精密半波、全波整流電路結構原理圖解

利用二極管（開關器件）的單向導電特性，和放大器的優良放大性能相結合

二極管的導通壓降約為0.6V左右，此導通壓降又稱為二極管門坎電壓，意謂著邁過0.6V這個坎，二極管才由斷態進入到通態。常規整流電路中，因整流電壓的幅值遠遠高於二極管的導通壓降，幾乎可以無視此門坎電壓的存在。但在對小幅度交變信號的處理中，若信號幅度竟然小於0.6V，此時二極管縱然有一身整流的本事，也全然派不上用場了。

在二極管茫然四顧之際，它的幫手——有優良放大性能的運算放大器的適時出現

圖1 半波精密整流電路及等效電路

上圖電路，對輸入信號的正半波不予理睬，僅對輸入信號的負半波進行整流，並倒相後輸出。

（1）在輸入信號正半周（0~t1時刻），D1導通，D2關斷，電路等效為電壓跟隨器（圖中b電路）：

在D1、D2導通之前，電路處於電壓放大倍數極大的開環狀態，此時（輸入信號的正半波輸入期間），微小的輸入信號即使放大器輸入端變負，二極管D1正偏導通（相當於短接），D2反偏截止（相當於斷路），

（2）在輸入信號負半周（t1~t2時刻），D1關斷，D2導通，電路等效反相器（圖中c電路）：

在輸入信號的負半波期間，（D1、D2導通之前）微小的輸入信號即使輸出端變正，二極管D1反偏截止，D2正偏導通，形成反相（放大）器的電路模式，對負半波信號進行了倒相輸出。

在工作過程中，兩隻二極管默契配合

如果調整反饋電阻R2的阻值，使R2=2R1，再與輸入信號相混合，則形成全波精密整流電路，如圖2所示。

圖2 精密全波整流電路及波形圖

將N1放大器的反饋電阻R2增大，使R2=2R1，使其將整流信號反相放大兩倍後輸出，再與輸入信號相加，其整流的+10V與輸入負半波的-5V相加，10+（-5）=5，恰好能將負半波“消滅”掉，得到全波整流電壓。

所謂魔電（模電），如果能夠識破其變身術，只剩下一個個的電路模型，又何魔之有？

對精密整電路的故障檢測，其前提是：所有運算放大器，均是直流放大器

（1）輸入信號電壓為零時，輸出端（D2的負端為輸出端），輸出電壓也為0V；

（2）正的電壓信號輸入時，輸出端保持0V；

（3）負的電壓信號輸入時，IN=-OUT

常見全波精密整流電路形式：

（1）精密全波整流電路之一

圖3 精密全波整流電路之一

如圖3中的a電路所示，N1及外圍電路構成正半波輸入2倍壓反相整流放大電路，N2為反相求和電路。若輸入信號峰值為±2V的正弦波信號電壓，則a點輸出為-4V對應輸入正半波的電壓信號；此信號經在N1反相輸入端與輸入信號相加（－4V+2V=-2V），得到-2V的脈動直流（在後級電路需要正的採樣電壓時）輸入信號，又經N2反相求和電路，得到2V脈動直流信號。電路起到全波或橋式整流電路同樣的作用，但整流線性和精度得到保障。

該電路形式比之圖3電路，採用一級反相加法器，為實用電路。另外，若令R1=R2=R4=R5，令R3=1/2R1，

（2）精密全波整流電路之二

將圖4全波整流電路的工作原理簡述如下

在輸入負半波期間（Vi<0），N1的輸出端>0，D1斷，D2通；N2因輸入負半波導致D4斷，D3通，輸出信號迴路被阻斷。此時N1變身為反相器電路，將輸入負半波倒相後送至Vo端。

利用D1~D2的單向導電——通、斷特性與放大器配合，巧妙地完成了全波整流任務。

（3）精密全波整流電路之三

將圖5電路簡述一下：此為高輸入阻抗（輸入信號進入N1、N2的同相輸入端，輸入信號電流近於零）全波整流電路，輸入正半波期間，D1通，D2斷，N2（此時為電壓跟隨器）將輸入正半波送至Vo端；輸入負半波期間

分析該電路原理（如圖5），除了採用電阻串聯分壓那把金鑰匙之處，尚應注意以下兩點：

1）確定電路的基本電路構成。如N1為2倍壓反相放大器，N2為減法器電路；

2）動態中“變身傾向”的定性。如N2在輸入正半波期間變身為電壓跟隨器。

掌握此兩個要點，根據信號輸入（動、靜態或正、負半波狀態）變化，把握放大器的“七十二變”

對精密整電路的故障檢測，前文已有述及，可更為簡化為一個原則：輸出為輸入的絕對值。要麼Vi=Vo，要麼Vi=-Vo。此為檢測其工作狀態的依據。

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關鍵字: Vi 二極管 壓降