Precyzyjny prostownik - Precision rectifier
Precyzja prostownik jest konfiguracja uzyskane ze wzmacniacza operacyjnego w celu uzyskania obwodu zachowywać się jak idealnej diody i prostownika . Jest to bardzo przydatne do precyzyjnego przetwarzania sygnału. Przy pomocy precyzyjnego prostownika bardzo precyzyjne przetwarzanie sygnału można wykonać w bardzo prosty sposób.
Precyzja op-amp oparte prostownik nie powinien być mylony z mocy MOSFET opartej na aktywnej sprostowanie idealnej diody.
Obwód podstawowy
Podstawowy obwód realizujący taką funkcję jest pokazany po prawej stronie, na którym może znajdować się dowolne obciążenie. Gdy napięcie wejściowe jest ujemne, na diodzie jest napięcie ujemne, więc działa jak otwarty obwód, żaden prąd nie przepływa przez obciążenie, a napięcie wyjściowe wynosi zero.
Gdy wejście jest dodatnie, jest wzmacniane przez wzmacniacz operacyjny, który włącza diodę. Prąd przepływa przez obciążenie iz powodu sprzężenia zwrotnego napięcie wyjściowe jest równe napięciu wejściowemu.
Rzeczywisty próg super diody jest bardzo bliski zeru, ale nie wynosi zero. Jest to faktyczny próg diody podzielony przez wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego.
Ta podstawowa konfiguracja ma problem, więc nie jest powszechnie używana. Gdy wejście stanie się (nawet nieznacznie) ujemne, wzmacniacz operacyjny pracuje w pętli otwartej, ponieważ przez diodę nie ma sygnału sprzężenia zwrotnego. W przypadku typowego wzmacniacza operacyjnego z dużym wzmocnieniem w otwartej pętli wyjście jest nasycone. Jeśli sygnał wejściowy ponownie stanie się dodatni, wzmacniacz operacyjny musi wyjść ze stanu nasycenia, zanim możliwe będzie ponowne wzmocnienie dodatnie. Ta zmiana generuje dzwonienie i zajmuje trochę czasu, znacznie zmniejszając pasmo przenoszenia obwodu.
Ulepszony obwód
.svg)
Alternatywna wersja jest podana po prawej stronie.
W tym przypadku, gdy wejście jest większe od zera, D1 jest wyłączone, a D2 jest włączone, więc wyjście ma wartość zero, ponieważ drugi koniec jest podłączony do wirtualnej masy i nie ma na nim prądu . Gdy wejście jest mniejsze od zera, D1 jest włączone, a D2 wyłączone, więc wyjście jest podobne do wejścia ze wzmocnieniem . Jego relacja wejścia-wyjścia jest następująca:
Ten obwód ma tę zaletę, że wzmacniacz operacyjny nigdy nie przechodzi w stan nasycenia, ale jego wyjście musi zmieniać się o dwa spadki napięcia diody (około 1,2 V) za każdym razem, gdy sygnał wejściowy przekracza zero. W związku z tym szybkość narastania wzmacniacza operacyjnego i jego charakterystyka częstotliwościowa ( iloczyn wzmocnienia i szerokości pasma ) ograniczy działanie wysokich częstotliwości, szczególnie dla niskich poziomów sygnału, chociaż możliwy jest błąd mniejszy niż 1% przy 100 kHz.
Podobne obwody można wykorzystać do stworzenia precyzyjnego obwodu prostownika pełnookresowego .
Detektor szczytów
Po niewielkiej modyfikacji, podstawowy precyzyjny prostownik może być używany do wykrywania szczytów poziomu sygnału. W następnym obwodzie kondensator utrzymuje szczytowy poziom napięcia sygnału, a przełącznik służy do resetowania wykrytego poziomu. Kiedy napięcie wejściowe Vin przekracza Vc (napięcie na kondensatorze), dioda jest spolaryzowana do przodu, a obwód staje się wtórnikiem napięcia. W konsekwencji napięcie wyjściowe Vo podąża za Vin tak długo, jak długo Vin przekracza Vc. Kiedy Vin spada poniżej Vc, dioda staje się spolaryzowana odwrotnie, a kondensator utrzymuje ładunek, aż napięcie wejściowe ponownie osiągnie wartość większą niż Vc.
