精密检波电路
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2 R V R R 2 im 2 1 V D V ( 1 ) o r R 2 R A V 1 R 2 o im 2 A o
VD 引起的相对误差为 ：
V
(R 1 R 2) V D
2 A oR 2 V im
r引起的相对误差为
精 密 半 波 整 流 电 路
r
3.1.2
精 密 半 波 整 流 电 路
当vi<0时，运放的输出电压Vo`为正， 当 vi > 0 时，运放的输出电压 Vo`为负， 二极管 D1 截止，D2导通，相当于 二极管D2截止，D1导通，输出电压 反相比例放大器，其输出电压 Vo= -（R2／R1）Vi
Vo = 0
精 密 半 波 整 流 电 路
R 2
精 密 半 波 整 流 电 路
可见，在精密半波整流
电路中，二极管的阈值 电压VD 和非线性电阻r仍 会影响电路的输出而造 成误差； 由于负反馈的作用，这 种影响减小为原来的 1／Aoβ。
精 密 半 波 整 流 电 路
电路用作平均值测量， 当输入电压为正弦波时，输 出电压的平均值为：
波整流电路为基础，可 以构成精密全波整流电 路。这种电路不管输入 是正还是负，输出总是 正电压，故又称为绝对 值电路。
一、
精 密 全 波 整 流 电 路
Vo1
该电路由半波整流电路加加法器组 成。 取R1= R2= R3= R5= 2R4，R4=RO。
简单绝对值电路
精 密 全 波 整 流 电 路
精密半波整流电路的输出电压 为
0 Vo V i
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
vi 0 vi 0
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
V0
0
特性曲线
Vi
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。
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， 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 ：
等 效 电 路 方 程
R R V 2 2 D V ( V ) o i 1 r R A 1 o R ( 1 ) 2 A A o o
式中：
R1 R1 R2
因为：
A 1 o
最后得到：
精密半波整流输出电压表达式
精 密 半 波 整 流 电 路
R V 2 D V ( V ) o i r R A 1 o R 2 A o
r Ao R2
由于A。很大，所以上述误差是很 小的。例如，若Ao= 105 ， R1=R2= 10kΩ ，Vim= 1V，采用硅 二极管，其阈值电压VD = 0.5V， 二极管导通时最大电阻r =500kΩ ， 注意 则由上式计算出的相对误差分别 为：δ V ≈ 0，δ r = 0. l％。
精 密 半 波 整 流 电 路
R ' 2 V ( V V o o D) R 2 r
等 效 电 路 方 程
R R 2 1 V A ( V V ) o i o R R R R 1 2 1 2
' o
两式联立求得 ：
R R V 2 2 D V ( V ) o i 1 r R A 1 o R ( 1 ) 2 A A o o
分析输出电压与输入电压之间 的关系，并说明电路的功能
R2
R1
Vi V0 D
R3
V02
R4
二、 仅需 一对 匹配 电阻 的绝 对值 电路
R1 R2
当Vi > 0时，V01< 0，D1通，D2 止→同向输入使得D4通，D3止。
_
<0 >0
\
<0
D 2 止。 当 Vi 0 时，D 1 通，
精 密 全 波 整 流 电 路
R5 Vo Vi R3
Vi
精 密 全 波 整 流 电 路
简单绝对值电路的波形图及特性
本精密全波整流电路特点：
精 密 全 波 整 流 电 路
优点：
结构简单、明了 缺点：
匹配电阻过多； 输入阻抗较低： Ri=R1//R3； 适用于低频时工作。
>0
>0
\_
<0
D 2 通， D1 止 Vo1 0 ， 当 Vi 0 时，
精 密 全 波 整 流 电 路
V01
R R 5 5 V V V o i 0 1 R R 3 4
R R 5 5 R 2 V V V i i i R R 3 4 R 1
精 密 全 波 整 流 电 路
二极管的伏安特性及等效电路
I IS (e
qV KT
1 )
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。
精密检波电路
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。
3.1.1
q—电子电荷量,1.6×10-19C
概 述
T—绝对温度(K) K—波尔兹曼常数,1.38×10-23J/K
a
等 效 电 路
由回路 2得： 在 Vi < 0 时，由回路1得： 即
R R 2 1 R ' 2 V ( V V ) R R a i ' V 2 ( 1 o V V ) o o D V A ( V V ) R R R R o o i o 1 2 1 2 R r R R R R 2 1 2 1 2
注意：
精密整流电路的工作频率 在大信号时会受到运放压摆 率（SR）的限制，在小信号 时，又会受到运放-3dB带宽 （ fc ）的限制。 必须根据实际工作频率选择 合适的集成运算放大器，才 能保证整流器的整流精度。
精 密 半 波 整 流 电 路
3.1.3
绝对值电路：以精密半
精 密 全 波 整 流 电 路
VD 引起的相对误差为 ：
V
(R 1 R 2) V D
2 A oR 2 V im
r引起的相对误差为
精 密 半 波 整 流 电 路
r
3.1.2
精 密 半 波 整 流 电 路
当vi<0时，运放的输出电压Vo`为正， 当 vi > 0 时，运放的输出电压 Vo`为负， 二极管 D1 截止，D2导通，相当于 二极管D2截止，D1导通，输出电压 反相比例放大器，其输出电压 Vo= -（R2／R1）Vi
Vo = 0
精 密 半 波 整 流 电 路
R 2
精 密 半 波 整 流 电 路
可见，在精密半波整流
电路中，二极管的阈值 电压VD 和非线性电阻r仍 会影响电路的输出而造 成误差； 由于负反馈的作用，这 种影响减小为原来的 1／Aoβ。
精 密 半 波 整 流 电 路
电路用作平均值测量， 当输入电压为正弦波时，输 出电压的平均值为：
波整流电路为基础，可 以构成精密全波整流电 路。这种电路不管输入 是正还是负，输出总是 正电压，故又称为绝对 值电路。
一、
精 密 全 波 整 流 电 路
Vo1
该电路由半波整流电路加加法器组 成。 取R1= R2= R3= R5= 2R4，R4=RO。
简单绝对值电路
精 密 全 波 整 流 电 路
精密半波整流电路的输出电压 为
0 Vo V i
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
vi 0 vi 0
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
V0
0
特性曲线
Vi
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。
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， 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 ：
等 效 电 路 方 程
R R V 2 2 D V ( V ) o i 1 r R A 1 o R ( 1 ) 2 A A o o
式中：
R1 R1 R2
因为：
A 1 o
最后得到：
精密半波整流输出电压表达式
精 密 半 波 整 流 电 路
R V 2 D V ( V ) o i r R A 1 o R 2 A o
r Ao R2
由于A。很大，所以上述误差是很 小的。例如，若Ao= 105 ， R1=R2= 10kΩ ，Vim= 1V，采用硅 二极管，其阈值电压VD = 0.5V， 二极管导通时最大电阻r =500kΩ ， 注意 则由上式计算出的相对误差分别 为：δ V ≈ 0，δ r = 0. l％。
精 密 半 波 整 流 电 路
R ' 2 V ( V V o o D) R 2 r
等 效 电 路 方 程
R R 2 1 V A ( V V ) o i o R R R R 1 2 1 2
' o
两式联立求得 ：
R R V 2 2 D V ( V ) o i 1 r R A 1 o R ( 1 ) 2 A A o o
分析输出电压与输入电压之间 的关系，并说明电路的功能
R2
R1
Vi V0 D
R3
V02
R4
二、 仅需 一对 匹配 电阻 的绝 对值 电路
R1 R2
当Vi > 0时，V01< 0，D1通，D2 止→同向输入使得D4通，D3止。
_
<0 >0
\
<0
D 2 止。 当 Vi 0 时，D 1 通，
精 密 全 波 整 流 电 路
R5 Vo Vi R3
Vi
精 密 全 波 整 流 电 路
简单绝对值电路的波形图及特性
本精密全波整流电路特点：
精 密 全 波 整 流 电 路
优点：
结构简单、明了 缺点：
匹配电阻过多； 输入阻抗较低： Ri=R1//R3； 适用于低频时工作。
>0
>0
\_
<0
D 2 通， D1 止 Vo1 0 ， 当 Vi 0 时，
精 密 全 波 整 流 电 路
V01
R R 5 5 V V V o i 0 1 R R 3 4
R R 5 5 R 2 V V V i i i R R 3 4 R 1
精 密 全 波 整 流 电 路
二极管的伏安特性及等效电路
I IS (e
qV KT
1 )
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。
精密检波电路
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。
3.1.1
q—电子电荷量,1.6×10-19C
概 述
T—绝对温度(K) K—波尔兹曼常数,1.38×10-23J/K
a
等 效 电 路
由回路 2得： 在 Vi < 0 时，由回路1得： 即
R R 2 1 R ' 2 V ( V V ) R R a i ' V 2 ( 1 o V V ) o o D V A ( V V ) R R R R o o i o 1 2 1 2 R r R R R R 2 1 2 1 2
注意：
精密整流电路的工作频率 在大信号时会受到运放压摆 率（SR）的限制，在小信号 时，又会受到运放-3dB带宽 （ fc ）的限制。 必须根据实际工作频率选择 合适的集成运算放大器，才 能保证整流器的整流精度。
精 密 半 波 整 流 电 路
3.1.3
绝对值电路：以精密半
精 密 全 波 整 流 电 路