用普通檢波二極管作檢波器時,由于其正向伏安特性不是線性的,因此在小信號下,檢波失真相當(dāng)嚴(yán)重。另外,二極管的正向壓降隨溫度而變,所以檢波器的特性也受溫度影響。
用運算放大器構(gòu)成的精密檢波器,能克服普通二極管的缺陷,得到與理想二極管接近的檢波性能。而且檢波器的等效內(nèi)阻及溫度敏感性也比普通檢波器好得多。
如
上圖所示:當(dāng)Usr為負(fù)時,經(jīng)放大器反相,U'sc>0,D2截止,D1導(dǎo)通。D1的導(dǎo)通為放大器提供了深度負(fù)反饋,因此,放大器的反相輸入端2為虛地點,檢波器從虛地點經(jīng)過R2輸出信號。所以Usc=0。
當(dāng)Usr為正時,U'sc<0,所以D1截止,只要U'sc達到-0.7V,D2就導(dǎo)通,這時,可把D2的正向壓降UD看成是放大器的輸出失調(diào)電壓,因此電路相當(dāng)于反相輸入的比例放大器,其傳輸特性為Usc=-(R2/R1)Usr=-Usr。
綜上所述,上圖的傳輸特性為Usc=0(Usr<0);Usc=-Usr(uSR>0)。
由于運放的開環(huán)增益Gol很高,因此,當(dāng)輸入信號為正時,只要Usr≥UD/Gol,就會使D2導(dǎo)通,而且D2一旦導(dǎo)通,放大器就處于深度的閉環(huán)狀態(tài),非線性失真非常小,從小信號開始,輸入和輸出之間就是具有良好的線性關(guān)系。它的死區(qū)電壓非常小,等于二極管的正向壓降UD的1/Gol倍。設(shè)D2導(dǎo)通時檢波器的反饋系數(shù)為F,則這種精密檢波器的內(nèi)阻和溫度系數(shù)為普通檢波器的1/(Gol·F)倍,當(dāng)R2>R1時,檢波器還兼有電壓放大作用,可將信號放大R2/R1倍。