目录1、全波整流的介绍2、运放全波整流电路仿真3、运放整流电路的优劣4、运放整流应用-交流检测5、运放整流应用-数字万用表1、全波整流的介绍▼如果双极性的交流信号经过一个二极管则交流信号的负半轴不能通过二极管输出只有正半轴的信号这种叫做半波整流。▼对于一个双极性的交流信号如果想要把负半轴的信号镜像到正半轴我们可以接一个整流桥这种叫做全波整流。▼但是对于处理小于二极管的正向电压的小信号上面的方法就不行了都没有输出信号。此时可以利用运放进行全波整流它能将输入的双极性交流信号转换成单极性的信号并且还能对信号进行放大。有关运放详细的知识请移步运算放大器应用集粹。当输入信号Vin 为正时D1 截止D2 导通电流方向从 R1 到 R2 再到 D2这时运放A1 和外围电阻构成了一个反相比例运算放大电路放大倍数是 -1所以 Uo1 -Vin号标示输入信号极性为正。然后 Uo1 通过 R4 接到运放 A2 的反相端输入信号也通过 R3 接到运放A2 的反相端对于运放A2 和外围的电阻这时可以看成是一个反向求和电路输出电压Vo -Rf*(Uo1/R4Vin/R3)如果取 R3 2R4则 Vo Rf/R3*Vin此时输出电压 0。▼当输入信号Vin 为负时D1 导通D2 截止R4 两端都是“虚地”没有电流流过 R4所以这时运放 A2 与外围电阻就构成一个反相比例运算放大电路输入信号是 Vin。▼输出电压 Vo -Rf/R3*Vin-号标示输入信号极性为负这时输出电压 0。所以 Vin 无论是正还是负输出都是正从而利用运放实现了全波整流的功能。如果想要将整流后的信号放大只需要增大 Rf 即可。2、运放全波整流电路仿真▼对上电路的仿真如下所示原文件下载请移步运算放大器线性全波整流电路。U1A 对输入 Ui 正电压进行处理输入 Ui 为正电压时D2 导通D1 截至运放U1A 输出负电压故电压从 R1→R2→D2构成反相比例运算放大电路此时运放U1A 输出Uo1 -Ui*(R2/R1) -Ui。输入 Ui 为负电压时D1 导通运放U1A 输出为正电压故 D2 截至又根据运放输入端近似短路故运放U1A 电压为 0VUo1 0V。由以上分析可得当输入电压为交流信号电压时此电路只对输入电压中正电压有作用负电压被运放钳位到 0V。U1B 对输入 Ui 负电压进行处理计算过程分为两部分①部分 Uo1 作为 U1B 运放输入的一部分②部分通过 R4 过来的 Ui 电压由此 U1B 组成了两个不同信号的放大电路。1当Ui为正电压时①部分放大Uo1 -u此时Uo2 -(-u*(R7/R3)) 10u。②部分放大U1B 的 P6端 Ui 为 u那么 Uo2 -u*(R7/R4) -10u。综合①与②放大叠加可得当 Ui 为正电压时Uo2输出为 0V2当Ui为负电压时①放大Uo1 为 0V此时 Uo2 0V。②放大U1B 的 6端 Ui 为 -u那么Uo2 -u(R6/R4) -10u。综合①与②放大叠加可得当 Ui 为负向电压时Uo2输出为 -10u▼如下图所示通过仿真波形可以看出理论分析符合实际情况。▼可以看出只要 ①中的 Uo2 大于 ②中的 Uo2就可以实现对 Ui 的正电压进行放大。将 R3 更换为 800Ω 的仿真波形▼①放大倍数是 ②放大倍数的 2倍可以完全还原波形。将 R3 更换为 1k则①的放大倍数 R7/R5 20仿真波形3、运放整流电路的优劣相较普通二极管整流电路运放整流电路具有更高的精度和稳定性。由于运算放大器具有负反馈控制的特性因此可有效减小电路的非线性误差和漂移提高整流电路的精度和稳定性。此外运算放大器整流电路也能够通过调整放大倍数和增益控制来解决低电压和高电阻的问题提高整流效率和范围。由于运算放大器整流电路是基于运算放大器的比例性和反相性等特性来设计的因此其输入的电压幅值不能太大否则可能会出现电路饱和等问题。此外运算放大器整流电路也在处理高频信号时存在较大的噪音和失真现象。4、运放整流应用-交流检测▼通过运放整流方案实现交流电压检测该方案已在多个实际项目中得到长期验证稳定可靠可放心直接应用于自己的设计中。下文附上示波器实测波形供参考。图4.1 全波整流电原理图▼仿真原文件下载请移步ChargeGun电原路图-全波整流仿真。图4.2 AC226.6V-VoltageSense端电压波形示波器实测5、运放整流应用-数字万用表本电路来源于“便携式数字万用表原理与维修”仅适用于测量不失真的正弦波电压。原理定性分析与定量计算利用单运放 TL061(IC1规格书)与二极管VD1、VD2 组成平均值响应的线性整流电路能消除二极管在小信号整流时所引起的非线性电压使输出的平均值电压 Uo 与输入电压 Uin (有效值)呈线性关系适合测量 10400Hz 正弦波。为提高转换器的输入阻抗将 IC1 接成同相放大器C1、C2 为隔直电容。▼该电路属于输出不对称全波整流电路在正、负半周时的等效电路及输出波形见下图所示。1正半周时VD1 导通VD2 截至IC1 输出电流的途径C1→VD1→R4→R6→RP→GND并经 R5 对 C5 充电。将 R4、R6、RP 的电阻值代入 ①式得Kv 2.45 2.60 2.22(半波整流时正弦波的有效值与平均值的关系为 Urms 2.22Uo)。2负半周时 VD2 导通VD1 截止电流途径GND→RP→R6→VD2→C1→IC2Kv 1相当于电压跟随器。由 R5 与 C5 组成的平滑滤波器可滤掉交流纹波高频干扰信号则被 R7、C6 构成的高频滤波器所滤除从而获得稳定的平均值电压再通过 IC2 完成 AD 转换。RP 校准交流电压的电位器调整 RP 可使仪表直接显示出被测电压的有效值。C3 是运放IC1 的频率补偿电容。R2 与 C4 还向 VD3 提供偏压以减小 TL061 对小信号放大时的波形失真。​​​​​​乾坤未定你我皆是黑马。觉得不错动动发财的小手点个赞哦