单电源半波与全波整流器
0赞使用运算放大器与二极管组合,可以设计多种多样的半波、全波整流器。不过如图1所示的整流器电路只需要一个双运放、两个电阻,并且使用单电源进行工作。
图1 单电源半波与全波整流器
该电路可以使用所有的单电源运算放大器,并且输入可以下拉至零电平以下。AD820(单运放)及AD822(双运放)为N沟道JFET输入结构,这使它们的输入电压可以比负电源低20V。
这些运算放大器输出电路为互补双极性共发射极轨到轨结构。正向电流流出时,输出电阻约为40Ω,负向电流流入时,输出电阻约为20Ω。结果是驱动轻量级负载时,电路输出比电源轨低几毫伏。
当输入信号在地电平以上时,单位增益跟随器U1A以及放大器U1B环路使R1开始工作。R1工作的效果是使U1B的两个输入端相等。这样没有电流流过R1或R2,输出VoutA跟踪输入的变化。相反,如果输入信号在地电平以下,U1A的输出强制为0V(饱和)。U1B的同相输入为U1A的地电平输出,该阶段,U1B工作为单位增益反相器,将输入Vin的负向部分整流到地电平以上。
因此,VoutA的净输出为Vin的全波整流器。如果需要,U1A的输出(VoutB)为半波整流效果。
该电路可以工作在3~20V的单电源。+5V单电源工作,8V峰峰值输入时,该电路在10kHz带宽上的精度优于1%。应该注意的是:该电路的输入不要低于负电源的20V以下,要比正电源低至少1V以上。当+20V单电源工作时,可以整流±18V的输入信号。得到如下正弦波(图2)和三角形(图3)波形,效果较好。
图2 使用芯片AD822的正弦波形
图3 使用AD822的三角波形
实验时也遇到了问题,在频率为10kHz时发现,AD822的测量电路出现了延迟,为7μs,如图4所示。分析原因,在AD822测测量电路中U1B的正极较负极有延迟,可利用原理τ=RC进行补偿。
图4 AD822高频率失真波形