半波精密整流运放电路汇总

　　精密整流电路是由于硅二极管的起始导通电压约为0.3~0.7V，用它来进行小信号整流，会产生很大的误差，若采用由集成运放组件和二极管组成的如图所示整流电路就可完成对微弱信号进行精密整流。

　　以下是半波精密整流的原理图：

　　

　　1、当Vi》0时，Vo‘《0，二极管D1导通，Vo’=-0.7V，与电阻R2相连的运放输入负端IN-电压等于0，因此，二极管D2截止，输出电压Vo=0

　　2、当Vi《0时，Vo‘》0，二极管D1截止，二极管D2导通，输出电压Vo=-Vi*R2/R1。

　　传统的半波整流的缺点如下所示：

　　在如图（745）（a）所示的半波整流电路中，由于二极管的伏安特性如图（b）所示，当输入电压uI幅值小于二极管的开启电压Uon时，二极管在信号的整个周期均处于截止状态，输出电压始终为零。即使uI幅值足够大，输出电压也只反映uI大于Uon的那部分电压的大小。因此，该电路不能对微弱信号整流。

　　

　　现在用放大器做精密的整流电路： 如图（746）（a）所示，其工作原理：

　　当uI》0时，必然使集成运放的输出u/O《0，从而导致二极管D2导通，D1截止，电路实现反相比例运算，输出电压

　　当uI《0时，必然使集成运放的输出u/O》0，从而导致二极管D1导通，D2截止，Rf中电流为零，因此输出电压uO=0。uI和uO的波形如图（b）所示

　　

　　这里有一个变化，如下图所示：

　　

　　如图是反相精密整流检波电路，当Vi大于零时，我们知道，运放的输出V0小于0，二极管D1导通，D2截止。输出电路V0为零；当V1小于0时，Voa大于零，D1截止，D2导通，V0=（-R1/R2）*V1，实现了半波整流。 还有一个改进版，如下：

　　

　　这个图省去了一个二极管却达到了相同的功能，这是我们硬件设计所追求的，用最简单的电路实现所需求的功能

　　这几个电路图的不同点就是正半轴输出或者负半轴输出。原理是一样的！

　　传统の二极管整流电路和相关电压传输特性曲线如图：

　　

　　偏移电压Vd为0.7伏特，这种偏移值在实际应用中是不能接受的。运算放大器和下图中所示二极管可构成理想二极管，精密半波整流电路，所以它们可以消除理想半波整流电路的电压转换曲线中的偏移电压Vd。

　

　　现在我们通过考虑以下2种情况（Vin》0和Vin《0），来分析电路

　　对Vin《0而言，电流I2和Id将是负值。但是，负电流不能通过二极管，由此二极管是反向偏置，反馈电路断开。所以电流值I2为零，输出电压也是零，即Vout=0，由于反馈环路是运算放大器输出端的开路电压VI将趋向负的饱和电压。

　　当Vin》0，Vout=Vin，I2=Id，二极管正向偏置，通过二极管的反馈环路是闭环反馈。调整通过二极管的压降Vd和运算放大器的输出电压VI，使VI=Vd+Vin。

　

　　在二极管茫然四顾之际，它的帮手——有优良放大性能的运算放大器的适时出现，改变了这种结局，二者一拍即合，小信号精密半波整流电路即将高调登场。请看图一。

　　

　　图一 半波精密整流电路及等效电路

　　上图电路，对输入信号的正半波不予理睬，仅对输入信号的负半波进行整流，并倒相后输出。在输入信号的正半波输入期间，微小的输入信号即使放大器输入端变负，二极管D1正偏导通（相当于短接），D2反偏截止（相当于断路），形成电压跟随器模式，因同相端接地，由虚短特性可知，输出端仍能保持零电位。如图一中的b电路所示；在输入信号的负半波期间，微小的输入信号即使输出端变正，二极管D1反偏截止，D2正偏导通，形成反相（放大）器的电路模式，对负半波信号进行了倒相输出。如图一中的c电路所示。

　　在工作过程中，两只二极管默契配合，一开一关，将输入正半波信号关于门外，维持原输出状态不变；对输入负半波信号则放进门来，帮助其翻了一个跟头（反相）后再送出门去。两只二极管的精诚协作，再加上运算放大器的优良放大性能，配料充足，做工地道，从而做成了精密半波整流这道“大餐”。