一种单电源供电的信号整流检波电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种单电源供电的信号整流检波电路，属于电路技术领域。
【背景技术】
[0002] 整流检波电路是信号处理电路的一种重要电子单元，该电路由运算放大器、二极 管和阻容等元器件组成。传统的全波检波整流电路，在输入信号的直流分量较偏置基准电 压而言出现偏移时，存在整流检波输出波形对称性差的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的：本发明采用单电源供电，通过一种新结构的整流检波电路单元实 现全波检波整流，使电路输出信号具有更好的对称性，且信号增益大于OdB。
[0004] 实现本发明目的的技术解决方案为：
[0005] -种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，包括电压转换电路单元和整流 检波电路单元；
[0006] 电压转换电路单元为整流检波电路单元提供工作电压和偏置基准电压；
[0007] 整流检波电路单元对输入信号进行全波检波整流，在输入信号的直流分量较偏置 基准电压出现偏移时，保持输出电压波形的对称性。
[0008] 所述电压转换电路单元包括一路输入的电源电压和两路输出电压，其中一路输出 电压为输入的电源电压经滤波后输出的工作电压，另一路输出电压为输入的电源电压经电 压跟随器后输出的偏置基准电压。
[0009] 所述整流检波电路单元包括级联的两个运算放大器，输入信号输入至第一运算放 大器的反相输入端，偏置基准电压分别经第七电阻、第十一电阻同时输入至第一运算放大 器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端；输入信号与第一运算放大器的反相输入 端之间还连接有由隔直电容与第八电阻串联形成的一阶高通滤波器，再分别经第十电阻连 接至第一二极管的正极，经第九电阻连接至第二二极管的负极；第一二极管的负极同时与 第二二极管的正极、第一运算放大器的输出端连接；第一二极管的正极还经第十二电阻与 第二运算放大器的同相输入端连接；第二二极管的负极还经第十三电阻与第二运算放大器 的反相输入端连接；第二运算放大器的反相输入端经第十四电阻连接至其输出端；第二运 算放大器的输出端输出为输出电压。
[0010] 所述一阶高通滤波器的截止频率为：
[0011]
[0012] 式中，C1S为隔直电容的容值与R1(]S为第八电阻的阻值。
[0013] 本发明所达到的有益效果：
[0014] (1)单电源输入。
[0015] 本发明只需提供+12V单电源电压输入，通过电压转换电路单元实现+4. 8V和+12V 双电源输出，且输出电压稳定，不受后级电路的影响。
[0016] ⑵输出信号对称性好。
[0017] 信号的直流分量和偏置基准电压存在一定偏移时，全波检波整流的输出波形与没 有偏移时较一致，且对称性好。
[0018] (3)增益大于OdB。
[0019] 整流检波输出信号Vo的峰峰值大于输入信号Vin峰峰值的一半，增益大于OdB。
【附图说明】
[0020] 图1系统硬件框架；
[0021] 图2电压转换电路单元；
[0022] 图3整流检波电路单元；
[0023] 图4aVin无偏移时，Vo输出信号波形图；
[0024] 图4bVin偏移+20mV、有隔直电容时的Vo波形；
[0025] 图4cVin偏移-20mV、有隔直电容时的Vo波形。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0027] 配合本发明实现的硬件系统如图1所示。系统主要由电压转换电路单元和整流检 波电路单元组成。其中电压转换电路单元用运算放大器TLE2074实现，它提供工作电压和 偏置基准电压。整流检波电路由运算放大器TL084和若干阻容组成，实现输入信号的全波 检波整流，在输入信号的直流分量较偏置基准电压而言出现偏移时，输出波形亦具有较好 的对称性。
[0028] 各个功能电路的设计过程详细论述如下。
[0029] 1、电压转换电路单元
[0030] +12V输入电源电压由电阻R103、R104分压，再经运算放大器TLE2074输出稳定的 +4. 8V电压。电压跟随器作阻抗变化，因此负载效应小。该电路单元实现了单电源输入、双 电源输出的电压转换，并保证电压较输出稳定，不受后级电路的影响。其具体电路如图2所 示，电压转换电路单元包括一路输入的电源电压和两路输出电压，其中一路输出电压为输 入的电源电压经滤波后输出的工作电压VCC1，另一路输出电压为输入的电源电压经电压跟 随器N1A后输出的偏置基准电压VCC2。本实施例中，电源电压为+12V，工作电压VCC1为 +12V，偏置基准电压VCC2为+4. 8V。
[0031] 2、整流检波电路单元
[0032] 输入具有+4. 8V的直流分量的正弦波信号，通过整流检波电路单元将输入信号的 正半周信号转换成负向信号，且输出信号具有较好的对称性，增益大于〇dB。其电路如图3 所示，整流检波电路单元包括级联的两个运算放大器，输入信号Vin输入至第一运算放大 器N10B的反相输入端，偏置基准电压VCC2分别经第七电阻R107、第^^一电阻R111同时输 入至第一运算放大器N10B的同相输入端和第二运算放大器N10A的同相输入端；输入信号 Vin与第一运算放大器N10B的反相输入端之间连接有由隔直电容C18与第八电阻R108串 联形成的一阶高通滤波器，再分别经第十电阻R110连接至第一二极管V13的正极，经第九 电阻R109连接至第二二极管V14的负极；第一二极管V13的负极同时与第二二极管V14的 正极、第一运算放大器N10B的输出端连接；第一二极管V13的正极还经第十二电阻R112与 第二运算放大器N10A的同相输入端连接；第二二极管V14的负极还经第十三电阻R113与 第二运算放大器N10A的反相输入端连接；第二运算放大器N10A的反相输入端经第十四电 阻连接至其输出端；第二运算放大器N10A的输出端输出为输出电压Vo。
[0033] (a)Vin彡VCC2时，第一二极管V13导通，第二二极管V14截止。
[0034]
[0035] 其中，Vin为输入信号，VCC2为偏置基准电压，V。为输出电压；R1(]8、R1M、Rn。、Rm、 Rm、R113、R114分别为电阻Rl〇8、Rl〇9、R110、Rill、R112、R113、R114的阻值。
[0036] (b)Vin〈VCC2时，第一二极管截止V13,第二二极管V14导通。
[0037]
[0038] (c)整流检波电路单元中隔直电容C18与电阻R108形成一阶高通滤波器，截止频 率：
[0039]
[0040] 因此隔直电容对频率大于截止频率4的信号没有影响。
[0041] 当输入信号Vin为峰峰值200mV、频率10kHz的正弦波信号，直流分量为4. 80V，即 输入信号中点偏置电压没有偏移时，输出电压Vo波形如图4a所示，对称性较好。
[0042] 当输入信号Vin为峰峰值200mV、频率10kHz的正弦波信号，直流分量为4. 78V或 4. 82V，即偏移±20mV时，输出电压Vo波形如图4b、4c所示，对称性较好，与信号中点偏置 电压没有偏移时的波形较一致。
[0043] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，包括电压转换电路单元和整流检 波电路单元； 电压转换电路单元为整流检波电单元路提供工作电压和偏置基准电压； 整流检波电路单元对输入信号进行全波检波整流，在输入信号的直流分量较偏置基准 电压出现偏移时，保持输出电压波形的对称性。2. 根据权利要求1所述的一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，所述电压 转换电路单元包括一路输入的电源电压和两路输出电压，其中一路输出电压为输入的电源 电压经滤波后输出的工作电压，另一路输出电压为输入的电源电压经电压跟随器后输出的 偏置基准电压。3. 根据权利要求1或2所述的一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，所述 整流检波电路单元包括级联的两个运算放大器，输入信号输入至第一运算放大器的反相输 入端，偏置基准电压同时输入至第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输 入端；输入信号分别经第十电阻连接至第一二极管的正极，经第九电阻连接至第二二极管 的负极；第一二极管的负极同时与第二二极管的正极、第一运算放大器的输出端连接；第 一二极管的正极还经第十二电阻与第二运算放大器的同相输入端连接；第二二极管的负极 还经第十三电阻与第二运算放大器的反相输入端连接；第二运算放大器的输出端输出为输 出电压。4. 根据权利要求3所述的一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，偏置基准 电压与第二运算放大器的同相输入端之间还连接第十一电阻。5. 根据权利要求3所述的一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，输入信号 与第一运算放大器的反相输入端之间还连接有由隔直电容与第八电阻串联形成的一阶高 通滤波器。6. 根据权利要求4所述的一种单电源供电的信号整流检波电路，其特征是，所述一阶 高通滤波器的截止频率为：式中，C18为隔直电容的容值与Rws为第八电阻的阻值。
【专利摘要】本发明公开了一种单电源供电的信号整流检波电路，包括电压转换电路单元和整流检波电路单元；电压转换电路单元为整流检波电路提供工作电压和偏置基准电压；整流检波电路对输入信号进行全波检波整流，在输入信号的直流分量较偏置基准电压出现偏移时，保持输出电压波形的对称性。本发明的电路只需提供单电源电压输入，通过电压转换电路单元实现双电源输出，且输出电压稳定，不受后级电路的影响。信号的直流分量和偏置基准电压存在一定偏移时，全波检波整流的输出波形与没有偏移时较一致，且对称性好。
【IPC分类】H03K5/01
【公开号】CN105187032
【申请号】CN201510500274
【发明人】鲁争艳, 金肖依, 于春香, 杨侃
【申请人】中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月14日