交流信号采集,通常采用专用的电能芯片和互感器去实现。若能写芯片的驱动程序,实现交流信号的数据采集,还是很容易的,就是硬件成本较高。下面是一个硬件成本较低的、交流电压信号全波整流电路,在实际应用中,经常会遇到,电路如下:

根据运放虚短的特性,得到V1b = V1a = 0,V2b = V2a = 0
根据运放虚断的特性,得到I1B = 0,I2B = 0

1、当Vi<0时,分析如下:
D1截止(Id1=0,R2和R3串联),且V1b = V2b = 0,所以流过R2和R3的电流为0,
得到Vm = 0,Im = 0,Id1=0
D2导通,( Vo1 - 0- Vd2 ) /R4 = ( 0 - Vi ) / R1,化简得到:Vo1 = Vd2 - Vi * R4 / R1 >Vm
由于Vm=0,Im=0,I2B = 0,得到关系式:( V2b - Vi ) / R7 = ( Vo - V2b ) / R8,R7 = R8,
化简得Vo = - Vi > 0

2、当Vi>0时,分析如下:
D2截止(Id2=0),D1导通,且V1b = V2b = 0,I1B=0,得到关系式:
(0-Vm)/R2=(Vi-0)/R1,化简得到:Vm = -Vi * R2 / R1 < 0
Vo1 = Vm - Vd1 < 0,这个Vo1不用关心,它和计算Vo2没有直接关系,这里就不计算了。
( Vi - 0 )/R7 + ( Vm - 0 ) / R3 = ( 0 - Vo2 ) / R8 +I2B,I2B=0,化简得到:
Vi / R7  - Vi * R2 / (R1 * R3) = -Vo2 / R8,由于R1 = R2 = R3 = R7/2,R7=R8,
化简得Vo2 = Vi > 0

3、当Vi = 0时,R1R8没有电流流过,Vo2 = 0

4、当Vi从0到0.1mV改变时,若D1未来得及导通,则使运放1处于开环放大,最小输出-VCC,
快速让D1导通。
假如二极管导通电压为0.55V,Vi=0.1mV,则Vm=-0.1mV,运放1输出Vo1 < -550.1mV,
促使D1导通。理论上说,不会有影响。二极管的开关速度和运放的响应速度,可以忽略不计。

根据分析,Vo2总是大于等于0,和电路中的二极管压降没有关系,
实现了交流信号的全波整流。缺点是:双电源运放全波整流电路需要正负电源。

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