精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计

时间:2023-08-01作者:佚名

今天我们来了解一下使用运算放大器的精密整流电路的类型。当电压处于低 mV 范围时,我们不能使用二极管作为交流电压整流器。因此这种运算放大器整流器在滤波器、各种信号测量等电路中可以有很大的用途,因为它的基极电压较低。

值得注意的是 741 OP-AMP 整流电路,我们将在下面详细讨论它。我们还将在面包板上尝试它们,因为这种 IC 很受欢迎而且便宜。

基本二极管整流器

但首先,让我们谈谈普通的 二极管整流器 。它们通常分为两种类型:硅二极管和锗二极管,硅二极管的接通电压为600mV,锗二极管的接通电压为300mV。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


二极管与运放整流器的比较

其中两种类型的二极管都无法对低于其接通电压的信号进行整流。

然后我们在二极管整流电路中添加一个运算放大器来降低二极管的接通电压。通过使用OP-AMP的开环增益特性,它将能够对1mV以下的信号进行整流。

或者,换句话说,我们可以说我们设法使二极管工作得更加完美。

根据二极管的基本原理,它只能朝一个方向导电,没有电阻,两端也没有电压。这不适合我们使用。

但在OP-AMP的帮助下,二极管将变得更加有用,更适合过滤低频信号。

我们先回顾一下741的引脚排列和符号。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


741 的引脚排列和符号

使用运算放大器的简单半波整流器 - 超级二极管

下面的电路是一个同相放大器电路,充当交流到直流信号半波整流器。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


使用运算放大器的简单半波整流电路

乍一看,我们会注意到输入信号通过非反相输入引脚(引脚3)进入,电路的输出连接到反相输入引脚(引脚2),或者简单地说,引脚 2 是输出。

但我不太明白,输出应该是引脚6而不是当前的引脚2。因此,我们修改了电路以使其更容易理解。

接下来,我们将制作一个“超级二极管”。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


使用运算放大器和二极管的超级二极管框图

该框图可以有效地消除二极管的正向电压,将其降低到远低于 600 mV。

D1 将来自运算放大器输出(引脚 6)的信号反馈至反相输入(引脚 2)。

当输入信号摆动到约 µV(微伏)的正范围时。运算放大器的增益将使输出电压快速增加至600 mV,D1将传导电流(接收正向偏置)。

这导致反相引脚具有与输入信号相似的电压,这是电压跟随器电路或所谓的缓冲器的特性。

当输入电压为负时,D1不导通电流(受到反向偏置)。并立即切断输出电压。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


使用OP-AMP的半波整流器的波形

一个简单的峰值检测器电路

从上面的简单精密半波整流器或超级二极管电路,我们将其改编成简单的峰值电压检测器电路,以确定输入的最大电压电平。并在输出端保持该电压电平。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计

超级二极管仅通过正电压。电容器 (C) 可以长时间保持峰值正电压,同时将其释放到输出。

接下来我们看一下实验电路。

精密整流电路图讲解 使用运算放大器的精密整流电路设计


使用 741 的简单峰值检测器电路

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