信號(hào)鏈基礎(chǔ):單電源高精度整流器

　　最近的許多設(shè)計(jì)都依靠單電源運(yùn)算放大器 (op amp) 的飽和行為來(lái)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(lái)的許多固有問(wèn)題(緩慢的恢復(fù)時(shí)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(hào)(高達(dá)器件的電源軌;本例中為 5V)。利用一個(gè) +5V 電源，該電路可以接受高達(dá) 10vp-p 的零伏集中信號(hào)(即 ±5V)。

　　就正信號(hào) (Vin > 0V) 而言，U1 起到一個(gè)加法器放大器的作用，而 U2 和 U1 則不相干。就負(fù)信號(hào) (Vin 0V) 而言，D1 和 U2 形成一個(gè)接地鉗位，將 U1 的非反相輸入保持在 0V。現(xiàn)在，U1 僅起到一個(gè)反相放大器的作用。結(jié)果是 VOUT 時(shí)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(méi)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(méi)有在接地參考電壓以下擺動(dòng)的輸入信號(hào)，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(duì)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(xiàn) (Vin) 參考中間電源電壓，因此它似乎為雙極—標(biāo)識(shí)為 Vin_ref 的軌跡線(xiàn)為參考電壓的實(shí)際輸入電壓，其在所有時(shí)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(dòng)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(lèi)應(yīng)用中可以獲得最佳的結(jié)果。

　　在以后的文章中，我們將討論 G 類(lèi)音頻放大器的構(gòu)架，敬請(qǐng)期待。