特有的精密全波整流器，無(wú)需匹配電阻

出處：維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-07-03 16:20:18 | 513 次閱讀

　　經(jīng)典的模擬應(yīng)用是精密有源全波整流器。此主題存在許多不同的實(shí)現(xiàn)，每種實(shí)現(xiàn)都有其各自的優(yōu)點(diǎn)。但是，（幾乎）所有有源全波整流器設(shè)計(jì)都需要一個(gè)電路元件，即帶有匹配電阻的反相器，以將其增益設(shè)置為精確的 -1.0。在此類(lèi)拓?fù)渲校鞯膶?duì)稱(chēng)性依賴(lài)于此電阻匹配的精度，并且不可能比其更好。例如，請(qǐng)參見(jiàn)圖1中一個(gè)眾所周知的（真正的經(jīng)典！）設(shè)計(jì)，其中運(yùn)算放大器 U1b 充當(dāng)反相器，R1 和 R2 充當(dāng)其匹配的增益設(shè)置電阻。除非 R1 = R2，否則負(fù) Vin 偏移的整流器輸出（非常）不可能等于正 Vin 偏移的輸出。

　　圖 1：傳統(tǒng)精密整流器設(shè)計(jì)，其中 R1 和 R2 匹配對(duì)稱(chēng)電阻。
　　對(duì)于正 Vin 輸入，D1 關(guān)閉且 D2 導(dǎo)通，為不受電阻值影響的電路建立非反相單位增益：Vout/Vin = +1。
　　對(duì)于負(fù)輸入，僅當(dāng)R2 = R1 時(shí)，D1 導(dǎo)通，D2 關(guān)閉，U1b 變?yōu)榉聪嗥?，增益Vout/Vin = –R2/R1 = -1 。否則，不會(huì)產(chǎn)生不良的整流對(duì)稱(chēng)性。
　

　　圖 2顯示了另一種（不太常規(guī)的）設(shè)計(jì)。但無(wú)論是否非常規(guī)，這里 Q2 和 Q3 充當(dāng)逆變器，匹配增益對(duì)稱(chēng)電阻 R1 和 R2 的運(yùn)行方式與圖 1 中一樣。
　　圖2采用分立電路逆變器的非傳統(tǒng)整流器仍然使用對(duì)稱(chēng)設(shè)置電阻器：R1 和 R2。

　　但現(xiàn)在，為了打破單調(diào)，讓我們來(lái)看看圖 3。請(qǐng)注意，匹配電阻的缺失（令人震驚）。這就是這個(gè)不墨守成規(guī)的工作原理。

　　圖 3沒(méi)有匹配對(duì)稱(chēng)電阻的非常規(guī)精密整流器設(shè)計(jì)。
　　Q1 和 Q2 提供簡(jiǎn)單的交叉補(bǔ)償，以抵消 Q3 和 Q4 的 Vbe 下降。因此，負(fù) Vin 偏移由 A1 反轉(zhuǎn)，并由 Q4 輸出到濾波器 R3C3。同時(shí)，正 Vin 偏移打開(kāi) Q3，導(dǎo)致 C2 整合它們的時(shí)間和電流乘積：電荷。累積的電荷以電壓形式存儲(chǔ)在 C2 上，該電壓被添加到隨后的相反極性半周期，Q3 和 Q4 充當(dāng)簡(jiǎn)單的全波電荷泵。最終結(jié)果：
　　Vout = 平均值（絕對(duì)值（Vin））R3 / R2 / R1。
　　因此，只要晶體管 Vbe 匹配得當(dāng)，就具有精確的整流對(duì)稱(chēng)性；由于它們是同一類(lèi)型并且在相似的環(huán)境下工作，因此它們將會(huì)匹配得當(dāng)。

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