Principio funcional del rectificador basado en comparador

Eso es mucho más complicado que el típico rectificador de precisión que he visto.

Vamos a sacar las cosas fáciles del camino. El paso bajo de R18 y C6 filtra el resultado del rectificador, luego IC2 lo amplifica. Dependiendo de la constante de tiempo relativa a la frecuencia de CA deseada, esto produce el "promedio" de DC.

A primera vista, el D5-D8 puede parecer un puente de onda completa, pero en realidad no lo es. Parece que en realidad son dos puertas de paso de diodo. Tenga en cuenta que la entrada en bruto está conectada a la esquina izquierda. Piense en D5-D6 por separado y en D7-D8 por separado.

Mira solo D5 y D6. Bloquean la señal entrante cuando la parte inferior de R15 está alta y la pasan cuando está baja. Cada uno de los dos diodos tiene idealmente la misma caída de voltaje, por lo que cuando R15 se maneja alto, el voltaje de entrada aparece en la salida.

D7 y D8 funcionan de manera similar, excepto que se necesita un voltaje positivo (en R16) para pasar la señal de entrada a salida.

El desorden de cosas entre cada una de las salidas de IC1 y las señales de control de la puerta de diodo parece ser un circuito de impulsión con un montón de compensación de aceleración de avance de lujo, aunque no estoy realmente seguro de eso. No tengo tiempo para analizarlo con cuidado en este momento.

Puede ser mucho más fácil crear un circuito a partir de especificaciones, que mirar el circuito de otra persona para inferir las especificaciones para las que fue diseñado. Al menos en este caso puedes asumir un diseño competente. Las notas de aplicaciones lineales y los circuitos de muestra generalmente se realizan con mucho cuidado.

El circuito de entrada a IC1 es esencialmente un diferenciador. La salida del comparador irá arriba en la pendiente ascendente de la entrada y baja en la pendiente descendente. No he descubierto cómo cambiar las compuertas de paso en la pendiente de la entrada logra el resultado deseado, pero tengo que irme ahora y hacer un trabajo real.

Lo primero que debe hacer es ver si Linear ofrece alguna explicación de cómo se supone que funciona este circuito. A veces lo explican con cuidado, a veces no. Tal vez alguien más pueda saltar aquí con un análisis más detallado.

En realidad, es bastante simple, pero utiliza un puente de diodo, que no se hace comúnmente en la actualidad.

Toma este circuito

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Comience asumiendo que V1 = V2 y R1 = R2, y R3 es infinito. Entonces para Vin = 0, también lo hace Vout. Llame a la corriente a través de R1 o R2 la corriente de referencia. Tenga en cuenta que, para un rango bastante grande de voltajes de entrada, el voltaje de salida seguirá el voltaje de entrada muy de cerca. Aunque la fuente de entrada proporcionará corriente adicional a través de D2, ya que los diodos están polarizados con aproximadamente la mitad de la corriente de referencia, esto tendrá poco efecto en el voltaje del diodo. Entonces, en general, la parte superior e inferior del puente seguirán la entrada, y también la salida.

De manera similar, hacer que R3 no sea infinito causará inexactitudes en el voltaje de salida, pero el efecto será pequeño siempre que R3 no sea demasiado pequeño. Tenga en cuenta que en la nota ap, R17 es aproximadamente dos veces R15 y R16, y en estos niveles puede esperar errores de aproximadamente el 1%.

Por supuesto, esto solo se aplica con los voltajes mostrados. Si las polaridades de V1 y V2 se invierten, el puente se polariza en sentido inverso, no fluye corriente y Vout se vuelve cero. Además, desde un punto de vista de CA, Vin y Vout se desacoplan por la capacitancia de los diodos, y en las frecuencias en la nota ap, esto proporciona una alta impedancia. Entonces, para una polaridad, el puente actúa como algo así como un cortocircuito, y para la otra actúa como un circuito abierto. En otras palabras, un rectificador. Es cierto que no es tan bueno como un rectificador de precisión de amplificador operacional estándar en bajas frecuencias, pero funciona bien para frecuencias de uno a dos órdenes de magnitud más altas que tales rectificadores.

El resto de los circuitos simplemente detecta la polaridad de la entrada y cambia la tensión del puente según corresponda. Por supuesto, como con todos los circuitos de Jim Williams, esto implica un manejo inteligente de varios efectos importantes (pero no siempre obvios). En este caso, la conmutación de la tensión de la puerta debe ser muy rápida y sincronizada con precisión. Si no, obtendrás transitorios de conmutación que alimentan la salida.