【文章內(nèi)容簡介】 為正弦波時半波整流和全波整流輸出波形如圖 所示。 8 圖 半波整形與全波整形輸出波形 半波精密整流電路工作原理 當 uI 大于 0時，必然使集成運放的輸出 Uo ﹤ 0， 從而導致二極管 2D 導通，1D 截止；小于 0時，必然使集成運放的輸出 Uo ﹥ 0，從而導致二極管 1D 導通， 2D截止。 .2 半波精密整流電路原理圖 9 圖 二極管的伏安特性曲線 在如圖 所示的半波整流電路中，由于二極管的伏安特性曲線如圖 所示，當輸入電壓 uI 幅值小于二極管的開啟電壓 Uon 時 ，二極管在信號的整個周期均為截止狀態(tài)，輸入電壓始終為零。即使 uI 幅值足夠大，輸入電壓也只反映 uI 大于 Uon 的那部分電壓的大小。因此，該電路不能對微弱信號整流。 半波精密整流電路如圖所示，其工作原理： 當 uI 大于 0時，必然使集成運放的輸出 Uo ﹤ 0， 從而導致二極管 2D 導通， 1D截止，電路實現(xiàn)反相比例運算，輸出電壓 Uo =( 1R / 2R )uI ， 當 uI 小于 0時，必然使集成運放的輸出 Uo ﹥ 0，從而導致二極管 1D 導通， 2D截止， 1R 中電流為零，因此輸出電壓 Uo =0。 二極管具有單向導電性，這在電子電路中應用非常廣泛。例如整流電路就是二極管的典型應用之一。但由于二極管死區(qū)電壓的存在，對于幅值小于死區(qū)電壓的正弦信號來說， 二極管將不導通，故起不到整流作用。圖 3. 2所示的電路，就是 一精密整流電路，它將毫伏級的正弦信號轉換成半波輸出。 二階低通濾波器電路的設計 濾波電路 濾波電路是一種能讓需要頻段的信號順利通過，而對其它頻段信號起抑制作用的電路。這種電路中，能把順利通過的頻率范圍，稱之為“通頻帶”或“通帶”；反之，受到衰減或完全被抑制的頻率范圍，稱之為“阻帶”；兩者之間幅頻特性發(fā)生變化的頻率范圍，稱之為“過渡帶”。 理想濾波器的特性只需用截止頻率描述，而實際濾波器的特性曲線無明顯的轉折點，兩截止頻率之間的幅頻特性也非常數(shù)，故需用更多參數(shù)來描述。 10 通帶放大倍數(shù) UPA? 。稱通帶中輸出電壓與輸入電壓之比 UPA? 為通帶放大倍數(shù)。 通帶截止頻率 cf 。幅頻特性值等于 UPA? 所對應的頻率稱為濾波器的截止頻率。以 UPA? 為參考值， UPA? 對應于 3dB 點，即相對于 UPA? 衰減 3dB。若以信號的幅值平方表示信號功率，則所對應的點正好是半功率點。 圖 低通濾波器的實際幅頻特性 從 cf 到 uA? 接近零的頻段稱為過渡帶，是 uA? 趨近于零的頻段稱為阻帶。過渡帶越窄，電路的選擇性越好，濾波特性越理想。分析濾波電路就是求解電路的頻率特性，對于 LPF,HPF,BPF,BEF,APF 就是求解出 UPA? ， cf 和過渡帶的斜率。 有源濾波電 路 此次設計我們所用的是有源濾波電路。有源濾波電路一般是由 RC 網(wǎng)絡和集成運放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能起到濾波作用，與此同時還可以進行放大。組成電路時應選用帶寬合適的集成運放。有源濾波電路不適用于高電壓大電流的負載，只適用于信號處理。通常，直流電源中整流后的濾波電路均采用無源電路，且在大電流負載時，應采用 LC電感電容電路。 有源濾波器工作原理是：用電流互感器采集直流線路上的電流，經(jīng) A/D 采樣，將所得的電流信號進行諧波分離算法的處理，得到諧波參考信號，作為 PWM 的調制信號，與三角波相比，從而得到開關信號，用此開關信號去控制 IGBT 單相橋，根據(jù) PWM 技術的原理，將上下橋臂的開關信號反接，就可得到與線上諧波信號大小相等、方向相反的諧波電流，將線上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源濾波器接入點后的線上電流的諧波分量反饋回來，作為調節(jié)器的輸入，調整前饋控制的誤差。 11 二階低通濾波電路 反相二階低通濾波器如圖 ，它是在反向比例積分器的輸入端再加一節(jié) RC低通電路而構成。加入 RC節(jié)可以使濾波器的過渡帶變窄，衰減斜率的值加大。 這次我們選用低 通濾波器是使其抑制高頻量或干擾和噪聲，允許信號中的低頻或直流分量通過。 圖 反相二階低通濾波器 場效應管電路的設計 場效應管的工作原理 場效應管如圖 工作原理用一句話說，就是“漏極 源極間流經(jīng)溝道的ID，用以門極與溝道間的 PN 結形成的反偏的門極電壓控制 ID”。更正確地說，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由 PN 結反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴展變化控制的緣故。在 VGS=0 的非飽和區(qū)域，表示的過渡層的擴展因為不很大，根據(jù)漏極 源極間所加 VDS 的電場，源極區(qū)域的某些電子 被漏極拉去，即從漏極向源極有電流 ID 流動。從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID 飽和。將這種狀態(tài)稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是 12 電流被切斷。 在過渡層由于沒有 電子 、空穴的自由移動，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動。但是此時漏極 源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產(chǎn)生 ID 的 飽和現(xiàn)象 。其次， VGS 向負的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時過渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。而且 VDS 的電場大部分加到過渡層上，將電子拉向漂移方向的電場，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。 圖 場效應管 場效應管的主要作用 。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此 耦合電容 可以容量較小，不必使用 電解電容器 。 。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。 。 。 電子開關