[發(fā)明專利]一種微弱小信號精密整流系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710021813.2
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106685247B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊永友;真齊輝;底青云;楊全民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44316
• 代理人: 趙勍毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密整流技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微弱小信號精密整流系統(tǒng)。

背景技術(shù)

精密整流常用的電路有兩種，一種是利用單向?qū)ㄌ匦缘亩O管和集成運放的深度負反饋特性，實現(xiàn)輸入信號的整流，如圖1所示；一種是利用單電源供電的集成運放輸出最小值為零的特性，對輸入信號進行加減法運算獲得對信號的整流，如圖2所示。這兩種精密整流方法又可以引申出很多電路，圖1、圖2為常見的電路結(jié)構(gòu)。

利用二極管結(jié)合運放實現(xiàn)信號精密整流存在的缺陷是輸入信號的頻率不能太高，如果達到1MHz以上，整流波形就會發(fā)生畸變。為了防止畸變發(fā)生，通常從兩個方面來改善性能，一是通過選用合適的運放；二是對信號正極性與負極性的處理通路的速度確保一致。但這兩種方法的結(jié)果只能對畸變的整流信號有所改善，并無法從本質(zhì)上消除。

利用單電源供電的集成運放最小輸出電壓為零的特性，對輸入信號運算處理來獲得整流效果的電路存在的主要問題是，當輸入信號在零電平附近的時候，運放工作在非線性區(qū)，而且由于運放最小輸出不可能等于零，所以對于微弱的小信號(uV級)無法獲得處理結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中整流波形容易畸變，對微弱小信號無法獲得處理結(jié)果的技術(shù)問題，提供了一種微弱小信號精密整流系統(tǒng)，實現(xiàn)高頻條件下的有效整流并對微弱信號進行有效處理，同時也能實現(xiàn)中低頻條件下的有效整流。

本發(fā)明的實施例提供了一種微弱小信號精密整流系統(tǒng)，所述微弱小信號精密整流系統(tǒng)包括過零比較器，具有第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)的模擬開關(guān)，第一電壓跟隨器及第二電壓跟隨器；

所述第一電壓跟隨器及第二電壓跟隨器分別通過一個隔離電阻接入需要整流的輸入電壓v_i，所述第一電壓跟隨器及第二電壓跟隨器的輸出端，用于形成整流后的輸出電壓V_o；

所述過零比較器輸入端接入所述輸入電壓v_i，過零比較器的正極性邏輯信號輸出端與第一可控開關(guān)的控制端相連接，過零比較器的負極性邏輯信號輸出端與第二可控開關(guān)的控制端相連接；

所述第一可控開關(guān)及第二可控開關(guān)串聯(lián)連接，第一可控開關(guān)與第二可控開關(guān)的連接端接地，第一可控開關(guān)的另一端與第一電壓跟隨器輸入端相連接，第二可控開關(guān)的另一端與第二電壓跟隨器輸入端相連接；

其中，

優(yōu)選地，所述過零比較器包括第一比較器及第二比較器，所述第一比較器的負向輸入端與第二比較器的正向輸入端相連接并接地，所述第一比較器的正向輸入端與第二比較器的負向輸入端分別用于接入所述輸入電壓v_i，所述第一比較器的輸出端與第一可控開關(guān)的控制端相連接，所述第二比較器的輸出端與所述第二可控開關(guān)的控制端相連接。

優(yōu)選地，所述第一電壓跟隨器及第二電壓跟隨器分別為FET電壓跟隨器，所述第一可控開關(guān)的另一端與第一電壓跟隨器的柵極端相連接，所述第二可控開關(guān)的另一端與第二電壓跟隨器的柵極端相連接，第一電壓跟隨器的源極端及第二電壓跟隨器的源極端用于形成所述整流后的輸出電壓V_o。

優(yōu)選地，所述第一電壓跟隨器包括第一FET結(jié)型場效應(yīng)管，第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極連接一供電電源，第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極還分別通過第一電容和第一電解電容接地，所述第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極還依次串接第一可變電阻、第二電阻、第三電阻后接地，所述第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的柵極通過第一隔直電容與第一可控開關(guān)相連接，所述第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的柵極還連接有第四電阻，第四電阻的另一端與第二電阻及第三電阻的連接處相連接，所述第一FET結(jié)型場效應(yīng)管的源極還通過第五電阻接地。

優(yōu)選地，所述第二電壓跟隨器包括第二FET結(jié)型場效應(yīng)管，第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極連接一供電電源，第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極還分別通過第二電容和第二電解電容接地，所述第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的漏極還依次串接第二可變電阻、第六電阻、第七電阻后接地，所述第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的柵極通過第二隔直電容與第二可控開關(guān)相連接，所述第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的柵極還連接有第八電阻，第八電阻的另一端與第六電阻及第七電阻的連接處相連接，所述第二FET結(jié)型場效應(yīng)管的源極還通過第九電阻接地。進一步優(yōu)選地，所述輸入電壓的頻率≥1MHz。