非线性妙用:精密整流与限幅
约 10 分钟
0.7 V 的尴尬
第二章开始,我们玩点「不线性」的。第一讲的桥式整流有个硬伤:二极管要 0.7 V 才导通,整流毫伏级的小信号——比如传感器输出的 20 mV 交流——二极管从头到尾都在装睡,信号整个被门槛吃掉。
把二极管塞进运放的反馈环里
妙计:让二极管待在运放的负反馈环路内。二极管不导通时,运放开环输出冲到它导通为止;导通后负反馈接管,输出老老实实等于输入。0.7 V 门槛被运放的 10 万倍增益「除以」,等效门槛只剩微伏级——这就是精密整流器,几毫伏的小信号也能整得干净。再配一只电容滤波,就成了精密峰值检波,万用表测交流电压靠的就是它。
限幅:故意把波形削平
反过来,有时就是要「失真」:稳压二极管反向接进反馈环,输出一超过稳压值就被钳住,波形顶被削平——限幅器。对讲机里用它防止大喊炸音;数字电路前端用它挡住意外高压,保护后面的芯片。
线性与非线性,都是工具
放大要线性,整流、限幅、比较偏偏要非线性。模电的成熟,就是知道什么时候要保真、什么时候要「动手脚」。
练一练:为什么普通二极管整流不了 20 mV 信号,精密整流器却可以?
小纸条
给家长讲讲「把缺点藏进放大器肚子里」的思路:精密整流怎么消灭 0.7 V 门槛。
登录 后可看答案