Hoy vamos a aprender sobre el tipo de circuitos rectificadores de precisión que utilizan OP-AMP. No podemos utilizar un diodo como rectificador de voltaje CA cuando el voltaje está en el rango bajo de mV. Por lo tanto, este rectificador OP-AMP puede tener mucha utilidad en circuitos como filtros, diversas mediciones de señales, etc. Debido a que tiene un voltaje base bajo.
El notable es el circuito rectificador 741 OP-AMP, del que hablaremos más adelante. También los probaremos en la placa porque este IC es popular y económico.
Rectificador de diodo básico
Pero primero, hablemos de una situación normal. rectificador de diodo. Por lo general, se dividen en dos tipos: diodos de silicio y diodos de germanio, con voltajes de corte de 600 mV para los diodos de silicio y 300 mV para los diodos de germanio, respectivamente.
En el que ambos tipos de diodos no pueden rectificar en absoluto señales inferiores a su voltaje de corte.
Luego agregamos un OP-AMP al circuito rectificador de diodo para reducir el voltaje de corte del diodo. Al utilizar la función de ganancia de bucle abierto de un OP-AMP, será capaz de rectificar una señal por debajo de 1 mV.
O, en otras palabras, podemos decir que conseguimos que un diodo funcione aún más perfectamente.
Según el principio básico del diodo, solo conduciría electricidad en una dirección sin resistencia y sin ningún voltaje a través de ella. Lo cual no funcionaría para nuestro uso.
Pero con la ayuda del OP-AMP, el diodo será más útil y adecuado para filtrar señales de baja frecuencia.
Primero revisemos la distribución de pines y los símbolos de 741.
Aprenda los circuitos básicos del amplificador operacional 741 con un ejemplo
Rectificador simple de media onda usando OP-AMP – Super Diodo
El siguiente circuito es un circuito amplificador no inversor que actúa como rectificador de media onda de señal de CA a CC.
A primera vista, notaremos que una señal de entrada ingresa a través de un pin de entrada no inversor (pin 3) y la salida del circuito está conectada a un pin de entrada inversor (pin 2), o, para decirlo simplemente, El pin 2 es la salida.
Pero no lo entendí del todo, se supone que la salida es un pin 6 en lugar del pin 2 actual. Entonces, revisamos el circuito para que sea más fácil de entender.
Y a continuación, vamos a hacer un «súper diodo».
Este diagrama de bloques puede cancelar efectivamente el voltaje directo del diodo, reduciéndolo a mucho menos de 600 mV.
El D1 retroalimentará las señales de la salida (pin 6) del OP-AMP a la entrada inversora (pin 2).
Cuando la señal de entrada oscila en un rango positivo de aproximadamente µV (microvoltios). La ganancia del OP-AMP hará que el voltaje de salida aumente rápidamente a 600 mV y D1 conducirá corriente (recibirá la polarización directa).
Esto hace que el pin inversor tenga un voltaje similar al de la señal de entrada, lo cual es característico del circuito seguidor de voltaje, o lo que se llama buffer.
Cuando el voltaje de entrada es negativo, D1 no conducirá corriente (recibirá polarización inversa). E inmediatamente cortando el voltaje de salida.
Un circuito detector de picos simple
Desde el simple rectificador de media onda de precisión o el circuito de súper diodo anterior, lo adaptaremos a un circuito detector de voltaje pico simple para determinar el nivel de voltaje máximo de la entrada. Y también mantiene ese nivel de voltaje en la salida.
El súper diodo pasa solo un voltaje positivo. El condensador (C) puede mantener un voltaje positivo máximo durante mucho tiempo y al mismo tiempo liberarlo a la salida.
A continuación, veamos el circuito experimental.
Cuando la entrada está en el rango positivo de CA, el C1 se cargará rápidamente hasta el voltaje máximo a través de D1.
Después de pasar el voltaje máximo, C1 se descargará lentamente a través de R1, que tiene una resistencia de alrededor de 1 M.
Entonces, IC2 será el seguidor o buffer de voltaje. Su salida también será un voltaje CC.
Circuito rectificador de media onda de precisión con amplificador operacional
El siguiente circuito es un circuito rectificador de precisión de media onda que utiliza un OP-AMP 741. Cuando el voltaje de entrada de CA está en la mitad negativa, la salida del amplificador operacional oscilará a un voltaje positivo.
El D1 recibirá una polarización directa. La ganancia del amplificador operacional es aproximadamente 1. Porque la resistencia de D1 mientras está en polarización directa es muy baja.
Cuando el voltaje de entrada de CA está en la mitad positiva, la salida oscilará a aproximadamente -600 mV y D2 obtendrá polarización directa. Por otro lado, D1 tendrá un sesgo inverso.
El R3 compensa el voltaje de compensación del OP-AMP.
Pero este circuito tiene algunas limitaciones. Su velocidad en particular era bastante lenta y por lo tanto sólo adecuada para señales de baja frecuencia. Debido al proceso operativo del amplificador operacional.
Rectificador de media onda de precisión con NE55532
Este es un circuito rectificador de media onda de precisión que utiliza un amplificador operacional mejor que el primero. Es el OP-AMP NE5532 o NE5535. Las diferencias entre ellos son las siguientes:
El NE5532 procesará hasta 10 kHz con menos del 5% de distorsión.
Este circuito es el mismo que el circuito anterior. Pero he cambiado su diseño, haciéndolo un poco diferente al anterior.
Circuito rectificador de onda completa de precisión
Sabemos que los circuitos rectificadores de onda completa tienen mayor eficiencia que los circuitos rectificadores de media onda.
Podemos crear un rectificador de onda completa simplemente conectando dos circuitos rectificadores de media onda.
Reemplazaremos D1 con el súper diodo. Al mismo tiempo, utilizaremos un rectificador inversor de media onda de precisión en lugar del amplificador inversor y D2. Ambas salidas están conectadas entre sí para obtener el rectificador de onda completa de precisión.
La salida seguirá teniendo un patrón pulsante, que es la mitad de la onda de CA. Podemos convertirlo en una señal DC completa con un circuito de filtro.
Veamos el diagrama esquemático del circuito completo a continuación para ayudarnos a comprenderlo mejor.
Cuando el voltaje de entrada de CA está en la mitad negativa. Hace que la salida de IC1 sea positiva de 600 mV porque D2 recibe polarización directa. La entrada inversora de IC2 también recibe una mitad negativa de la entrada (-Vin) a través de R4. También habrá retroalimentación de la salida que pasa por R5 al pin 2 de IC2.
Causando que la salida de IC2 sea la misma que el voltaje de entrada pero solo en la mitad positiva (+Vin).
Luego, cuando la entrada de CA esté en la mitad positiva, la salida de IC1 será negativa. Causando que D1 tenga polarización directa o conduzca corriente hasta que la salida sea 2 veces el Vin, o la salida sea -2Vin.
Cuando esta señal fluye a través de IC2, que es un circuito amplificador inversor, la salida será +2Vin.
Pero al mismo tiempo, el voltaje de entrada de CA positivo (+Vin) también pasará por R4 hasta el pin 2 de IC2. Esto hace que la salida en el pin 6 sea -Vin.
Por lo tanto, la suma de los voltajes en el pin 6 de IC2 será +2Vin – Vin. Lo cual es igual a +Vin.
En resumen, la salida de IC2 será +Vin, independientemente de si el voltaje de entrada de CA es positivo o negativo.
Conclusión
Todo esto debería ser suficiente para implementar estos circuitos rectificadores de precisión utilizando OP-AMP en el caso de que se trate de niveles de señal muy bajos de aproximadamente mV o µV. Pero si desea seguir leyendo, consulte Wikipedia y Uottawa para obtener detalles más detallados.
En el futuro, podríamos utilizar más este circuito, como en milivoltímetros de CA y más. Y esperamos aprender más sobre OP-AMP porque sus componentes son fascinantes.
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