用单运放实现全波整流电路.doc

课题四（一）
一、 题目：用单运放实现全波整流电路
二、 电路功能：
运用单运放实现全波整流电路，得到精密的脉动波。
三、 设计要求：
当Ui=220V/50Hz时，Uo为脉动波，如下图：（上图为输入波形，下图为输出波形）

四、 设计步骤及参数：
1.先设计一个精密半波整流电路，如图：

若输入为正弦信号，当ui>0时，VD2导通，VD1截止，运放处于反相放大状态，放大倍数为Av=R6/R5；而当ui<0时，VD1导通，VD2截止，使uo=0。要实现了精密半波整流，使R6=R5即可。
2.再设计一个加法电路,如图：

已知两个信号的源输入是相同的，均为220V/50Hz的正弦波信号，当总输入ui>0时，若上方支路使得uo=-ui，下方支路使得uo=2ui，总起来uo=ui就可得到正半周的原样输出，所以设计电阻关系R4=R3，R4=2R7；当总输入ui<0时，上方支路使得uo=-ui（ui>0时设计的电阻关系可以实现），下方支路使得uo=0（半波整流电路可以实现），总起来uo=-ui；综合ui>0和ui<0的情况，得到全波整流电路。
3.利用精密半波整流电路，再其后接上一个加法电路，构成闭环系统，则可得到绝对值运放电路，即为全波整流电路：
①ui>0时，VD2导通，VD1截止，uo1=-ui，而总输出uo=-ui-2uo1=-ui+2ui=ui；
②ui<0时，VD1导通，VD2截止，uo1=0，uo=-ui。
③综上所述，uo=|ui|，即始终取输入的绝对值。
4.电阻、二极管、运放的选择：
① 由于要求为单运放，所以选择通用型的LM741型号的；
② 二极管选择型号为1N4148的二极管；
③ 电阻需要在实际电路中经过实验得到比较合适的阻值，经过测试，设计为10KΩ数量级时输出失真较小。
五、 设计电路图：

六、 用Multisim8仿真结果：

各阶段波形的输出：
输入电压（经过变压器降压后的次边电压）的波形图

半波整流电路输出波形

总输出电压的波形图

七、 小结体会：
结果分析：该设计在Multisim8中完成了由单运放实现全波整流电路的设计，并实现了以上的各阶段波形的输出，所以该设计是符合要求的。
个人感想：通过对该使用电路的设计，更加深刻地掌握了电路图设计的方法及步骤，并提高了用Mutisim8仿真工具分析电路图的能力。

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