模拟电子技术

非线性妙用:精密整流与限幅

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。

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