发布时间 : 星期一 文章用于微弱交流电压信号的精密整流电路设计燕山大学要点更新完毕开始阅读7982c71b2a160b4e767f5acfa1c7aa00b42a9d65
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第一章 模块电路
本实验的目的是掌握微弱交流电压信号的放大，整流，滤波，检测外部物理信号的传感器所输出的电信号通常是很微弱的交流信号。对于这些能量过于微弱的信号，既无法直接显示，也很难作进一步分析处理。许多测量仪器的测量电路经常是将这种微弱信号进行放大、整流，然后测量。本文介绍能对这种微弱信号进行放大、全波整流和滤波成直流信号的电路，灵敏度较高，基本满足了检测要求。
1.1 交流电路
正弦交流电的表达式如下，其曲线如图2.1-1所
图1.1-1 正弦交流电电压电流图
由此可见，正弦交流电的特征表现在整弦交流电的大小、变化快慢及初始值三方面。而它们分别由幅值（或有效值）、频率（或周期）和初相位来确定。所以幅值、频率、初相位被称为正弦交流电的三要素。
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1.2 整流电路模块
整流电路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，而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。
整流原理：利用二极管的单向导电性可实现整流。 如下我们分为半波整流和全波整流 半波整流：如下图所示为半波整流器件。
图1.2-1 半波整流器件
半波整流电路：半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、剩下半周的整流方法，叫半波整流。作用是将交流电转换为直流电，也就是整流。
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VoViR1R2D2-+D1
图 1.2-2 半波整流器
(1) Vi>0: 正的输入使D1导通，因此在环运算放大器产生一个负反馈。利用虚地原理可得vN=0。这表明D1将运算放大器的输出箝位在
VOA=-VD（1o）n。另外，D2截止，因此没有电流流过R2，Vo?0
(2) Vi<0：负的输入使运算放大器的输出为正，D2导通。这样得到另一条经过D2和R2的负反馈通路，它仍能确保VN=0。显然，D1此时截止，
因此从运算放大器流出，流向R2的电流等于v1从R1处吸收的电流，或
Vo?00?V1?R2R1 由此可得:
Vo??R2ViR1 （1.2.1）
另外
VOA?Vo?VD2（on） （1.2.2）
我们得到半波整流图如下图所示。
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图1.2-3 半波整流图
如上图所示我们可以看到半波整流后的效果图。
1.3 全波整流模块
全波整流是一种对交流整流的电路。在这种整流电路中，在半个周期内，电流经过一个整流器件（比如晶体二极管），而在另一个半周内，电流流经第二个整流器件，并且两个整流器件的连接能使流经它们的电流以同一方向流过负载。全波整流整流前后的波形与半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的两个半波，这就提高了整流器的效率，并使已整电流易于平滑。因此在整流器中广泛地应用着全波整流。在应用全波整流器时其电源变压器必须有中心抽头。无论正半周或负半周，通过负载电阻的电流方向总是相同的。如下图所示，为全波整流器件。
图1.3-1 全波整流器件
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