器 引入了深度负反响,由放大器的“虚地”特性可知,放大器 反相输入端2脚电位为0V,放大器输出端1脚的电位约为 -0. 6VO换个角度看,D1的导通,将1脚电位钳位于-0. 6V 的D1正向导通压降上。二极管D1 一直截止状态,输出电压 Vout=0V;在输入信号VinVO期间:Vin幅度很小时,放大器也处 于开环放大状态,且输出电压为正值,只要输出电压0. 6V, 二极管D2就会正偏导通,而D1处于截止状态;D2导通后和 反响电阻R2串联,为放大器引入了适度的负反响,放大器 此时的工作状态同普通的反相放大器一样,起到对负半波输 入信号的线性放大作用,其放大倍数取决于R2、R1的比值。可见,
4、a精细半波整流器电路,能将交流输入电压变为 单向电压输出,实现了整流作用;使正半波信号无法通过, 对负半波输入信号,其输入、输出信号呈线性比例和反相关 系,起到反相放大的作用。因a电路中R1二R2,只起到整流 和信号倒相作用b电路构造与a电路一样,但两只二极管的方向与之相 反,成为对输入正半波信号的精细整流和倒相电路,工作原 理同上述。图1精细半波、全波整流器电路图1中的c电路,为精细全波整流器电路。将一个正半波整流器电路再加上一个反相求和(加法器) 电路,即构成精细全波整流电路。在输入信号Vin0 (正半波)期间:N1放大器的输出 电压为负值,D1截止D2导通,N1的输出电压(D2正极) 与
5、输入电压的极性相反,电压值为2倍输入电压绝对值。N1 输出信号与经R4引入的Vin信号相加(-2Vin+Vin=-Vin) 后,从N2的输出端7脚得到倒相的Vin输出,与输入信号 电压幅度和极性一样。电路的微妙在于R3的取值是R2、R4、 R5的两倍,Nl、N2组合电路,在此时起到对输入电压信号 开展了反相之反相一一相当于放大倍数为1倍的同相放大器。在输入信号Vin0 (负半波)期间:N1的1脚输出电 压为正值,D1导通D2截止,D1的导通相当于“短接” 了 N1 的输出端与输入端,由电路“虚短”特性和D1的电压钳位 作用可知,N1的输出端电压端电压约为+的0. 6VO N1的输出 电压(D2
6、正极)值约为0V。此时N2电路对与R4引入的负 半波输入信号开展反相输出。这样,由Nl、N2组成的精细全波整流器电路,将输入 的交流电压信号,整流为正向的脉动直流信号电压,送入后 级电路。(2)精细整流器电路的检测方法和故障判断:a、和前述的放大器一样,两输入端之间的电位差接近 为0,输入电压、输出电压成线性关系;b、半波精细整流器电路,具有二极管的单向导电特性, 如图1的a电路,对输入大于0V的正半波信号时,输出电 压约为0;输入负半波信号时,输入、输出信号成线性关系。 起到半波整流作用。因而对负半波精细整流器电路,在输入电阻R1左端施 加0V以上正电压时,测输出电压应该接近0V;施加0V以下 (如-2V),那么应在输出端(D2负极)测到+2V的电压输出。对全波精细整流器电路,无论在输入端施加正向或负向 电压值,在输出端均应能测到与输入电压值相等的输出电压 值,即输出电压是输入电压的绝对值。c、有输出电压值时,仍然可以采用暂时短接两个输入 端,监测输出端电压有无变化的方法,判断电路是否能正常 传输电压信号。假设测量结果与上述不符合,那么可判断运放电路或外围元 件有故障。