信用绝对值电路的AC-DC转换电路

2011-02-21 08:58:56来源: 互联网

电路的功能

由二极管构成的整流电路,用来测量交流信号电压或把交流信号转换为直流信号时,其线性和精度均不理想。本电路使用了由OP放大器构成的绝对值电路,因为它由均化电容转换成输入信号的平均值,所以输入电压很小时,也能获得高精度。测量正弦波电压可以用其平均值表示,但测量脉冲波形用平均值则很难测得其很效值

电路工作原理

OP放大器A1是放大倍数为10的AC放大器,需要多大的放大倍数,取决于输入信号的大小,放大倍数A可用A=1+(R3/R2)公式计算。A1的低频FL约为1.6HZ(FZ=1/2πC1.R2≈1.6),C1、C3也与低频有关。其容量均为10UF,因为用两个电容串联,所以总容量为5UF,它的FL约为0.5HZ。OP放大器A2、A3是标准的绝对值电路。A2是负输出半波整流电路,其输出与输入信号进行加法运算进行全波整流。加法电阻R6和R7的比例很重要,它们的比率是2:1,所以选用E系列中的150K、75K电阻。C4是均化电容,电容量必须根据输入信号的频率范围确定,如果容量太小,就会产生整流纹波;另一方面,输出响应也取决于C4,如果要进行快速测量,其容量也不能太大。输出是全波整流的平均值,对正弦波来说,等于峰值电压的2/π(0.636EI),应予注意。

频率上限受OP放大器高频特性的限制,配电路可达100KHZ。

应用注意事项

为了加快AC-DC转换电路的输出响应,C4取得较小,如要考虑纹波,把C4去掉,在本电路的输出端加一个12DB~24DB/OCT的低通滤波器,可取得良好的效果。

注释

绝对值电路的频率极限

使用OP放大器的整流电路或绝对值电路测量电平很低的信号,可以忽略二极管的正向压降,温度特性也很好,但是,由于其工作原理是利用OP放大器开环境增益极大这一特点,所以频率升高时,环路增益就会下降,使整流性能变坏。假定二极管的正向压降VF为1V,OP放大器的开环增益为A0,误差电压△E可用下式计算:△E=VF/A0

当A0=40DB时,△E=10MV,而通用OP放大器A0=40DB时,其频率是非常低的应予注意。

如果要提高精度,可根据上式减少VF值或选用高频时A0较大的OP放大器。

当不要求把绝对值输出转换成直流时,会存在波形合成问题,因为标准绝对值电路是将半波整流电路的输出与输入波形相加,而OP放大器有相位滞后,两者之间存在相位差,不能很好地进行波形合成。可以采取下面的办法加以改善:使用高速OP放大器,减少相位滞后;在输入信号通道加电容或低通滤波器,使相位对准。

关键字:信用  绝对值  电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0221/article_4997.html
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