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news 2025/10/6 22:46:23

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精密全波整流电路（四）

背景说明

[[精密半波整流电路|半波整流]]虽然能实现交直流信号的转换，但是半波整流只能保留信号半个周期的能量，导致信号能量的利用率不高。
因此，在一些场合需要使用到全波整流电路。
同样的，普通的桥式全波整流电路由于二极管压降的存在，导致整流后信号的幅值不准确。
因此，同样需要引入运放。
相比半波整流，全波整流的方案就比较多了，就收集和仿真分析了几种常见的。

以下是关于精密全波整流所有电路仿真的目录：

精密全波整流电路（一）经典电路
精密全波整流电路（二）四二极管电路
精密全波整流电路（三）高输入阻抗电路
精密全波整流电路（四）TI方案

TI方案

在TI的《模拟工程师电路设计手册》中给出如下电路，相较于前面三个电路，这个电路使用的元器件数量更少，网络看起来也更加的简洁。
在这里插入图片描述

原理说明

当 $V_{in}>0$ 时， $D_{1}$ 截止， $D_{2}$ 导通，该电路可以等效为：
在这里插入图片描述

在这个电路中，由于"虚短"原则，所以运放U1的反相输入端的电压 $V_{1-}=V_{in}$ 。
同时，又因为"虚短"原则，电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 上的电流为零，所以显然就有 $V_{o2}=V_{in}$ 。

当 $V_{in}>0$ 时， $D_{1}$ 导通， $D_{2}$ 截止，该电路可以等效为：
在这里插入图片描述

此时，整个电路相当于一个电压跟随器串接一个反相放大器，可以很轻易地写出此时电路的传递函数：
$Vo2=−R2R1VinV_{o2}=-\frac{R_{2}}{R_{1}}V_{in}$

设计说明

在电路中电容C1起到相位补偿的作用，防止电路震荡，根据运放的不同可以选取不同大小的电容，电容不能太小，否则失去补偿作用。也不能过大，否则会导致信号在转换边沿产生较大的失真。
电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 的匹配程度决定着电路的精度，尽量选用高精度的电阻。阻值也不应过大，防止出现过大的电阻噪声。