小信号精密整流滤波电路设计报告 一、设计分析 在现代共农业生产和日常生活中,广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比,交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时,采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说,采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。这种电压的升高和降低,在交流供电系统中可以很方便而又经济地由变压器来实现。此外,异步电动机比起直流电动机来,具有构造简单、价格便宜,运行可靠等优点。在一些非用直流电不可的场合,如工业上的电解和电镀等,也可利用整流设备,将交流电转化为直流电。交流电的电压(或电流)随时间作周期性变化。实际上,所谓交流电包括各种各样的波形,如正弦波、方波、锯齿波等。本设计中,我们主要面向正弦交流电。其原因在于,正弦交流电在工业中得到广泛的应用,它在生产、输送和应用上比起直流电来有不少优点,而且正弦交流电变化平滑且不易产生高次谐波,这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备运行中的能量损耗。另外各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而成(用傅里叶分析法),因此可用正弦交流电的分析方法来分析非正弦交流电。 二、原理分析 整流和滤波 整流的作用是把交流电转换成直流电,严格地讲是单方向大脉动直流电。 滤波:单相整流电路整流后的直流电为脉动直流电,其中仍包含较多的交流成分,为保证电源质量需要滤除其中的交流成分,保留直流成分,将脉动变化的直流电变为平滑的直流电。 1. 全波整流 由于二极管的伏安特性在小信号时处于截止或特性曲线的弯曲部分,一般利用二极管的单向导电性来组成整流电路,在小信号检波时输出端将得不到原信号(或使原信号失真很大)。如果把二极管置于运算放大器组成的负反馈环路中,就能大大削弱这种影响,提高电路精度。 如图1.1是同相输入精密全波整流电路,它的输入电压υ I与输出电压υ o有如下关系: 图中A1组成同相放大器,A2组成差动放大器,υ I都加在运放的同相输入端,具有较高的输入电阻。 图1.1精密全波整流电路 当υ I >0时,D1导通,D2截止,此时A1构成电压跟随器,有υ N1=υ P1=υ I此电压通过Rf1和R2加到A2的反相端;而A2的同相端输入电压也为υ I,所以A2的输出电压υ o为: 当υ I<0时,D1截止,D2导通,此时A1为同相放大器,有: 而A2的输出电压为: 当电路参数如图1.1所示,即选择Rf2=2Rf1=2R1=2R2时,则...