精密半波整流电路

一、引言随着科技的不断发展，电子技术在各个领域得到了广泛应用。

整流电路作为电子技术中的重要组成部分，是实现直流供电的关键。

半波整流电路因其结构简单、成本低廉等优点，在许多场合被广泛应用。

本次实训旨在通过实际操作，深入了解半波整流电路的工作原理，掌握其设计方法和调试技巧，为今后从事相关领域的工作打下坚实基础。

二、实训目的1. 理解半波整流电路的工作原理；2. 掌握半波整流电路的设计方法；3. 学会使用相关仪器进行电路调试；4. 提高动手能力和实践操作技能。

三、实训内容1. 半波整流电路原理分析半波整流电路主要由一个二极管和一个负载组成。

当交流电压经过二极管时，只有半个周期的电流可以通过负载，从而实现整流。

半波整流电路的输出电压为输入电压的峰值的一半，其波形为单向脉动直流电压。

2. 半波整流电路设计（1）选择合适的二极管：根据输入电压和输出电流的要求，选择具有较高整流效率和耐压能力的二极管。

（2）确定负载电阻：根据输出电压和输出电流的要求，计算负载电阻的阻值。

（3）计算滤波电容：为了减小输出电压的纹波，需要选择合适的滤波电容。

滤波电容的容量大小与负载电流、负载电阻和输入电压有关。

3. 仪器使用与调试（1）使用示波器观察输入电压和输出电压的波形，验证半波整流电路的工作原理。

（2）使用万用表测量输出电压和输出电流，验证电路的输出性能。

（3）调整滤波电容，观察输出电压纹波的变化，优化电路性能。

四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，成功搭建了半波整流电路，并对其进行了调试。

输入电压为正弦波，输出电压为单向脉动直流电压，输出电流与负载电阻成正比。

2. 结果分析（1）半波整流电路能够实现输入交流电压到输出直流电压的转换，满足实际应用需求。

（2）电路的输出电压和输出电流符合设计要求，说明电路设计合理。

（3）通过调整滤波电容，可以有效减小输出电压的纹波，提高电路的稳定性。

五、总结本次实训通过对半波整流电路的原理分析、设计方法和调试技巧的学习，使我对整流电路有了更深入的了解。

1.第一种得模拟电子书上(第三版442页)介绍得经典电路。

A1用得就是半波整流并且放大两倍,A2用得就是求与电路,达到精密整流得目得。

(R1=R3=R4=R5=2R2)2.第二种方法瞧起来比较简单A1就是半波整流电路,就是负半轴有输出,A2得电压跟随器得变形,正半轴有输出,这样分别对正负半轴得交流电进行整流！(R1=R2)3.第三种电路仿真效果如下:这个电路真就是她妈得坑爹,经过我半天得分析才发现就是这样得结论:Uo=-|Ui|,整出来得电路全就是负得,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下:当Ui>0得时候电路等效就是这样得放大器A就是同相比例电路,Uo1=(1+R2/R1)Ui=2Ui放大器B就是加减运算电路,Uo2=(1+R2/R1)Ui-(R4/R3)Uo1=-Ui当Ui<0得时候电路图等效如下:放大器A就是电压跟随器,放大器B就是加减运算电路式子整理:Uo2=(1+R4/(R2+R3))Ui- R4/(R2+R3)Ui=Ui以上就是这个电路得全部分析,但就是想达到正向整流得效果就应该把二极管全部反向过来电路与仿真效果如下图所示4.第四种电路就是要求所有电阻全部相等。

这个仿真相对简单。

电路与仿真效果如下计算方法如下:当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真就是不清楚为什么就是这样分析,可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路得分析),这就是电路图等效如下(R6就是为了测试信号源用得跟这个电路没有直接得关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)放大器A构成反向比例电路,uo1=-ui,这时在放大器B得部分构成加减运算电路,uo2=-uo1=-(-ui)注意:这里放大器B得正相输入端就是相当于接地得,我刚开始一直没有想通,后来明白了,这一条线路上就是根本就没有电流得,根本就没有办法列出方程来。

(不知道这么想就是不就是正确得)当Ui<0得时候,D1截止,D2导通,电路图等效如下:这时就需要列方程了Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2带入得到U0=-Ui这个电路在网上找到得,加在这里主要就就是感觉与上一个电路有点像,但就是现在分析了一下,这个就是最经典得电路变形,好处还不清楚。

精密半波整流电路一、引言精密半波整流电路是一种常见的电子电路，能够将交流电信号转换为直流电信号。

本文将对精密半波整流电路进行全面、详细、完整且深入地探讨。

二、精密半波整流电路的作用与原理精密半波整流电路的作用是将输入的交流电信号转换为单方向的直流电信号，并且尽量减小输出波形的波动。

其原理可以概括为以下几个步骤： 1. 输入的交流电信号经过输入滤波器进行滤波，去除高频噪声。

2. 经过滤波后的信号进入半波整流电路。

半波整流电路通过一个二极管将输入信号的负半周期去除，只保留正半周期的信号。

3. 在半波整流电路输出的正半周期信号上，经过滤波器进一步进行滤波，使得输出的直流电信号更加稳定。

4. 最终得到的输出信号即为精密半波整流电路的输出。

三、精密半波整流电路的设计与实现精密半波整流电路的设计需要考虑多个因素，包括输入信号的频率范围、输出直流电的稳定性与精确度等。

以下是一个常见的精密半波整流电路的设计步骤：3.1 选择二极管选择合适的二极管是设计一个稳定而可靠的精密半波整流电路的首要步骤。

常见的选择因素包括二极管的额定功率、最大正向电压降、最大反向电压和最大可承受电流等。

3.2 设计输入滤波器输入滤波器的作用是去除输入信号中的高频噪声，使得输入信号更加稳定。

常见的输入滤波器设计包括使用电感、电容等元件构成。

3.3 设计输出滤波器输出滤波器的作用是进一步滤除半波整流电路输出信号中的剩余交流成分，使得输出的直流电信号更加纯净和稳定。

输出滤波器的设计也需要考虑输出信号的精度和稳定性要求。

3.4 设计负载电阻负载电阻的选择需要根据具体应用场景来确定。

负载电阻决定了整流电路的输出电流和负载电压。

同时，负载电阻也应考虑功耗和热稳定性等因素。

四、优化精密半波整流电路的方法为了进一步提高精密半波整流电路的性能，可以采用以下一些优化方法： 1. 选择更高质量的二极管和其他元器件，以提高整流电路的稳定性和可靠性。

2. 使用更先进的滤波技术，如使用有源滤波器等，以进一步减小输出直流信号的波动。

精密半波整流电路精密半波整流电路是一种常见的电子电路，用于将交流电转化为直流电。

在这篇文章中，我将详细介绍精密半波整流电路的原理、特点和应用。

一、原理精密半波整流电路利用二极管的单向导电性质，将交流电信号的负半周部分切除，只保留正半周部分，从而实现直流电的输出。

它由一个二极管和一个负载电阻组成，二极管的正极接入交流电源，负极接入负载电阻，负载电阻的另一端接地。

当交流电为正半周时，二极管导通，电流经过负载电阻到达地；当交流电为负半周时，二极管截止，电流无法通过，负载电阻处于断开状态。

二、特点1. 精密半波整流电路具有简单的结构，只需要一个二极管和一个负载电阻即可实现整流功能。

2. 由于只有一个二极管的压降损耗，精密半波整流电路的效率较高，能够更好地转化电能。

3. 精密半波整流电路对输入电压的变化较为敏感，能够实时响应并输出相应的直流电压。

4. 由于只有一个二极管的导通损耗，精密半波整流电路的输出电压波动较小，能够提供稳定的直流电源。

5. 精密半波整流电路适用于对直流电压要求较高的场合，如精密仪器、电子设备等。

三、应用精密半波整流电路在实际应用中有着广泛的用途。

1. 在电子测量设备中，精密半波整流电路常用于电压测量、电流测量等功能模块，能够提供稳定的直流电源，保证测量结果的准确性。

2. 在通信设备中，精密半波整流电路常用于电源模块，为其他电路提供稳定的直流电源，保证通信设备的正常工作。

3. 在工业自动化控制系统中，精密半波整流电路常用于电流驱动模块，能够将交流电转化为直流电，为电动机、执行器等提供稳定的驱动电源。

4. 在电子制造业中，精密半波整流电路常用于电源供应模块，能够为电路板、芯片等提供稳定的工作电压，保证产品的质量和可靠性。

总结：精密半波整流电路是一种常见的电子电路，通过利用二极管的单向导电性质，将交流电转化为直流电。

它具有简单的结构、高效率、稳定的输出电压等特点，适用于对直流电压要求较高的场合。

精密整流电路07级23系 PB07210249实验目的：1了解精密半波和全波整流电路的工作原理2掌握运算放大器构成精密整流原理。

实验原理：1精密半波整流当输入电压为正时，反馈二极管导通，输出二极管截止，输出为零，；当输入 为负时，输出二极管导通，反馈二极管截止，输出正压。

⎪⎩⎪⎨⎧<->=00010i i f i u u R R u u在不考虑二极管导通压降和反向电流时，输入、输出波形的李萨如图形是折线， 实际二极管的压降使输入为正时，仍有负压输出。

当输入电压较小时，失真将较大。

2精密全波整流电路当输入为正压时，1D 导通，2D 导入右运放的输入电路，左运放输出为0，右运放输出为正。

当输入为负压时，1D 截止，左运放输出比输入低的电压，使输出为正。

总体而言，可视左运放为半波整流电路，给右运放提供合适的差动 输入电压。

调节滑动变阻器，使李萨如图形对称。

实验分析：1半波整流（1）输入正弦波kHz f 003.1=mV t U i )10032cos(20.33⨯⨯=πmV t U o )10032cos(28.32⨯⨯=π当输入电压继续增大时，输出电压将开始被整流。

输出电压有-57.8mV 的压降，说明负反馈上有向右A μ78.5的直流分量，并且由图知，最大负偏压为 mV 5.107-。

由于零漂的影响，输出始终不可能实现半波整流，有mV 100.0-的压降。

V t U i )10032cos(263.0⨯⨯=πV t U o )10032cos(236.0⨯⨯=π45.0571.0>==io U U N 若对输出信号进行修正：⎩⎨⎧∈-∈⨯=)994.0,498.0(100.0)498.0,0()10032cos(866.0't t t U o π45.0486.0''>==i o U U N 修正后的比值接近理论值，略微偏大这是由于晶体管毫伏表与示波器的示数有 差别所致。

1．具有电阻性负载的单相半波可控整流电路若用晶闸管T替代单相半波整流电路中的二极管D，就可以得到单相半波可控整流电路的主电路，如图7.2.1所示。

设图中变压器副边电压，负载R L为电阻性负载。

现将这种可控整流电路的工作原理分析如下：（1）工作原理图 7.2.1 带电阻负载的单向半波可控整流电路及工作波形若晶闸管的控制极上未加正向触发电压，那么根据晶闸管的导通条件，不论正弦交流电压v2是正半周还是负半周，晶闸管都不会导通。

这时，负载端电压Vo =0、负载电流io=0，因而电源的全部电压都由晶闸管承受，即V T=V2。

当v2由零进入正半周，设a点电位高于b点电位，晶闸管承受正向电压，如果在时「见图7.2.1（b）」，在控制极加上适当的触发脉冲电压，晶闸管将立即导通。

电路中电流流向为a→T→R L→b。

晶闸管导通后，其管压降约1V左右，若忽略此管压降，则电源电压全部加在负载R L上，即，这样负载电流。

此后，尽管触发电压随即消失，晶闸管仍然继续导通，直到电源电压v2从正半周转入负半周过零的时候，晶闸管才自行关断。

当v2在负半周时，因为晶闸管承受的是反向电压，所以即使控制极上加触发电压，晶闸管也不会导通。

这时，负载电压、电流都为零，晶闸管承受v2的全部电压。

在以后各个周期，均重复上述过程。

从整流电路的工作波形图看，v o、i o均是一个不完整的半波整流波形（阴影部分）。

在晶闸管承受正向电压的半周内，加上触发脉冲电压，使晶闸管开始导通的相位角称为控制角，而晶闸管从开始导通到关断所经历的电角度称为导通角，故。

显然，的大小是由加上触发脉冲的时刻来控制的。

改变 的大小称为移相。

的变化范围称为移相范围。

因此，改变 就可以方便地获得可调节的整流电压和电流。

比较图7.2.1（b ）与（c ）可见，控制角越小，则输出电压、电流的平均值越大。

（2）负载电压和电流 单相半波可控整流电路的负载电压和电流的平均值，可以用控制角为变量的函数来表示。

三相半波、桥式（全波）整流及六脉冲整流电路1.三相半波整流滤波当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。

图1所示就是三相半波整流电路原理图。

在这个电路中，三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120° 叠加，并且整流输出波形不过0点，其最低点电压式中U p——是交流输入电压幅值。

并且在一个周期中有三个宽度为120°的整流半波。

因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。

图1三相半波整流电路原理图2.三相桥式（全波）整流滤波图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。

图3是它们的整流波形图。

图3（a 是三相交流电压波形；图3 8是三相半波整流电压波形图；图3（。

是三相全波整流电压波形图。

在输出波形图中，N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值，虚线以下和各正弦波的交点以上（细虚线以上）的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。

图2三相桥式全波整流电路原理图由图1和图2可以看出，三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。

（1）三相半波整流电路只有三个整流二极管，而三相全波整流电路中却有六只整流二极管；（2三相半波整流电路需要输入电源的中线，而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。

由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。

图3三相整流的波形图三相半波整流波形的脉动周期是120°而三相全波整流波形的脉动周期是60°；三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值:三相半波整流波形的脉动幅度是:…(1式中U ——脉动幅度电压；U p 是正弦半波幅值电压，比如有效值为380V 的线电 压，其半波幅值电压为：力二无八^(“岁(2那么其脉动幅度电压就是：口 = 532PQ-绅知丽输出电压平均值U d 是从30°〜150。

积分得，(3)式中u d ——输出电压平均值;UA ——相电压有效值。

实验四半波/全波精密检波整流电路一、实验目的：1.1、了解精密半波/全波检波整流电路的工作原理；1.2、了解精密半波/全波检波整流电路正常工作的条件。

二、实验内容：2.1 精密半波检波整流电路是一种由集成运算放大器构成的精密检波电路。

它是由半波整流器(如图8-1所示,由芯片UiA及其附属元件组成)和低通滤波器(如图8-1所示,由芯片UiB及其附属元件组成) 组成。

2.2 精密半波检波整流电路正常工作的条件：2.2.1 运放的输出电压大于二极管的正向电压。

即D1 和 D2 总是一个导通，另一个截止，这样电路就能正常检波。

2.2.2 电路所要求的最小输入电压峰值为Ud/Au (UD 为二极管的正向电压,Au=Rf/R1)。

实验电路图如下：4-1精密半波检波整流电路2.3 所需元件与设备：LF358两片;10K（棕黑橙）电阻5个;IN4148二极管两个;电容103一个;2.4 实验步骤：（1）按精密半波检波整流电路图接好线路；（2）接通电源，IN1输入正弦波，在DRVI中分别观察IN1点、OUT1两处的输出波形。

（3）当In1>0 时，Out1<0 ,D2导通，D1 截止，运放工作在深度负反馈状态。

（4）当In1< 0 时，Out1> 0 , D2截止，D1导通，构成反相比例放大器。

（5）把电路的两个二极管反向，观察输出波形。

（6）把In1输入换成调幅波，分别观察In1点、Out1两处的输出波形,同时与上面所做的正弦波时间的两处波形进行比较。

（7）在精密半波检波整流电路的基础上，加一级加法运算放大器，就组成了精密全波整流电路。

精密全波检波整流电路2.5 所需元件与设备：LF358两片;10K（棕黑黑红棕）电阻5个;IN4148二极管两个;电容103一个;2.6 实验步骤：（1）按精密全波检波整流电路图接好线路；（2）接通电源，In2输入调幅波，在DRVI中观测输出波形Out2（或用视波器进行观测）。

10.运放实现的精密整流电路，仿真和实际电路结果不一致问题
问：
我用运放和二极管实现精密半波整流，电路如图1所示。

半波精密整流电路的输入电压是前级电路（运放构成的加法器）的输出信号（峰值为±5V、频率为50Hz的正弦波），仿真结果如图2所示。

实际电路中，运放采用±12V供电，运放我用过LM324和OP07，二极管用过FR103、IN5819、IN4007，最终的结果都一样（直接拿示波器观察）－－输出的半波信号向下偏移，如图3所示。

我实验过很多次了，都是同样的结果，现在分析不出具体原因，请高手指教，万分感谢。

答：
产生此种现象的原因主要是D1和D2两个二级管反向恢复电荷抽取时间的影响，当输入信号从正电压变成负电压时，放大器输出端会从负电压变成正电压(接近+12V)，此时D2导通，运放提供电流，电流经D2去建立反馈。

由于D2,D1的反向电荷没有办法抽取，或抽取电流大小，D1会维持导通一段时间，因此才会看到实验中的现象，建议你在D2正极和运放输出端之间加入一个K级电阻值的电阻，运放输出端和整流输出端对地接一个电阻。

第二种改进方式是用两个模拟开关来代替两个二级管，增加一个比较器来判别INPUT信号的极性并控制模拟开关的闭合，这是最好的设计方式。

1.第一种的模拟电子书上（第三版442页）介绍的经典电路。

A1用的是半波整流并且放大两倍，A2用的是求和电路，达到精密整流的目的。

（R1=R3=R4=R5=2R2）2.第二种方法看起来比较简单A1是半波整流电路，是负半轴有输出，A2的电压跟随器的变形，正半轴有输出，这样分别对正负半轴的交流电进行整流！(R1=R2)3.第三种电路仿真效果如下：这个电路真是他妈的坑爹，经过我半天的分析才发现是这样的结论：Uo=-|Ui|，整出来的电路全是负的，真想不通为什么作者放到这里，算了先把分析整理一下：当Ui>0的时候电路等效是这样的放大器A是同相比例电路，Uo1=（1+R2/R1）Ui=2Ui放大器B是加减运算电路，Uo2=（1+R2/R1）Ui-（R4/R3）Uo1=-Ui当Ui<0的时候电路图等效如下：放大器A是电压跟随器，放大器B是加减运算电路式子整理：Uo2=（1+R4/（R2+R3））Ui- R4/（R2+R3）Ui=Ui以上是这个电路的全部分析，但是想达到正向整流的效果就应该把二极管全部反向过来电路和仿真效果如下图所示4.第四种电路是要求所有电阻全部相等。

这个仿真相对简单。

电路和仿真效果如下计算方法如下：当Ui>0时，D1导通，D2截止（如果真是不清楚为什么是这样分析，可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路的分析），这是电路图等效如下（R6是为了测试信号源用的跟这个电路没有直接的关系，不知道为什么不加这个电阻就仿真不了）放大器A构成反向比例电路，uo1=-ui，这时在放大器B的部分构成加减运算电路，uo2=-uo1=-(-ui)注意：这里放大器B的正相输入端是相当于接地的，我刚开始一直没有想通，后来明白了，这一条线路上是根本就没有电流的，根本就没有办法列出方程来。

（不知道这么想是不是正确的）当Ui<0的时候，D1截止，D2导通，电路图等效如下：这时就需要列方程了Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2带入得到U0=-Ui这个电路在网上找到的，加在这里主要就是感觉和上一个电路有点像，但是现在分析了一下，这个是最经典的电路变形，好处还不清楚。

电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：金华职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。

4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。

三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

半波整流原理
半波整流原理是指将交流信号转换为单向的直流信号的方法。

在半波整流电路中，只使用了一颗单向导通的二极管。

当输入的交流信号为正弦波时，正半周的信号能够通过二极管导通，而负半周的信号则被二极管截断。

这样，输出信号仅包含了正半周的波形，形成了一个单向的直流信号。

具体的工作原理如下：当输入交流信号为正半周时，二极管处于导通状态，电流可以通过直接流过二极管。

而当输入信号为负半周时，二极管处于截断状态，电流无法通过。

由于在导通状态下，二极管的正向压降很小（通常为0.6V），因此输出信号的振幅只有输入信号的一部分。

此外，在转换为直流信号后，输出信号的纹波含量会相对较高，需要通过滤波电路进行进一步处理，以获得更为稳定的直流输出。

需要注意的是，半波整流电路的效率较低，因为其中有一半的输入功率会被截断，不能被利用。

因此，在某些应用中，可以采用全波整流电路或者桥式整流电路来提高效率。

总之，半波整流原理通过二极管的导通与截断，将交流信号转换为单向的直流信号。

虽然效率较低，但在一些低功率、简单的应用场合仍然具有一定的适用性。

使用运放构成的精密整流电路全波精密整流电路如图(a)所示，其工作原理：在半波精密整流电路中，当uI>0时，uO=-KuI(K>0)，当uI<0时，uO=0。

若利用反相求和电路将-KuI与uI负半周波形相加，就可实现全波整流。

分析由A2所组成的反相求和运算电路可知，输出电压当uI>0时，uO1=-2uI，uO=-(-2uI+uI)=uI；当uI<0时，uO1=0，uO=-uI；所以uO=|uI|故此图也称为绝对值电路。

当输入电压为正弦波和三角波时，电路输出波形分别如图所示。

半波精密整流整流：将交流电转换为直流电，称为整流。

精密整流电路的功能：将微弱的交流电压转换成直流电压。

整流电路的输出保留输入电压的形状，而仅仅改变输入电压的相位。

在如图(a)所示的半波整流电路中，由于二极管的伏安特性如图(b)所示，当输入电压uI幅值小于二极管的开启电压Uon时，二极管在信号的整个周期均处于截止状态，输出电压始终为零。

即使uI幅值足够大，输出电压也只反映uI大于Uon的那部分电压的大小。

因此，该电路不能对微弱信号整流。

半波精密整流电路如图(a)所示，其工作原理：★当uI>0时，必然使集成运放的输出u/O<0，从而导致二极管D2导通，D1截止，电路实现反相比例运算★当uI<0时，必然使集成运放的输出u/O>0，从而导致二极管D1导通，D2截止，Rf中电流为零，因此输出电压uO=0。

uI和uO的波形如图(b)所示。

★如果设二极管的导通电压为0.7V，集成运放的开环差模放大倍数为50万倍，那么为使二极管D1导通，集成运放的净输入电压。