半波整流电路图(一)
利用二极管(开关器件)的单向导电特性,和放大器的优良放大性能相结合,可做到对输入交变信号(尤其是小幅度的电压信号)进行精密的整流,由此构成精密半波整流电路。若由此再添加简单电路,即可构成精密全波整流电路。
二极管的导通压降约为0.6V左右,此导通压降又称为二极管门坎电压,意谓着迈过0.6V这个坎,二极管才由断态进入到通态。常规整流电路中,因整流电压的幅值远远高于二极管的导通压降,几乎可以无视此门坎电压的存在。但在对小幅度交变信号的处理中,若信号幅度竟然小于0.6V,此时二极管纵然有一身整流的本事,也全然派不上用场了。
在二极管茫然四顾之际,它的帮手——有优良放大性能的运算放大器的适时出现,改变了这种结局,二者一拍即合,小信号精密半波整流电路即将高调登场。请看图1。
图1 半波精密整流电路及等效电路
上图电路,对输入信号的正半波不予理睬,仅对输入信号的负半波进行整流,并倒相后输出。
(1)在输入信号正半周(0~t1时刻),D1导通,D2关断,电路等效为电压跟随器(图中b电路):
在D1、D2导通之前,电路处于电压放大倍数极大的开环状态,此时(输入信号的正半波输入期间),微小的输入信号即使放大器输入端变负,二极管D1正偏导通(相当于短接),D2反偏截止(相当于断路),形成电压跟随器模式,因同相端接地,电路变身为跟随地电平的电压跟随器,输出端仍能保持零电位。
(2)在输入信号负半周(t1~t2时刻),D1关断,D2导通,电路等效反相器(图中c电路):
在输入信号的负半波期间,(D1、D2导通之前)微小的输入信号即使输出端变正,二极管D1反偏截止,D2正偏导通,形成反相(放大)器的电路模式,对负半波信号进行了倒相输出。
在工作过程中,两只二极管默契配合,一开一关,将输入正半波信号关于门外,维持原输出状态不变;对输入负半波信号则放进门来,帮助其翻了一个跟头(反相)后再送出门去。两只二极管的精诚协作,再加上运算放大器的优良放大性能,配料充足,做工地道,从而做成了精密半波整流这道“大餐”。
半波整流电路图(二)
半波整流电路
图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2 ,D 再把交流电变换为脉动直流电。
半波整流电路的工作原理:
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2 ,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时间内,e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2 通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π 时间内,e2 为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D 承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在π~2π 时间内,重复0~π 时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π 时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被“削”掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc 。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以“牺牲”一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。
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