用单运放实现全波整流电路
第一节单相全波整流和滤波电路
第一节 单相全波整流和滤波电路 单相全波整流和滤波电路
3．波形图 ． 个二极管组合封装在一起， 将 4个二极管组合封装在一起 ， 个二极管组合封装在一起 制成单相桥式整流器，如图所示。 制成单相桥式整流器，如图所示。
第一节 单相全波整流和滤波电路 单相全波整流和滤波电路
二、滤波电路
1．电容滤波电路 ．
稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量，若需要 稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量， 进一步扩大输出电流， 进一步扩大输出电流，可采用功率容量更大的调整管且接成复合 调整管。 调整管。
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
[例 7-1] 在图中，已知输入电压 VI = 20 V，基准电压 VZ = 6 例 在图中， ， V ，取样电阻 R1 = R2 = RP = 2 kΩ，试求：（1）输出电压 VO 的可 Ω 试求： ） 调范围； 调范围；（2）设调整管的饱和压降 VCES 约为 2 V，为使电路正常 ） ， 工作， 最小值应为多少？ 工作，输入电压 VI 最小值应为多少？
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
3．实用电路 ．
稳压原理： 稳压原理：
VO 增大 (减小 ) → I B 减小(增大 ) → I C减小(增大 ) → VCE 增大 (减小 ) → 限制 VO 变化
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
二、串联调整型稳压电路
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
一、串联调整型直流稳压电路的基本原理
1．工作原理 ． 增大， ① 输入电压 VI 增大 ，致使 VO 增大 ， 增大 RP ， 其上压降增大 ， VO 的增大也受到了限制。 的增大也受到了限制。 不变， 增大时，输出电压亦将增大， ② VI 不变， RL 增大时，输出电压亦将增大，此时增大 RP 使分压系数减小， 的增大受到限制。 使分压系数减小，就可以使 VO 的增大受到限制。 与负载串联,故称为串联型稳压电路。 因调整元件 RP 与负载串联,故称为串联型稳压电路。
《电子技术基础》复习题(模拟)
一、填空题：1—1—1 半导体是一种导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。
常用的半导体单晶材料是硅和锗，还有部分金属与氧、硫、磷、砷等元素组成的氧化物。
1—1—2 利用半导体材料的某种敏感特性，如热敏特性和光敏特性可制成热敏电阻和光敏元件。
1—1—3 在本征半导体中，自由电子浓度等于空穴浓度；在P型半导体中，自由电子浓度小于空穴浓度；在N型半导体中，自由电子浓度大于空穴浓度。
1—1—4 半导体中的电流是电子电流与空穴电流的代数和。
杂质半导体中的多数载流子是由掺杂产生的；少数载流子是由本证激发产生的。
1—1—5 使PN结正偏的方法是：将P区接高电位，N区接低电位。
正偏时PN结处于导通状态，反偏时PN结处于截止状态。
1—1—7 反向电压引起反向电流剧增时的PN结处于击穿状态，该状态是稳压二极管的工作状态，是普通二极管的故障状态。
1—1—9 整流二极管的最主要特性是单项导电性，它的两个主要参数是：最大平均整流电流 和 最高反向工作电压 。
1—1—10 在常温下，硅二极管的开启电压(死区电压)约为0.5 V ，导通后在较大电流下的正向压降约为 0.7 V ；锗二极管的开启电压(死区电压)约为 0.1 V ，导通后在较大电流下的正向压降约为 0.3 V 。
1—1—11 理想二极管正向导通时，其压降为 0 V , 反向截止时，其中电流为 0 A 。
这两种状态相当于一个 开关 。
1—1—12 稳压二极管工作时，其反向电流必须在WmanW I I ~min 范围内，才能起稳压作用，并且不会因热击穿而损坏。
1—1—13 发光二极管内部 PN 结 ，当外加适当的正向电压时，N 区的自由电子和P 区的空穴在扩散过程中 复合 ，释放的能量以 光 的形式表现出来。
1—1—14 发光二极管按其发光效率的高低可分为 超高亮度 型 高亮度 型和 普通型。
1—1—15 用万用表及R ×100Ω或R ×1K 档测试一个正常二极管时指针偏转角很大，这时可判定黑表笔接的是二极管阳(正) 极，红表笔接的是二极管 阴（负） 极。
精密全波整流电路(单运放型)
精密全波整流电路（单运放型）
利用单运放构成的精密全波整流电路主要有两种，一种称之为T 型，另一种称为△型。
T 型精密全波整流电路的原理图如下。
图1 T型精密全波整流电路
上面电路中R1 = R3 = 2*R2
当输入为正电压时，D1 导通D2截止，这时运放的作用就是将R3的下端的电位钳位在0 V，整个电路可以简化为三个电阻的电阻网络。
输入电阻：Rin = R1 + (R2+Rz)||R3 > R1 + R2 || R3，Rz 为负载内阻
输出电阻：Rout = (R1+Ri)||R3+ R2，Ri 为信号源内阻
开路输出电压：Vout =Vin/2
当输入为负电压时，D1 截止，D2导通，就是个放大倍数为-0.5 的反向放大电路。
运算放大器构成的全波整流电路
运算放大器构成的全波整流电路
全波整流电路是一种将交流信号转换为直流信号的电路。
其中一种常见的实现方式是使用运算放大器构成的电路。
运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，可以用于信号放大、滤波和运算等应用。
在全波整流电路中，运算放大器的反向输入端连接一个正弦波信号源，正向输入端连接一个由两个二极管和两个电阻组成的桥式整流器。
当正弦波信号为正时，二极管D1导通，D2截止，输出为正；当正弦波信号为负时，D2导通，D1截止，输出为负。
通过这种方式，可以将正弦波信号转换为全为正的直流信号。
为了平滑输出信号，需要在输出端接入一个电容器。
电容器的容值越大，输出信号的波动越小，但响应时间也会变慢。
因此需要根据具体应用要求选择合适的电容器。
全波整流电路可以应用于电源电路、传感器信号采集和模拟信号处理等领域。
- 1 -。
几种常用运算放大器举例
外观 管脚图 它的特点如下： · 内部频率补偿 · 直流电压增益高(约 100dB) · 单位增益频带宽(约 1MHz) · 电源电压范围宽：单电源(3—30V) 双电源(±1.5 一±15V) · 低功耗电流，适合于电池供电 · 低输入偏流 · 低输入失调电压和失调电流 · 共模输入电压范围宽，包括接地 · 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 · 输出电压摆幅大(0 至 Vcc-1.5V) 常用性能指标： 性能参数 输入失调电压 输入失调电压温度系数 输入失调电流 输入失调电流温度系数 大信号电压开环增益 共模抑制比 最高输出电压 25℃ Vcc=5V， RL=2K Vcc=30V， RL=10K 最低输出电压 Vcc=5V， RL=10K 输出源电流 基本范围 <9V 7uA/℃ 5~50nA 10uA/℃ 25~100V/mV 70dB 3.5V 28V 5~20mV 40mA
Hz
Hz
[键入文字]
使用参数： 电源电压 输入电压 差分电压输入 6V GND~Vs ± 0.6V
性能图表：
开环增益与频率
输出摆幅与频率
共模抑制比与频率
轨对轨输出
从上图可以看到，当 Vin=1.8V 时，输入 与输出几乎相当
典型电路： (1)、反向放大器
由虚短，虚开易知， Vo
RF Vi R1
管脚图 OP17 特点 · 低输入噪声 · 高共模抑制比 (100dB) · 低输入偏流 · 低输入失调电压和失调电流 · 高增益带宽 · 高电压转换速率 · 建立时间短 常用性能参数： 性能参数 输入失调电压 电流偏置 输入失调电流 输入电阻 大信号电压增益 输出电压摆幅 共模抑制比 电压转换速率 增益带宽 闭环带宽 建立时间(到 0.1%) 输入电容 输入电压噪声密度 输入电流噪声密度 基本范围 0.2~0.5mV 15pA 3~10pA 1012Ω 240V/mV ± 13V 100dB 60V/us 30MHz 11MHz 0.6us 3pF 20 nV /
10种精密整流电路的详解
1.第一种得模拟电子书上(第三版442页)介绍得经典电路。
A1用得就是半波整流并且放大两倍,A2用得就是求与电路,达到精密整流得目得。
(R1=R3=R4=R5=2R2)2.第二种方法瞧起来比较简单A1就是半波整流电路,就是负半轴有输出,A2得电压跟随器得变形,正半轴有输出,这样分别对正负半轴得交流电进行整流！(R1=R2)3.第三种电路仿真效果如下:这个电路真就是她妈得坑爹,经过我半天得分析才发现就是这样得结论:Uo=-|Ui|,整出来得电路全就是负得,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下:当Ui>0得时候电路等效就是这样得放大器A就是同相比例电路,Uo1=(1+R2/R1)Ui=2Ui放大器B就是加减运算电路,Uo2=(1+R2/R1)Ui-(R4/R3)Uo1=-Ui当Ui<0得时候电路图等效如下:放大器A就是电压跟随器,放大器B就是加减运算电路式子整理:Uo2=(1+R4/(R2+R3))Ui- R4/(R2+R3)Ui=Ui以上就是这个电路得全部分析,但就是想达到正向整流得效果就应该把二极管全部反向过来电路与仿真效果如下图所示4.第四种电路就是要求所有电阻全部相等。
这个仿真相对简单。
电路与仿真效果如下计算方法如下:当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真就是不清楚为什么就是这样分析,可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路得分析),这就是电路图等效如下(R6就是为了测试信号源用得跟这个电路没有直接得关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)放大器A构成反向比例电路,uo1=-ui,这时在放大器B得部分构成加减运算电路,uo2=-uo1=-(-ui)注意:这里放大器B得正相输入端就是相当于接地得,我刚开始一直没有想通,后来明白了,这一条线路上就是根本就没有电流得,根本就没有办法列出方程来。
(不知道这么想就是不就是正确得)当Ui<0得时候,D1截止,D2导通,电路图等效如下:这时就需要列方程了Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2带入得到U0=-Ui这个电路在网上找到得,加在这里主要就就是感觉与上一个电路有点像,但就是现在分析了一下,这个就是最经典得电路变形,好处还不清楚。
十种运放精密全波整流电路
十种运放精密全波整流电路图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点.图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K图8的电阻匹配关系为R1=R2图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称.图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性.图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡.精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态.结论:虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种.图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波.图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了.图3的优势在于高输入阻抗.其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高.两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随器或同相放大器隔离.各个电路都有其设计特色,希望我们能从其电路的巧妙设计中,吸取有用的.例如单电源全波电路的设计,复合反馈电路的设计,都是很有用的设计思想和方法,如果能把各个图的电路原理分析并且推导每个公式,会有受益的。
精密整流电路(推荐)
二、半波整流 知道了全波整流，半波整流则迎刃而解了，电路如下：
电设计网()
图 8 半波整流电路
（1）当 Vi<0 时，等效电路如下：
If
Ii
电设计网()
图 9 负压输入等效电路
根据“虚短” ，所以 u1=u2，而 u2=0（没有电压输入，当然为 0，千万不要以为 u1=Ui） ： 所以， Ui − u1 R2
电设计网()
图 4 正压输入各点电平值 3
电设计网()
所以，D1 导通，D2 截止，等效电路如下：
电设计网()
图 5 正压输入等效电路图
由上图可知，U1A 为电压跟随器，所以 u1=5V；U1B 根据虚短的原则，u2=5V，所以 Ii = 而 If = 所以 Uo=5V 最终电路各处的电压如下： u2 − uo = Ii = 0 R2 u1 − u2 =0 R1 + R4
V0
0
图 11 精密半波整流电路的输入输出电压特性
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。
关于芯片的选择： 运放：LM258D，0.7 元一个； 二极管：M7（IN4007）,0.08 元一个； 平衡电阻选择 1K—10K，而反馈电阻至少要 10K； 如果你觉得这些芯片不理想， 如温漂大等， 运放可以选择μ 741， OP2277 等等， 这些价格很高， 但效果很好。 三、其他精密整流电路 整流电路多种多样，但万变不离其宗，下面列举了一些常见的精密整流电路，没有具体分析，关于以 下电路的详细分析，请到“电设计网”下载，网址为：，相信会有你需要的知识，如 果你有什么问题，请在网站上发帖即可，或者有什么意见或者建议，都是发帖提出来，期待共同进步。
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课题四（一）
一、题目：用单运放实现全波整流电路
二、电路功能：
运用单运放实现全波整流电路，得到精密的脉动波。
三、设计要求：
当Ui=220V/50Hz时，Uo为脉动波，如下图：（上图为输入波形，下图为输出波形）
四、设计步骤及参数：
1.先设计一个精密半波整流电路，如图：
若输入为正弦信号，当ui>0时，VD2导通，VD1截止，运放
处于反相放大状态，放大倍数为Av=R6/R5；而当ui<0时，VD1导通，VD2截止，使uo=0。
要实现了精密半波整流，使R6=R5即可。
2.再设计一个加法电路,如图：
已知两个信号的源输入是相同的，均为220V/50Hz的正弦波信号，当总输入ui>0时，若上方支路使得uo=-ui，下方支路使得uo=2ui，总起来uo=ui就可得到正半周的原样输出，所以设计电阻关系R4=R3，R4=2R7；当总输入ui<0时，上方支路使得uo=-ui（ui>0时设计的电阻关系可以实现），下方支路使得uo=0（半波整流电路可以实现），总起来uo=-ui；综合ui>0和ui<0的情况，得到全波整流电路。
3.利用精密半波整流电路，再其后接上一个加法电路，构成闭环系统，则可得到绝对值运放电路，即为全波整流电路：
①ui>0时，VD2导通，VD1截止，uo1=-ui，而总输出
uo=-ui-2uo1=-ui+2ui=ui；
②ui<0时，VD1导通，VD2截止，uo1=0，uo=-ui。
③综上所述，uo=|ui|，即始终取输入的绝对值。
4.电阻、二极管、运放的选择：
①由于要求为单运放，所以选择通用型的LM741型号的；
②二极管选择型号为1N4148的二极管；
③电阻需要在实际电路中经过实验得到比较合适的阻值，
经过测试，设计为10KΩ数量级时输出失真较小。
五、设计电路图：
六、用Multisim8仿真结果：
各阶段波形的输出：
输入电压（经过变压器降压后的次边电压）的波形图
半波整流电路输出波形
总输出电压的波形图
七、小结体会：
结果分析：该设计在Multisim8中完成了由单运放实现全波整流电路的设计，并实现了以上的各阶段波形的输出，所以该设计是符合要求的。
个人感想：通过对该使用电路的设计，更加深刻地掌握了电路图设计的方法及步骤，并提高了用Mutisim8仿真工具分析电路图的能力。