精準二極體電路是個相當流行而有實用價值的訊號處理線路(signal processing)。何謂訊號處理線路?其乃能在某一輸入訊號下操作而產生另一新形勢輸出訊號者也;是故整流作用,截割作用,對數或反對數作用等等,皆屬其領域範圍。
此線路基本上是個電壓隨耦器唯僅在回授迴路內加進二極體,使其僅在輸入訊號的某一半週下操作,因而完全半波整流作用。D1為整流二極體,其在輸入電壓高於零電位時導通,是故形成輸入正半週完全相同之單元增益複製波形;另於負半週時,D1反偏,輸出為零。
經由此線路,D1之非線性與溫度敏感特性,在輸出波形上皆未出現;此乃因這些參數都被OP-AMP的回授迴路所移除之故。同時此線路之反應,亦無一般二極體的所謂最小正向起啟電壓;因高的放大倍數會自動調整推動D1的電壓,因此即使輸入電壓僅有幾毫伏,此線路亦能準確的維持輸出。
本線路的極限由所用運算放大器及其相關的操作速度決定。由於D1不通時,回授網路形同開路,故放大器A1操作在開回路與閉回路間轉換。但若D1導通,則A1欲達到穩定輸出狀況下所需要的時間,顯然受放大器A1本身的迴轉率及頻寬限制;故適當的選擇A1,將是決定此線路優劣的所在。又此線路A1採用101,若欲增快其反應速度,則可藉加入一任選之「捕獲」二極體("catch" diode)來解決。
此二極體D2在開迴路的半波定位放大時,使其不得飽和;未達飽和,則放大器之恢復時間(recovery time)必然加快矣。另需略為注意的難題是:當線路處於不操作的半週時,其有極高的輸出阻抗;換句話說,在這半週下,輸出與D1呈floating狀態,故若下一級線路沒有負載時,必須在其與地點之間加一負載電阻RL。
(原載:IC OP-AMP COOKBOOK)
轉載音響技術第88期APR. 1983 實用電路精粹/精準二極體電路 PC-26/
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