Přesný usměrňovač - Precision rectifier
Přesnost usměrňovač je konfigurace získané s operačním zesilovačem , aby byly na obvodu chovat jako ideální diody a usměrňovače . Je to velmi užitečné pro vysoce přesné zpracování signálu. Pomocí přesného usměrňovače lze velmi snadno zpracovat vysoce přesné zpracování signálu.
Přesný usměrňovač založený na operačních zesilovačích by neměl být zaměňován s ideální diodou pro aktivní rektifikaci založenou na výkonu MOSFET .
Základní obvod
Základní obvod implementující takovou funkci je zobrazen vpravo, kde může být jakékoli zatížení. Když je vstupní napětí záporné, na diodě je záporné napětí, takže funguje jako otevřený obvod, zátěží neprotéká žádný proud a výstupní napětí je nulové.
Když je vstup kladný, je zesílen operačním zesilovačem, který spíná diodu. Proud protéká zátěží a na základě zpětné vazby se výstupní napětí rovná vstupnímu napětí.
Skutečný práh super diody je velmi blízko nule, ale není nula. Rovná se skutečné prahové hodnotě diody dělené ziskem operačního zesilovače.
Tato základní konfigurace má problém, takže se běžně nepoužívá. Když se vstup stane (i mírně) záporným, běží operační zesilovač s otevřenou smyčkou, protože diodou není zpětnovazební signál. U typického operačního zesilovače s vysokým ziskem otevřené smyčky je výstup sytý. Pokud se pak vstup stane opět kladným, operační zesilovač se musí dostat z nasyceného stavu, než může znovu dojít k pozitivnímu zesílení. Tato změna generuje určité vyzvánění a nějakou dobu trvá, což výrazně snižuje frekvenční odezvu obvodu.
Vylepšený obvod
.svg)
Vpravo je uvedena alternativní verze.
V tomto případě, když je vstup větší než nula, D1 je vypnutý a D2 je zapnutý, takže výstup je nula, protože druhý konec je připojen k virtuální zemi a není tam žádný proud . Když je vstup menší než nula, D1 je zapnutý a D2 je vypnutý, takže výstup je jako vstup se zesílením . Jeho vztah vstup-výstup je následující:
Výhodou tohoto obvodu je, že operační zesilovač nikdy nepřesáhne, ale jeho výstup se musí změnit o dva poklesy diodového napětí (asi 1,2 V) pokaždé, když vstupní signál překročí nulu. Proto rychlost zabití operačního zesilovače a jeho frekvenční odezva ( produkt zisk-šířka pásma ) omezí vysokofrekvenční výkon, zejména pro nízké úrovně signálu, i když je možná chyba menší než 1% při 100 kHz.
Podobné obvody lze použít k vytvoření přesného plného vlnového usměrňovacího obvodu.
Detektor špiček
S malou úpravou lze základní přesný usměrňovač použít k detekci špiček úrovně signálu. V následujícím obvodu kondenzátor udrží špičkovou úroveň napětí signálu a spínač se použije k resetování detekované úrovně. Když vstup Vin překročí Vc (napětí na kondenzátoru), dioda je předpjatá dopředu a obvod se stane napěťovým sledovačem. Následně následuje výstupní napětí Vo po Vin, pokud Vin překročí Vc. Když Vin klesne pod Vc, dioda se změní v předpětí a kondenzátor udrží náboj, dokud vstupní napětí opět nedosáhne hodnoty větší než Vc.
