Mein Präzisions-Vollwellengleichrichter gibt nur eine Halbwelle aus; nicht sicher warum

Ich verwende derzeit einen Präzisions-Vollwellengleichrichter, wie unten gezeigt. Das Problem, das ich habe, ist, dass die Ausgabe wie ein Halbwellensignal aussieht. Bilder des Eingangs- und Ausgangssignals der Schaltung sind unten gezeigt. Die Diode, die ich verwende, ist 1N4001G und der Operationsverstärker, den ich verwende, ist LMH6611 . Ich würde gerne wissen, wie man ein Vollwellensignal am Ausgang bekommt. Jede Hilfe ist willkommen.

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Eingangssignal untenEingangssignal

Ausgangssignal untenAusgangssignal

Eingangssignal vs. AusgangssignalGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ihr Eingangssignal schwingt positiv und negativ. Haben Ihre Operationsverstärker eine positive und negative Spannungsversorgung?
Ist Vcm in Bodennähe gemäß IC-Spezifikation akzeptabel?
Versuchen Sie, Ihrem Signal eine Vorspannung hinzuzufügen, oder stellen Sie sicher, dass Sie +ve- und -ve-Stromschienen haben.
Die Eingangsvorspannung reicht nicht aus, Sie müssen auch die Vin+-Referenzen an beiden Operationsverstärkern vorspannen
@JohnBirckhead Der Operationsverstärker wird von einer Batterie gespeist; daher derzeit Einzelversorgung.
Wenn der Operationsverstärker gut versorgt ist (+5 V) ... ändern Sie alle Widerstände auf 10 k bis auf einen (den Widerstand, der vom Generator direkt zum Eingang des zweiten Operationsverstärkers geht) und den letzten Widerstand auf 20 k (oder 2 x 10 k-Serie). Etikettierung ist kein Luxus, danke. –
@ Antonio51 Das OP gab vor etwa einer Stunde zu, eine einzelne Batterie für die Versorgungsschienen verwendet zu haben. Nur zu deiner Information.
Rechts. Vorspannen Sie einfach auch den 2-Eingang + auf 2,5 V (bei 5-V-Stromversorgung). und auch Eingangssignal.
Wie soll Ihr Opamp mit Eingangssignalen umgehen, die über seinen Versorgungsbereich hinausgehen?
@Sam Sie können eine einzelne Versorgungsschiene verwenden, aber Sie müssen einige passive Teile hinzufügen, damit dies funktioniert (Sie benötigen beispielsweise eine Mittelpunktspannungsreferenz und mehr.) Was ist Ihr Batterietyp und welche Spannung? Und ich hoffe, Sie erkennen, dass dies keine perfekte "ideale Diode" ist, sondern aufgrund der plötzlichen Ausgangsänderungen in entgegengesetzte Richtungen, die zweimal pro Zyklus wechseln, und des Unterschieds im Ausgangsstrom, der für jede Hälfte erforderlich ist, an den Böden ein wenig wackeln wird. Zyklus.
@Sam Das "und mehr", das ich zuvor erwähnt habe, ist die Notwendigkeit, die Eingangsquelle bis zur Mitte vorzuspannen. Das ist ein weiterer Kondensator und Vorspannungswiderstände, um dorthin zu gelangen. Dann müssen Sie den Ausgang auch wieder auf Masse vorspannen, sodass mindestens ein weiterer Ausgangskondensator und ein Widerstand auf Masse liegen. Wenn all das vorhanden ist, erhalten Sie möglicherweise eine passable Ausgabe.

Antworten (3)

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Abbildung 1. Die erste Stufe des Vollwellengleichrichters ist ein Halbwellengleichrichter, der die invertierten positiven Halbwellen ausgibt.

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Abbildung 2. Eingangswellenform in Blau. Ausgabe in Orange.

Das Problem ist, dass Sie eine Single-Ended-Versorgung verwenden und das bedeutet, dass der Operationsverstärker nur positive Spannungen ausgeben kann.

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Abbildung 1. Inneres des alten Operationsverstärkers 741. Quelle: Wikipedia .

Aus dem internen Schema des 741-Operationsverstärkers sollte klar sein, dass der Ausgang Strom aus dem liefern kann v S + Schiene über Q14 oder Senkestrom zum v S − Bahn über Q20. Fast alle (es gibt wahrscheinlich Ausnahmen) Operationsverstärker haben eine ähnliche Gegentaktanordnung am Ausgang.

Aus dem Obigen sollte klar sein, dass die niedrigste mögliche Ausgangsspannung dann auftritt, wenn Q20 vollständig eingeschaltet ist. Der 741 ist besonders schlecht und aufgrund der vorangehenden Stufen kann der Ausgang nur bis auf wenige Volt an V S- herankommen .

Der von Ihnen verwendete LMH6611 ist möglicherweise viel besser (ich habe es nicht überprüft), kann jedoch möglicherweise keine negative Spannung ausgeben, wenn er von einer einzelnen 9-V-Zelle gespeist wird.

Die einfachste Lösung besteht darin, eine zweite 9-V-Batterie hinzuzufügen, um die negative Schiene bereitzustellen.

LM6611 wird mit 2,7 V bis max. 11 V versorgt.

Sie spannen diese bipolaren Operationsverstärker nicht richtig mit einer einzigen Versorgung vor.

Sie haben zwei Möglichkeiten:

  1. Holen Sie sich einen OpAmp mit Einzelversorgung und PNP-Eingängen, die am Eingang mit 0 V betrieben werden.
  2. Fügen Sie beiden Operationsverstärkern eine negative Spannung hinzu und halten Sie den Eingang innerhalb der Vcommon-Mode-Bereichsspezifikationen.

Andere

Da Sie nur das + ve in einem halben Zyklus erhalten, verwenden Sie höchstwahrscheinlich eine einzelne Versorgung, die nicht für diesen Vorgang ausgelegt ist. Dies erfordert einen bestimmten Typ mit PNP- oder Pch-FET-Eingang, der bis hinunter zu Vee arbeitet.

Um die Leistung zu reduzieren, erhöhen Sie alle Widerstände über 100 k. dann alle oben genannten Eingänge mit niedrigem Rs > 1k auf Vbat/2 vorspannen.

Ich habe ein zusätzliches Bild zur besseren Verdeutlichung hinzugefügt. Ich bekomme nur -ve aus dem halben Zyklus.
Das habe ich schon verstanden. Hast du meine Lösung verstanden?
Es tut mir leid. Ich habe Ihre Lösung nicht ganz verstanden; Ich habe verstanden, dass ich einen höheren Widerstand verwenden muss, um die Leistung zu reduzieren.
@ Sam Tonys erster Absatz: "Sie verwenden eine einzige Versorgung". Sie sollten eine doppelte Versorgung verwenden, dh eine positive Versorgungsspannung, die mit dem positiven Leistungspin des Operationsverstärkers verbunden ist, eine negative Versorgungsspannung, die mit dem negativen Leistungspin des Operationsverstärkers verbunden ist. Sie können die Schaltung auch in der Mitte vorspannen (Tonys zweiter Absatz), wenn Sie eine einzelne Versorgung verwenden möchten. Dies erfordert jedoch mehr Designarbeit und ist nicht geeignet, wenn Sie gerade erst anfangen, mit Operationsverstärkern zu spielen. Ein weiterer Hinweis: Verwenden Sie kleine Signaldioden wie 1N4148, keine großen langsamen Gleichrichterdioden wie die 1N4001. Machen Sie sich jetzt keine Sorgen um Ihre Widerstandswerte.
Wenn Sie nicht über den richtigen IC verfügen, ist die einfachste Lösung, eine Batterie für Vee anstelle von 0 V hinzuzufügen. Auch wenn nur -3V

Sie bekommen, was Sie sollten. Versuchen Sie ein Experiment nur mit Dioden und Sie erhalten dieselbe Wellenform (Spannungen sind unterschiedlich). Sehen Sie sich den Bereich an, in dem die Eingabe gegenüber der Ausgabe liegt. Die Ausgangsfrequenz ist doppelt so hoch wie die Eingangsfrequenz und beachten Sie, dass der Ausgang positiv wird, wie er sollte, wenn der Eingang ins Negative schwingt. Es funktioniert wie es soll.

Ich glaube, Sie haben bei Ihrer Analyse etwas übersehen. Siehe meine Antwort für ein Diagramm der Ausgabe der ersten Stufe; es sind die positiven Halbzyklen invertiert. Dies geht zu einem invertierenden Summierverstärker mit Verstärkungen von -1 für das Eingangssignal und -2 für den Ausgang der Gleichrichterstufe. Das Endergebnis ist ein vollweggleichgerichtetes Signal. Das Problem ist, dass die Gleichrichterstufe bei einer Single-Rail-Versorgung, deren Verwendung in den Kommentaren zugelassen wurde, nicht negativ schwingen kann.
Mein Präzisions-Vollwellengleichrichter gibt nur eine Halbwelle aus; nicht sicher warum
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