精密全波整流電路的一種電路實(shí)現(xiàn)

全波整流電路也叫做絕對(duì)值電路，輸出電壓為輸入電壓的絕對(duì)值。全波整流電路在直流穩(wěn)壓電源電路中很常見(jiàn)，四個(gè)二極管構(gòu)成的整流橋就是最基本的全波整流。不過(guò)采用二極管的整流電路由于二極管固有的開(kāi)啟電壓的影響，當(dāng)輸入電壓較低時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。輸出電壓也比輸入電壓小一個(gè)二極管的壓降，因此也就只能在穩(wěn)壓電源電路中使用，要是對(duì)小信號(hào)進(jìn)行處理，必須采用特性更好的精密全波整流電路。

最近在看一篇文章，里面介紹了一種精密全波整流電路，電路如圖1 所示。

圖1 精密全波整流電路(三個(gè)三極管)

整個(gè)電路設(shè)計(jì)的挺巧妙的。我仿真了一下效果也蠻不錯(cuò)的。這里簡(jiǎn)單的對(duì)這個(gè)電路分析一下。

運(yùn)放U1的作用是將輸入信號(hào)Vin反向，得到-Vin。三極管Q2、Q3 其實(shí)就是兩個(gè)射極跟隨器電路將輸出并聯(lián)到一起了。這樣最終輸出的電壓由兩路射極輸出中電壓較高的那路決定，就等于是求絕對(duì)值運(yùn)算了。Q1 的作用是給 Q2 和 Q3 的基極提供一個(gè)合適的直流工作點(diǎn)，使得 Q2 和 Q3 處于臨界開(kāi)啟狀態(tài)，這樣輸入信號(hào)稍微偏離零電位一些就會(huì)使得 Q2 或 Q3有輸出。下面是我用 Multisim 仿真的結(jié)果。

圖2 仿真結(jié)果

從仿真結(jié)果可以看出輸出的波形比輸入波形稍往上有個(gè)偏移。這是由于 Q1 將Q2 和 Q3 的基極電位抬高使得 Q2和Q3處于微微開(kāi)啟狀態(tài)，也就是當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出也是稍有些電壓的。不過(guò)這個(gè)偏移很小，只有幾十mV。對(duì)大多數(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)沒(méi)有太大的影響。如果對(duì)此很在意，可以適當(dāng)?shù)募哟驲6的阻值，R6增大，Q1的基極電流降級(jí)， 發(fā)射結(jié)壓降降低，Q2、Q3的基極靜態(tài)工作點(diǎn)同樣也會(huì)降低。

最后來(lái)總結(jié)一下這個(gè)電路的優(yōu)缺點(diǎn)：

這個(gè)電路整體來(lái)說(shuō)效果還不錯(cuò)，但是由于采用了C1、C2兩個(gè)隔直電容因此低頻特性肯定會(huì)受到影響。低頻截止頻率我沒(méi)仔細(xì)算，但是簡(jiǎn)單的估算還是很容易的，忽略其他部分的影響，C1和R4構(gòu)成一個(gè)高通濾波，C2和 R5構(gòu)成一個(gè)高通濾波。這兩個(gè)高通濾波的截止頻率就決定了整個(gè)電路的截止頻率。

除了本文給出的這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，其實(shí)還有許多各具特色的電路實(shí)現(xiàn)。哪天有空了我試著總結(jié)一下。

最后說(shuō)幾句題外話，本人反對(duì)使用盜版軟件，本文中用到的Multisim 確實(shí)是盜版的。最近正在尋找 Multisim 的替代品，希望下次寫(xiě)電路方面的博客時(shí)能夠用上一款開(kāi)源的電路軟件(比如 gEDA一類的)來(lái)完成電路圖繪制與仿真的工作。