绝对值电路是物理电路中数据信息的处理后的一种电路
1.绝对值电路作用
电路设计中绝对值电路对信号取绝对值变成正信号后,(将信号取绝对值后再除以√2得到的信号)就是工程中的测量值,而物理中的电路由于有相当部分是用最大值的电路,而且电路中的方向也会使数据需要处理才能得到真正的利用。绝对值电路处理方法是对数据转化为我们生活中的实际应用的数据的重要途经。
2.绝对值电路图
3.绝对值电路原理
当输入为正时不形成负反馈。则输出u1>u2则和后面LM358进行比较输出为正,当输出为负信号时,则-u10则输出也为正。
由运放的原理虚短虚断,前面的是一个精密电路也就是只有当为正时才能与后面的构成减法电路,u6-u5>0则输出也为正。当输入为负时则只有二阶起到负反馈的作用所以负负得正。所以始终为正就相当于取绝对值。
绝对值电路起全波整流器的作用。正输入电压导致第一个放大器充当一个具单位增益的反相器。第二个放大器再次对该输出进行反相,以产生一个正输出电压。负输入电压使第二个放大器的正输入朝正向移动,达到一个数值为 2/3Vin 的电压。由第二个放大器以 3/2 的增益对此电压进行放大也将产生一个与输入电压相等的正输出电压。
常用全波整流器电路示意图。这种设计依赖两个快速运算放大器和五个精密电阻来获得高性能。当输入信号为正时,A1的输出为负,所以D1反向偏置。D2正向偏置,从而关闭A1附近经过R2的反馈环路并形成反相放大器。A2将乘以增益-2的A1输出和乘以增益-1的输入信号相加,得到净增益+1。当输入信号为负时,D1正向偏置,从而关闭A1附近的反馈环路。D2反向偏置,故不导通。A2将输入信号反相,产生正输出。因而,A2的输出为正电压,表示正负输入的绝对值。
这种设计有几个固有的性能和系统缺点,如成本、交越失真、增益误差及噪声等。该设计要求双电源和许多高性能元件,进一步提高了成本和复杂度。由于输入信号跨越0 V + ΔV和0 V – ∆V,A1的输出必须在–VBE 至 +VBE之间摆动,所以响应时间可能较长。高速运算放大器和二极管可以帮助减轻这个问题,不过代价是更高的功耗。绝对值输出的增益精度取决于R1、R2、R3、R4和R5的匹配程度。甚至一个电阻的小量失配,也会造成正负绝对值峰值之间的巨大误差。整体噪声增益为6,放大了运算放大器噪声、失调和漂移效应。
为更简单、更有效的绝对值电路,只需一个AD8277双通道差动放大器和一个正电源。当输入信号为正时,A1充当电压跟随器。A2两个输入端的电位与输入信号相同,所以A2只是将正信号传递到输出端。当输入信号为负时,A1输出端处于0 V,而A2 反转输入信号。最终获得输入信号绝对值。可在高达10 kHz的频率下对高达±10 V的信号进行整流。如果要整流的信号非常微弱,在每个运算放大器输出端放置一个下拉电阻可以提高0 V附近的电路性能。
这个电路看似简单,但功能可行,这完全得益于AD8277出色的输入输出特性以及单电源工作能力。和大多数单电源供电应用不同,该差动放大器的输入可在0 V 以下驱动。这允许A1的输入端在接受负输入信号的同时,保持0V输出。输入端集成ESD二极管,过压保护能力更棒。
这个改进的绝对值电路克服了传统整流器设计的诸多缺陷,其价值超乎想象。其中最为突出的是减少了所需元件数:只需一个器件。取消了外部二极管,同时也消除了交越失真。激光晶圆调整电阻精确匹配,确保增益误差低于0.02%。电路的噪声增益只有2,噪声、失调及漂移更低。由于采用2 V至36 V单电源供电,AD8277静态电流低于400μA。
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