运算放大器构成的精密全波整流电路分析

"这篇文档是华中科技大学人工智能与自动化学院的一份实验报告，主题是精密全波整流电路。报告由彭杨哲同学撰写，日期为2021年6月10日。实验旨在深入理解精密半波和全波整流电路的工作原理，掌握由运算放大器构建的精密全波整流电路的原理，以及学习电压传输特性的测量方法。" 精密全波整流是一种将交流电压转换为直流电压的电路技术，比半波整流提供更高的效率和更平滑的输出。在全波整流电路中，交流电压的正负半周期都能被利用，通过二极管D1和D2进行导通或截止来实现电流的单向流动。 实验元器件包括一枚LM324集成运算放大器、一个100kΩ电位器、若干电阻（3.3kΩ、10kΩ和20kΩ各一只）、以及两个2AP7二极管。运算放大器在这里起到了关键作用，它能够构造出反相比例运算和加法运算电路，实现精密全波整流。 在输入电压Vi为正时，D1截止，D2导通，运算放大器A1形成反相比例运算，A2则作为加法运算电路，使得输出vo1与vi的关系为vo1 = -2v1，最终vo = vi。当输入电压Vi为负时，D1导通，D2截止，vo1为零，vo = -vi。这种设计使得电路在输出端产生全波整流波形。 实验内容包括使用分压法输入直流电压，测量并记录传输特性；输入特定的正弦信号，观察并记录Vi, Vo1, Vo2的波形及其幅值和相位；以及使用示波器的"XY"模式直接展示传输特性曲线。 实验结果部分给出了输入直流电压与输出电压Vo1和Vo2的对应数据，展示了随着输入电压增加，输出电压逐渐改变的过程，验证了精密全波整流电路的电压传输特性。 这个实验不仅加深了学生对精密全波整流电路理论的理解，也锻炼了他们实际操作和数据分析的能力，为后续的电子电路设计和信号处理奠定了基础。