运算放大器构成的全波整流电路

变频器检测电路例举故障检测电路的主体电路还是由由运算放大器构成，通常，运算放大器被接成以下几种类型的电路，完成着对信号模拟放大、比较输出和精密整流三种工作任务。

一、反相放大器电路：图6.19 运算放大器反相放大电路运算放大器，具有输入阻抗高（不取用信号源电流）、输出阻抗低（负载特性好）、放大差模信号（两输入端信号之差）、抑制共模信号（两输入端极性与大小相同）和交、直流信号都能提供线性放大的优良特性。

上图（ 1 ）、（2 ）、（3 ）、在电路形式上为反相放大器，输出信号与输入信号相位相反，又称为倒相放大器。

电路对输入电压信号有电压和电流的双重放大作用，但在小信号电路中，只注重对电压信号的放大和处理。

电路的电压放大倍数取决于R2 （反馈电阻）与R1 （输入电阻）两者的比值。

R3 为偏置电阻，其值为R1 、R2 的并联值。

因R2 、R1 的选值（比值）不同，可完成三种信号传输作用，即构成反相放大器、反相器和衰减器三路信号处理电路。

（1 ）电路为反相放大器电路，电路放大倍数为 5 ；（ 2 ）电路为倒相器，对输入信号起到倒相输出作用，无放大倍数，不能称为放大器了。

或输入0 ∽5V 信号，则输出0 ∽-5V 倒相信号；（ 3 ）电路为衰减器电路，若输入0 ∽10V 信号，输出0 ∽-3 。

3V 倒相信号，为一个比例衰减器。

图（1 ）、（2 ），（3 ）电路，有两个特征： 1 、输入、输出信号反相； 2 、无论是放大或衰减或倒相电路，输出信号对输入信号维持一个比例输出关系，可以笼统地称为反相放大器，因为倒相器的放大倍数为 1 ，而衰减器恰恰也是利用了电路的放大作用。

有趣的是，此三种反相放大器，在电流、电压检测电路中，都有应用。

以电流检测电路为例：这是因为，串于三相输出端的电流互感器内置放大器，输出信号已达伏特级的电压幅度，而CPU 的输入信号幅度又须在5V 以下的电压幅度内，故反续电流信号处理电路，有的采用了有一定放大倍数的反相放大器；有的采用了倒相器电路，只是根据CPU 输入电压信号极性的要求，只对信号进入了倒相处理，并不须再进行放大；部分电路为适配后级电路的信号幅度范围，甚至采用了衰减器电路，对电流互感器来的电压信号衰减一下，再送入后级电路。

1.第一种得模拟电子书上(第三版442页)介绍得经典电路。

A1用得就是半波整流并且放大两倍,A2用得就是求与电路,达到精密整流得目得。

(R1=R3=R4=R5=2R2)2.第二种方法瞧起来比较简单A1就是半波整流电路,就是负半轴有输出,A2得电压跟随器得变形,正半轴有输出,这样分别对正负半轴得交流电进行整流！(R1=R2)3.第三种电路仿真效果如下:这个电路真就是她妈得坑爹,经过我半天得分析才发现就是这样得结论:Uo=-|Ui|,整出来得电路全就是负得,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下:当Ui>0得时候电路等效就是这样得放大器A就是同相比例电路,Uo1=(1+R2/R1)Ui=2Ui放大器B就是加减运算电路,Uo2=(1+R2/R1)Ui-(R4/R3)Uo1=-Ui当Ui<0得时候电路图等效如下:放大器A就是电压跟随器,放大器B就是加减运算电路式子整理:Uo2=(1+R4/(R2+R3))Ui- R4/(R2+R3)Ui=Ui以上就是这个电路得全部分析,但就是想达到正向整流得效果就应该把二极管全部反向过来电路与仿真效果如下图所示4.第四种电路就是要求所有电阻全部相等。

这个仿真相对简单。

电路与仿真效果如下计算方法如下:当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真就是不清楚为什么就是这样分析,可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路得分析),这就是电路图等效如下(R6就是为了测试信号源用得跟这个电路没有直接得关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)放大器A构成反向比例电路,uo1=-ui,这时在放大器B得部分构成加减运算电路,uo2=-uo1=-(-ui)注意:这里放大器B得正相输入端就是相当于接地得,我刚开始一直没有想通,后来明白了,这一条线路上就是根本就没有电流得,根本就没有办法列出方程来。

(不知道这么想就是不就是正确得)当Ui<0得时候,D1截止,D2导通,电路图等效如下:这时就需要列方程了Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2带入得到U0=-Ui这个电路在网上找到得,加在这里主要就就是感觉与上一个电路有点像,但就是现在分析了一下,这个就是最经典得电路变形,好处还不清楚。

测控电路李醒飞第五版第三章习题答案第三章 信号调制解调电路3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。

而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。

为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。

调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。

在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。

一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。

也可以用脉冲信号作载波信号。

可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。

3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。

常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。

用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。

这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。

在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。

经过调制的载波信号叫已调信号。

3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。

调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。

常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。

调幅信号s u 的一般表达式可写为：t mx U u c m s cos )(ω+=式中 c ω──载波信号的角频率；m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。

图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。

1.波形变换电路波形变换电路属非线性变换电路，其传输函数随输入信号的幅度、频率或相位而变，使输出信号波形不同于输入信号波形。

1.1 检波与绝对值电路1.1.1检波电路图1.1.1所示为线性检波电路及其传输特性。

电路中，把检波二极管D，接在反馈支路中，D2接在运放A输出端与电路输出端之间。

该电路能克服普通小信号二极管检波电路失真大，传输效率低及输入的检波信号需大于起始电压（约为0. 3 V的固有缺点，即使输入信号远小于0.3 V，也能进行线性检波，因而检波效率能大大地提高。

图1.1.1 线性检波电路及其传输特性线性检波电路的死区电压大小不决定于二极管的导通电压值，而是取决于D2正向压降VD的影响程度。

1.1.2绝对值电路绝对值电路又称为整流电路，其输出电压等于输入信号电压的绝对值，而与输入信号电压的极性无关。

采用绝对值电路能把双极性输入信号变成单极性信号。

在线性检波器的基础上，加一级加法器，让输入信号vi的另一极性电压不经检波，而直接送到加法器，与来自检波器的输出电压相加，便构成绝对值电路。

其原理电路如图1.1.2所示。

图1.1.2 绝对值电路输出电压值等于输入电压的绝对值，而且输出总是负电压。

若要输出正的绝对值电压，只需把图 1.1.2所示电路中的二极管D1、D2的正负极性对调。

1.2限幅电路限幅电路的功能是：当输入信号电压进入某一范围（限幅区）后，其输出信号电压不再跟随输入信号电压变化，或是改变了传输特性。

1.2.1串联限幅电路图 1.2.1所示为简单串联限幅电路及其传输特性。

起限幅控制作用的二极管D 与运放A输入端串联，参考电压（-VR）作D的反偏电压，以控制限幅器的限幅门限电压Vth。

图1.2.1 串联限幅电路及其传输特性改变士VR的数值和改变R1与R2的比值，均可以改变门限电压。

1.2.2并联限幅电路图1.2.2所示为并联限幅电路及其传输特性。

二极管D与运放A输入端呈并联关系。

图1.2.2 并联限幅电路及其传输特性1.2.2稳压管双向限幅电路图1.2.3所示为稳压管构成的双向限幅电路和电路传输特性。

20种滤波、放大、稳压、振荡、整流模拟电路设计原理及作用图文并茂一、前言对模拟电路的掌握分为三个层次。

初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。

只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。

中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；A、定性分析电路信号的流向，相位变化；B、定性分析信号波形的变化过程；C、定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。

有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。

高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。

达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业：电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。

二、桥式整流电路1、二极管的单向导电性：A、伏安特性曲线：B、理想开关模型和恒压降模型：2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形：3、计算：Vo,Io,二极管反向电压。

三、电源滤波器1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。

四、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：2、LC串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。

3、画出通频带曲线。

计算谐振频率。

五、微分和积分电路1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。

2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。

3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。

六、共射极放大电路1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。

2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。

运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。

目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。

一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。

目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。

精密整流电路07级23系 PB07210249实验目的：1了解精密半波和全波整流电路的工作原理2掌握运算放大器构成精密整流原理。

实验原理：1精密半波整流当输入电压为正时，反馈二极管导通，输出二极管截止，输出为零，；当输入 为负时，输出二极管导通，反馈二极管截止，输出正压。

⎪⎩⎪⎨⎧<->=00010i i f i u u R R u u在不考虑二极管导通压降和反向电流时，输入、输出波形的李萨如图形是折线， 实际二极管的压降使输入为正时，仍有负压输出。

当输入电压较小时，失真将较大。

2精密全波整流电路当输入为正压时，1D 导通，2D 导入右运放的输入电路，左运放输出为0，右运放输出为正。

当输入为负压时，1D 截止，左运放输出比输入低的电压，使输出为正。

总体而言，可视左运放为半波整流电路，给右运放提供合适的差动 输入电压。

调节滑动变阻器，使李萨如图形对称。

实验分析：1半波整流（1）输入正弦波kHz f 003.1=mV t U i )10032cos(20.33⨯⨯=πmV t U o )10032cos(28.32⨯⨯=π当输入电压继续增大时，输出电压将开始被整流。

输出电压有-57.8mV 的压降，说明负反馈上有向右A μ78.5的直流分量，并且由图知，最大负偏压为 mV 5.107-。

由于零漂的影响，输出始终不可能实现半波整流，有mV 100.0-的压降。

V t U i )10032cos(263.0⨯⨯=πV t U o )10032cos(236.0⨯⨯=π45.0571.0>==io U U N 若对输出信号进行修正：⎩⎨⎧∈-∈⨯=)994.0,498.0(100.0)498.0,0()10032cos(866.0't t t U o π45.0486.0''>==i o U U N 修正后的比值接近理论值，略微偏大这是由于晶体管毫伏表与示波器的示数有 差别所致。

第6章习题答案1. 概念题：（1）由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈，电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。

（2）反相比例运算电路的输入阻抗小，同相比例运算电路的输入阻抗大，但会引入了共模干扰。

（3）如果要用单个运放实现：A u＝－10的放大电路，应选用 A 运算电路；将正弦波信号移相＋90O，应选用 D 运算电路；对正弦波信号进行二倍频，应选用 F 运算电路；将某信号叠加上一个直流量，应选用 E 运算电路；将方波信号转换成三角波信号，应选用 C 运算电路；将方波电压转换成尖顶波信号，应选用 D 运算电路。

A. 反相比例B. 同相比例C. 积分D. 微分E. 加法F. 乘方（4）已知输入信号幅值为1mV，频率为10kHz～12kHz，信号中有较大的干扰，应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。

（5）在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗？（不会）加1000V的交流电压呢？（不会）（6）有源滤波器适合于电源滤波吗？（不适用）这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。

（7）正弦波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（一定）矩形波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（不一定）（8）作为比较器应用的运放，运放一般都工作在非线性区，施密特比较器中引入了正反馈，和基本比较器相比，施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。

（9）正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同，是因为反馈耦合端的极性不同，RC正弦波振荡器频率不可能太高，其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。

（10）非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。

（11）当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时，石英晶体呈阻性；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈感性；其余情况下石英晶体呈容性。

（12）若需要1MHz以下的正弦波信号，一般可用 RC 振荡电路；若需要更高频率的正弦波，就要用 LC 振荡电路；若要求频率稳定度很高，则可用石英晶体振荡电路。