新型全波精密整流器具有多功能电流模式输出

时间:2023-12-14
  一个经典的模拟应用是全波精密整流器()功能。这个主题存在许多变体,与竞争拓扑相比,每种变体都有自己假定的(通常相当微小,有时甚至是完全可疑的)优势。图 1所示的这种“新”(我在其他地方没有见过)设计理念也因以下原因而声名大噪。
  它只需要一个放大器
  由单一电源电压运行,并且
  提供不寻常(有时非常有用)的电流模式输出。

  这是它的工作原理。

  输入的交流波形(显示为正弦波)由 R1 缩放,并由 A1 路由至 Q1/Q2 互补对,正半周期至 Q1,负半周期至 Q2。Q1 的信号部分直接传递到输出(可以通过可选的 R7 将其转换为电压信号或保留为电流 — 无论应用需要哪种)。Q2 的负半周期分量被 Q3/Q4 温度补偿电流镜反射并反转为其正像,然后通过与 Q1 信号的简单并联连接求和,产生终的全波输出。
  电路性能参数、精度、对称性和速度都很好,主要受限于运放的选择和R3/R5电阻对比例的精度。它们的略微不一致的比率旨在补偿 Q2 和电流镜晶体管的略低于单位的电流增益。
  如果需要对输出进行滤波,可以使用具有适当电容的简单输出电容器来完成。

  如果负输出电流而不是正输出电流,则可以通过图 2所示的电路修改轻松实现,当然包括负电源电压而不是正电源电压。

  图 2稍微重新排列和改变电源极性会产生负输出。

  有关电流模式输出的实用示例,请参见图3。

  图 3电流模式输出可以轻松汇总以产生新函数。
  这里,在整流之前,通过简单的 RC 网络将输入的 1 kHz 正弦信号分割并相移为两个正交分量。正信号路径中的 Ra、Rb、Ca 提供+45 °相位超前偏移,而Rc、Rd 和 Cb 则在负信号路径中引入-45 °相位滞后。这导致两个相反极性信号路径之间形成净 90 °正交关系。
  当全波整流正交信号相加时,结果是正弦频率两倍的近似(大约+/- 3%非线性)三角波形,其幅度与正弦成正比。
  通过一个简单的可变电阻器可以调节准三角形的幅度。

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