用圖說明精密半波整流電路的結構和原理

利用二極管（開關器件）的單向電導率特性和放大器優異的放大性能，可用于對輸入交流信號（特別是小幅值電壓信號）進行精確整流，從而形成精密的半波整流電路。如果增加一個簡單的電路，就可以構建一個精確的全波整流電路。

二極管的導通壓降約為0.6V。這種導通壓降也稱為二極管閾值電壓，這意味著二極管在0.6V閾值之后從關斷狀態變為導通狀態。在傳統的整流電路中，由于整流電壓的幅度遠高于二極管的導通壓降，因此該閾值電壓的存在幾乎可以忽略不計。但在處理小幅度交變信號時，如果信號幅值甚至小于0.6V，即使二極管有整流能力，也完全沒用。

當二極管環顧四周時，它的助手，一個具有出色放大性能的運算放大器及時出現，改變了這一結果。兩人一拍即合，小信號精密半波整流電路即將亮相。請看下圖。

精密半波整流器的電路和波形

上圖中的電路忽略了輸入信號的正半波，只整流輸入信號的負半波，經過相位反轉后輸出。

（1）在輸入信號的正半周期（0~t1矩）中，D1導通，D2關斷，電路相當于一個電壓跟隨器（圖中電路b）：

在D1和D2導通之前，電路處于開環狀態，電壓放大因子非常大。此時（輸入信號的正半波輸入周期），即使放大器的輸入變為負，二極管D1也導通。（相當于短路），D2反向偏置被切斷（相當于開路），形成電壓跟隨器模式。由于同相端子接地，電路變為跟隨地電平的電壓跟隨器，輸出端子仍能保持零電位。

（2）在輸入信號的負半周期（t1~t2處），D1關斷，D2導通，電路相當于逆變器（圖中電路c）：

在輸入信號的負半波周期內（D1和D2導通前），即使微小輸入信號的輸出端變為正，二極管D1反向偏置，D2正向偏置，形成反相（放大）電路模式。負半波信號反轉輸出。

在工作過程中，兩個二極管默契配合，一個導通，另一個關斷，輸入正半波信號接在門外，保持原有輸出狀態不變;對于輸入負半波信號，將其放入門中以幫助它轉動翻筋斗（反相）之后發送。兩款二極管的精誠合作，加上運算放大器出色的放大性能、充足的成分、地道的做工，成就了精密半波整流的“大餐”。

如果將反饋電阻R2的電阻值調整為R2=2R1，然后與輸入信號混合，則形成全波精密整流電路，如下圖所示。

電路和波形

增加N2放大器的反饋電阻R1，使R2=2R1，使整流后的信號反相放大兩次后再輸出，然后加入輸入信號。在負半波輸入-10V上加整流+5V，10+（-5）=5，就可以“消除”負半波，得到全波整流電壓。

所謂魔電（模塊化電），如果能看透它的變形技術，只剩下一個電路模型了，那為什么是魔術呢？

精密電路故障檢測的前提是所有運算放大器都是直流放大器，甚至可以施加直流電壓信號來確定電路是好是壞。

（1）當輸入信號電壓為零時，輸出端（D2的負端為輸出端），輸出電壓也為0V;

（2）當正電壓信號為輸入時，輸出端保持0V;

（3） 當負電壓信號為輸入時，IN=-OUT。