今天继续来看精密整流电路,今天的整流电路来看看不要用二极管的。
这个电路图左边的ic1a是个跟随器,右边的是个反向放大器,就是合并了或者说加上了vo这个电压。这个传递函数就是左边的运放的一个传递函数。因为右边的传递函数就是跟随,写出来右边的传递函数如下:
(vo-vin)/r2=(vout-vo)/r3
化简以后得出来:
vout=(1+r3/r2)*vo-r3/r2*vin
如果放大倍数为k=r3/r2的话,那么其传递函数为下面的式子。
vout=(1+k)*vo–k*v
当输入为正的时候,即vin》0;那么vo=vin。那么上面的式子可以变为:
vout=(1+k)vin-kvin=vin
当输入为负的时候,即vin《0;那么此时vo=0,因为运放只有正电平,所以此时vo只能为0。那么此时的传递函数为:
vout=-kvin
如果r2=r3,那么k=1,那么vout就是-vin,就是把负的电压变成了正的了。
r1就是在电压输入为负的时候作为,作为限流电阻来用的,限制输入电流的大小。没有r1的话,输入端的大的幅负电压可能会打坏运放。
下面在画一下等效工作原理图,帮助更好的理解。
这个电路做一个简单的改进,加入两个电阻,就可以引入增益。电路图如下。
r4和r5的比与k值有关,也就是与r3/r2有关。
r4/r5=(k–1)/(k+1)
来看一下推算方法,前面我们算的输入为正的时候的传递函数为:
vout=(1+r3/r2)*vo-r3/r2*vin
那么可以得出来此时的增益:
vout/vin=1+r4/r5+r4/r5*r3/r2
如果我们想让总的增益为k,也就是vout/vin=k,这样输入为正的时候是k。而在输入为负的时候总的增益为r3/r2,其值也是k,即k=r3/r2。把k带入就可以的传递函数。
k=1+r4/r5+r4/r5*k
整理一下,可以得出来:
r4/r5=(k–1)/(k+1)
举个例子,如果想获得一个10倍的增益,那么r3=10*r2。把10带入上面的式子以后,得出来的值就是0.818,也就是r4/r5=0.818。器件可以如此选择:r2=3.3k,r3=33k,r4=8.2k,r5=10k,vs=5v,ic1选择opa2374.如果输入是400mv,那么输出就4v。
下面是另一个类似的不用二极管的整流电路,工作原理和上面的类似。
输入大于0时,ic1a是个跟随器,v1bi+=vhalf=1/2*vin,因此v1bi-=1/2vin,很容易得出来vout=vin。此时的传递函数为:
(vout-vhalf)/r4+(vin-vhalf)/r3=vhalf/r2
把vhalf=r5/(r1+r5)*vin=1/2*vin带入,就可以很容易算出来,输入为输出。
在输入小于0时,vhalf=0,那么后面就是个反相器了。此时r2没有电流流过,就相当于没有作用。所以:
vout=-r4/r3*vin=-vin
这一部分的功能等效图跟上面的差不多,因此不再赘述了。
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