單電源高精度整流器電路分析

　　最近的許多設計都依靠單電源運算放大器 (op amp) 的飽和行為來實現整流。在許多情況下，這樣做是可以接受的，但如果您想避免出現運算放大器飽和以及這種飽和帶來的許多固有問題(緩慢的恢復時間、潛在的非理想相位反向)，則圖1所示電路是一款較好的解決方案。

　　圖1 單電源高精度整流器

　　圖1所示電路接受負信號(高達器件的電源軌;本例中為5V)。利用一個+5V 電源，該電路可以接受高達10vp-p 的零伏集中信號(即 ±5V)。

　　就正信號 (Vin》0V) 而言，U1起到一個加法器放大器的作用，而U2和U1則不相干。就負信號 (Vin 《0V) 而言，D1和U2形成一個接地鉗位，將U1的非反相輸入保持在0V。現在，U1僅起到一個反相放大器的作用。結果是 VOUT時的全波整流正弦波，如圖2所示。

　　圖2 圖1所示電路的SPICE仿真

　　為了讓該電路能夠正常工作，運算放大器輸出必須在沒有相位反相的情況下擺向輸入和輸出的負電源軌。

　　相同電路可用于沒有在接地參考電壓以下擺動的輸入信號，但只需將U2的參考點(非反相輸入)變為中間電源電壓參考，便可使電路參考VCC/2，如圖3所示。

　　圖3 改變U2的參考電壓對整流器輸入范圍的改變情況

　　圖4顯示了圖3電路的運行情況。圖4中，頂部軌跡線 (Vin) 參考中間電源電壓，因此它似乎為雙極—標識為Vin_ref的軌跡線為參考電壓的實際輸入電壓，其在所有時間都明顯地維持在參考電壓以上。

　　圖4 圖3所示電路的SPICE仿真

　　圖1和圖3的電路都逐漸達到所用運算放大器的電壓擺動限制。軌至軌輸入和輸出運算放大器一般允許在幾十毫伏的電源軌范圍內工作，其在這類應用中可以獲得最佳的結果。