精密全波整流電路（四）

背景說明

[[精密半波整流電路|半波整流]]雖然能實現交直流信號的轉換，但是半波整流只能保留信號半個周期的能量，導致信號能量的利用率不高。
因此，在一些場合需要使用到全波整流電路。
同樣的，普通的橋式全波整流電路由于二極管壓降的存在，導致整流后信號的幅值不準確。
因此，同樣需要引入運放。
相比半波整流，全波整流的方案就比較多了，就收集和仿真分析了幾種常見的。

以下是關于精密全波整流所有電路仿真的目錄：

• 精密全波整流電路（一）經典電路
• 精密全波整流電路（二）四二極管電路
• 精密全波整流電路（三）高輸入阻抗電路
• 精密全波整流電路（四）TI方案

TI方案

在TI的《模擬工程師電路設計手冊》中給出如下電路，相較于前面三個電路，這個電路使用的元器件數量更少，網絡看起來也更加的簡潔。

原理說明

當$V_{in}>0$時，$D_1$截止，$D_2$導通，該電路可以等效為：

在這個電路中，由于"虛短"原則，所以運放U1的反相輸入端的電壓$V_{1?}=V_{in}$。
同時，又因為"虛短"原則，電阻$R_1$和$R_2$上的電流為零，所以顯然就有$V_{o2}=V_{in}$。

當$V_{in}>0$時，$D_1$導通，$D_2$截止，該電路可以等效為：

此時，整個電路相當于一個電壓跟隨器串接一個反相放大器，可以很輕易地寫出此時電路的傳遞函數：
$$V_{o2}=?\frac{R_2}{R_1}{V}_{in}$$

設計說明

• 在電路中電容C1起到相位補償的作用，防止電路震蕩，根據運放的不同可以選取不同大小的電容，電容不能太小，否則失去補償作用。也不能過大，否則會導致信號在轉換邊沿產生較大的失真。
• 電阻$R_1$和$R_2$的匹配程度決定著電路的精度，盡量選用高精度的電阻。阻值也不應過大，防止出現過大的電阻噪聲。

仿真結果

直流分析

交流分析

瞬態分析