精密检波电路ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精,*,第三章 信号调理电路,3.1,精密整流电路,二极管的整流特性，,V,D,r,的影响,精密半波电路的工作原理以及误差分析,精密全波电路中的简单绝对值电路,第三章 信号调理电路3.1 精密整流电路,3.1,精密整流电路,整流,:,把正负极性交变的信号转换成单极性的直流信号称为整流,。,线性整流,:,单极性的直流输出电压与输入交流信号的幅值呈线性比例关系的整流称为,线性整流,，又称,精密整流,。,3.1精密整流电路 整流:把正负极性交变的信号转换成单极,3.1.1,概述,q,电子电荷量,1.610,-19,C,T,绝对温度,(K),K,波尔兹曼常数,1.3810,-23,J/K,二极管的伏安特性及等效电路,3.1.1概述q电子电荷量,1.610-19C二,二极管整流电路的畸变,二极管整流电路的畸变,为,实现精密的线性整流,，必须解决两个问题：,一是改善二极管的非线性特性,，以实现良好的线性转换关系；,二是减少二极管阈值电压的影响,，使其能对尽可能小的输入信号进行转换。,采用,运放和普通二极管组成,的有源整流电路，能有效的解决以上两个问题。,按整流特性分：精密半波整流电路、精密全波整流电路和峰值整流电路。,为实现精密的线性整流，必须解决两个问题：一是改善二极管的非线,3.1.2,精密半波整流电路,当,v,i,0,时，运放的输出电压,Vo,为负，二极管,D2,截止，,D1,导通，输出电压,Vo=0,3.1.2精密半波整流电路当vi0时，运放的输出电压Vo,精密半波整流电路的输出电压为,精密半波整流电路,精密半波整流电路的输出电压为 精密半波整流电路,精密半波整流电路,精密半波整流器的波形,精密半波整流电路精密半波整流器的波形,精密半波整流电路,特性曲线,如果需要对输入电压的正半周进行检波，只要把图中的两个二极管同时反接即可,。,精密半波整流电路特性曲线,误差分析,考虑运算放大器开环增益,A,o,有限，二极管阈值电压为,V,D,，非线性电阻为,r,，为了计算由此 所产生的非线性误差，考察精密半波检波电路等效电路如下图：,误差分析考虑运算放大器开环增益Ao有限，二极管阈值电压为VD,等效电路,a,在,V,i,0,时，由回路,1,得：,由回路,2,得：,即,等效电路a在Vi 0,0,0,_,当 时，通，止精密,精密全波整流电路,V,01,精密全波整流电路V01,精密全波整流电路,0,0,_,当 时，通，止。,精密全波整流电路0 0,时，,V,01,0时，V01,工作原理,工作原理,二、仅需一对匹配电阻的绝对值电路,当,V,i,0,，,D,1,止，,D,2,通,同向输入使得,D,4,止，,D,3,通。,二、仅需一对匹配电阻的绝对值电路 当Vi 0时，V01,工作原理,工作原理,综合上述，电路的输出、输入关系为,工作原理,综合上述，电路的输出、输入关系为 工作原理,即有,：,所以该电路亦能实现绝对值运算，而且仅需要一对匹配电阻。但是该电路的输入电阻依然较低，它取决于,R,1,的大小，即：,R,i,=R,1,工作原理,即有：工作原理,三、,高输入阻抗绝对值电路,由于同相输入电路的输入阻抗很高，若将半波检波电路和加法电路都采用同相输入的形式就能大大提高输入阻抗。,图所示电路，输入阻抗约等于两个运放的共模输入电阻的并联，可高达,10,M,以上。,三、高输入阻抗绝对值电路 由于同相输入电路的输入阻抗很高，,工作原理,当,Vi,0,时,D1,导通，,D2,截止。,工作原理当Vi 0时D1导通，D2 截止。,A,1,的反相端电位与,A,2,反相端电位相等，且均等于,V,i,。此时,R,2,和,R,3,上无电流（因,D,2,截止，,R,2,R,3,两端电位相等），因而,R,4,上也不可能有电流。所以,A,2,为同相跟随器，其输出电压为,：,V,o,=V,i,工作原理,A1的反相端电位与A2 反相端电位相等，且均等于Vi。此时R,工作原理,当,Vi 0,时,D1,截止，,D2,导通。,工作原理当Vi 0,，,S,1,导通，,S,2,断开；,V,i,0，S1导通，S2断开；,3.1.4,峰值整流电路,峰值整流电路是用来检测变化的输入信号峰值的电路，最基本的峰值电路是由半波整流电路、记忆电容和缓冲放大器组成的反馈电路。,3.1.4峰值整流电路 峰值整流电路是用来,峰值整流电路,设电路的初始状态为,Vi=0,，,Vc=Vo=0,。,当,Vi,为正时，,D1,截止，,D2,导通,峰值整流电路 设电路的初始状态为Vi=0，Vc,当,V,i,为正时，,D,1,截止，,D,2,导通，电容,C,很快被充电，使,Vc=V,i,。，,V,o,=V,i,，即输出电压,V,o,随着输入电压,V,i,的增大而增大，但不会超过,V,i,。,峰值整流电路,当Vi为正时，D1截止，D2导通，电容C很快被充电，使Vc=,工作原理,当,Vi,增大到峰值后开始下降时，,A,1,的同相端电压就小于反相端电压，从而使得,D,1,导通，,D,2,截止。电容,C,处于记忆状态，其电压,V,c,保持不变，则输出电压,Vo,保持为输入信号的第一个峰值,V,imax,。当,V,i,V,o,时，重复上述过程。,工作原理当Vi增大到峰值后开始下降时，A1的同相端电压就小于,若把二极管,D,1,、,D,2,反接，可构成负峰值整流电路。,由正峰值和负峰值整流电路可组成峰峰值整流电路。,峰值整流电路,若把二极管D1、D2反接，可构成负峰值整流电路。峰值整流电路,峰值整流电路,峰值整流电路,EWB,电路,EWB电路,仿真波形,仿真波形,EWB,软件简介,电子工作平台,Electronics Workbench(EWB)(,现称为,MultiSim),软件是加拿大,Interactive Image Technologies,公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：,（,1,）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（,2,）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。（,3,）,EWB,软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。（,4,）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。（,5,）,EWB,还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。,EWB软件简介电子工作平台Electronics Wo,3.1.5,整流电路的应用,在输入和输出之间具有最小的延迟时间,正输入和负输入延迟时间相似,不需要匹配二极管和调整电路,3.1.5整流电路的应用在输入和输出之间具有最,工作原理,Vi 0,，,D1,截止，,D2,导通；,工作原理Vi 0，D1截止，D2导通；,工作原理,Vi 0,，,D2,截止，,D1,导通；,工作原理Vi 0，D2截止，D1导通；,工作原理,单位增益：,大于单位增益,小于单位增益,工作原理单位增益：大于单位增益小于单位增益,小结,精密半波整流电路的电路组成，工作原理；,几种全波电路，各自的优缺点。,小结 精密半波整流电路的电路组成，工作原理；,