有源全波整流器无需匹配电阻？来看看这个非常规设计

精密有源全波整流器是一种经典的模拟应用。这一主题有许多不同的实现方法，每种方法都有自己的所谓优势。但是，(几乎)所有有源全波整流器设计都需要一个电路元件，那就是带有匹配电阻的反相器，以将其增益设置为精确的-1.0。在这种拓扑中，整流的对称性依赖于电阻所匹配的精度，并且不可能比其更好。例如，图1是一个众所周知的(真正的经典！)设计，其中运算放大器U1b充当反相器，R1和R2充当其匹配的增益设置电阻。除非R1=R2，否则负Vin偏移时整流器输出不大可能等于正Vin偏移的输出。

图1：传统精密整流器设计，其中R1和R2是所匹配的对称电阻。

对于正Vin输入，D1关闭且D2导通，为电路建立不受电阻值影响的非反相单位增益：Vout/Vin=+1。

对于负输入，仅当R2=R1时，D1导通，D2关闭，U1b变为反相器，增益Vout/Vin=–R2/R1=-1。否则，不会产生整流对称性差的问题。

图2显示了另一种(不太常规的)设计。但无论是否非常规，这里Q2和Q3充当反相器，匹配的增益对称电阻R1和R2的运行方式与图1中一样。

图2：采用分立电路反相器的非传统整流器仍然使用对称设置的电阻器：R1和R2。

但现在，为了打破这种千篇一律，让我们来看看图3。请注意，它没有匹配电阻器。下面是这个整流器的工作原理。

图3：没有匹配对称电阻的非常规精密整流器设计。

Q1和Q2提供简单的交叉补偿，以抵消Q3和Q4的Vbe下降。因此，负Vin偏移由A1反相，并由Q4输出到滤波器R3C3。同时，正Vin偏移使Q3导通，累积的电荷以电压形式存储在C2上，该电压被添加到随后的相反极性半周期中，Q3和Q4充当简单的全波电荷泵。最终结果是：

Vout = Avg(Abs(Vin)) R3 / R2 / R1

因此，只要晶体管Vbe匹配得当，就具有精确的整流对称性。

(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Peculiar precision full-wave rectifier needs no matched resistors，由Ricardo Xie编译)