精密整流对运放块和二极管的要求为什么很高?

1) 运放块精密整流电路
精密整流的运放块放大正弦波(图红线)在Oa端输出信号(绿线),高出一个直流分量Va(二极管的压降),所以强度小于Va的信号也能整流。尽管如此,当运放块输出信号幅度小于Va,还是通不过二极管。从图可见,Oa端信号正半周到Va点小于二极管压降,则终止骤跌到0;而负半周信号幅度在反向大于Vb,才从0跳起开始。如果VaVb两点连线垂直,那么两个整流波形的终与始在0轴同一点(即输入信号的过0点)衔接,就不会出现失真。如果连线倾斜如VaVb’(黑虚线),两个整流波形终始点在0轴衔接不在同一点,就出现交越失真,还可能逆向凸出。 

VaVb连线陡峭,就要求运放块SR必须很大,输出波形才不会产生非线性失真而倾斜;陡峭升降沿频谱的谐波频率很高,就要求电路足够大的带宽以保证信号传输的完整性,不产生移相和衰减。另外运放块失调电压不为0,整流波形的衔接点就偏离0轴。
二极管结电容大,交流信号可能通过,还与电阻组合微积分电路使整流波形失真;二极管TT大,就造成传输延时。所以,精密整流对运放块和二极管参数要求都很高,是电路本身固有的问题,与输入信号的频率无关。只是低频时,失真的部分占波形整体的比例很小而被忽略不计。一般运放块精密整流信号频率最高数百Khz,采用无结电容的二极管,频率可达1MHz。

 
2)比较器精密整流电路
比较器延时Td=U/(k2πfVpk) 就可以不失真精密整流,其中U是比较器额定输出电压参数,k系数取6。例如,输入正弦波f=25Mhz=2.5e+7Hz,Vpk=1v,U=5v,则Td=5/37.68(2.5e+7)1=5.3e-9s。设置Ra/Rb= G/2,(G是比较器的额定增益),电路增益2倍,例如G=200000,则Ra/Rb=1000K/0.01K,仿真波形如下(仿真时要设置合适分析步骤才有满意结果)。

 

附录1)二极管整流

附录2)运放块参数对跟随器输出波形的影响

 

网友评论:比较器延时参数的选择要匹配于输入信号频率才不失真,Td=U/(k2πfVpk)是斜率公式演变过来,K=6是仿真得出的经验系数。Ra/Rb是根据比较器增益参数确定。

永不止步步 发表于10-14 11:04 浏览65535次
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永不止步步
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