單電源高精度整流器電路分析

　　最近的許多設(shè)計都依靠單電源運(yùn)算放大器 (op amp) 的飽和行為來實(shí)現(xiàn)整流。在許多情況下，這樣做是可以接受的，但如果您想避免出現(xiàn)運(yùn)算放大器飽和以及這種飽和帶來的許多固有問題(緩慢的恢復(fù)時間、潛在的非理想相位反向)，則圖1所示電路是一款較好的解決方案。

　　圖1 單電源高精度整流器

　　圖1所示電路接受負(fù)信號(高達(dá)器件的電源軌;本例中為5V)。利用一個+5V 電源，該電路可以接受高達(dá)10vp-p 的零伏集中信號(即 ±5V)。

　　就正信號 (Vin》0V) 而言，U1起到一個加法器放大器的作用，而U2和U1則不相干。就負(fù)信號 (Vin 《0V) 而言，D1和U2形成一個接地鉗位，將U1的非反相輸入保持在0V?，F(xiàn)在，U1僅起到一個反相放大器的作用。結(jié)果是 VOUT時的全波整流正弦波，如圖2所示。

　　圖2 圖1所示電路的SPICE仿真

　　為了讓該電路能夠正常工作，運(yùn)算放大器輸出必須在沒有相位反相的情況下擺向輸入和輸出的負(fù)電源軌。

　　相同電路可用于沒有在接地參考電壓以下擺動的輸入信號，但只需將U2的參考點(diǎn)(非反相輸入)變?yōu)橹虚g電源電壓參考，便可使電路參考VCC/2，如圖3所示。

　　圖3 改變U2的參考電壓對整流器輸入范圍的改變情況

　　圖4顯示了圖3電路的運(yùn)行情況。圖4中，頂部軌跡線 (Vin) 參考中間電源電壓，因此它似乎為雙極—標(biāo)識為Vin_ref的軌跡線為參考電壓的實(shí)際輸入電壓，其在所有時間都明顯地維持在參考電壓以上。

　　圖4 圖3所示電路的SPICE仿真

　　圖1和圖3的電路都逐漸達(dá)到所用運(yùn)算放大器的電壓擺動限制。軌至軌輸入和輸出運(yùn)算放大器一般允許在幾十毫伏的電源軌范圍內(nèi)工作，其在這類應(yīng)用中可以獲得最佳的結(jié)果。