Есть куча схем прецизионных выпрямителей на ОУ, каждая со своими достоинствами и недостатками. Громоздкие все они и, как правило, требуют, минимум, пары точных резисторов. Для многоканальной схемы - сплошной головняк. Хотелось бы что-то компактное, с хорошей линейностью в диапазоне десятки милливольт - единицы вольт на частоты до 100 кГц. Форма сигнала практически меняться не будет.
Смотрел на AD736, но, с одной стороны, True-RMS мне, в общем-то, ни к чему, а с другой - настораживает точность. Разве что на стабильной форме будет лучше.
В то же время есть альтернативное решение, как предлагается, например, здесь:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла (Fig. 45)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но есть вопросы. Во-первых, все ли оперы с JFET-входом способны так работать или это особенность некотрых моделей? Из даташита не смог этого понять. Во-вторых, несмотря на хорошие динамические характеристики, ясно, что решение низкочастотное - время выхода опера из насыщения велико.... Но насколько? Как рассчитать прикинуть АЧХ такого каскада? В-третьих: что там с малым сигналом? Какая-то подозрительная осциллограмма.
Кто-нибудь проверял на практике? Что скажете?

AD823 - один из лучших оперов аналоговых девиц 90-х. По результатам моих исследований, он по нелинейным искажениям на ЗЧ оставлял далеко позади даже аудио операционники этой фирмы.
Однако, он содержит каскады на БТ.
Несмотря на предпринятые разработчиками ОУ меры, AD823 выходит из насыщения всё-таки долго и мучительно.
Для 100кГц двухполупериодного выпрямителя с требованиями по точности ~1% лучше всё-таки использовать традиционную схему с операми и диодами.
Кроме того, начиная с 2000-го года начались проблемы с поставками этих оперов. Пришлось искать замену.

ЗЫ. Судя по efind, такой проблемы щас не существует. Видать, AD решили исправиться.

Красивое решение ! Надо полагать , так могут работать все ОУ с полевым входом , которые позволяют опускать входной сигнал чуть ниже минусового источника питания , дают выходной сигнал строго от нуля ( при резистивной нагрузке выхода ) и притом не имеют проблемы переворота фазы при больших входных сигналах .

Решение не лучше и не хуже простого выпрямителя на ОУ с одним диодом , у которого ОУ влетает в насыщение на одной полуволне - точность работы будет определяться ОУ , а быстродействие - скоростью выхода его из насыщения . Единственное преимущество этого остроумного решения - экономия на диодах и резисторах

Здесь речь идёт о двухполупериодном выпрямителе.
Кроме того, о каком "насыщении в схеме с одним диодом" идёт речь?

--------------------------------------------------------
Аналог девицы - хитрецы. Они говорят о том, что нет реверса фазы, НО, при условии, что последовательно со входом ОУ включен высокоомный резистор - 49,9 кОм на рис.39 даташита (откуда только такой номинал выдрали ), а также при небольшом выходе сигнала за рэйлы.
При меньшем сопротивлении источника и при бОльшей амплитуде входного сигнала (примерно на 0,4В превышающей положительный рэйл на входе ОУ), реверс фазы, связанный с протеканием тока через открытый p-n переход входного ПТ, всё-таки наступает. Более того, выход ОУ из насыщения (связанный, в основном, с восстановлением активного режима работы промежуточных каскадов) затягивается на десятки, и даже сотни микросекунд. С заходом напряжения за отрицательный рэйл всё гораздо лучше - реверса фазы нет, но из насыщения выходит также долго - десять или более микросекунд.
Данную схему можно использовать только для выпрямителей, к которым не предъявляется особых требований по точности.
Вместе с тем, для большого аудио сигнала, с низковольтным питанием, данный опер очень даже хорош.

Для более-менее качественных выпрямителей по приведённой схеме, сдаётся, лучше подойдут КМОП ОУ.


2 deemon
Я ещё в 80-х сделал схему двухполупериодного выпрямителя на одном ОУ, без диодов и транзисторов. Не верите?

А разве корректно подавать на вход опера напряжение ниже минусового питания? Я про первый опрер.
И чем не нравится схема из упоминавшейся здесь схемотехники хоровица с сотоварищи?

Не верю

Имейте ввиду следующее.
1. Эта схема преобразует сигнал относительно земли в дифференциальный сигнал.
2. Соотношение R1 и R2 нужно выдерживать за счет точных резисторов.
Если эти соображения Вас устраивают, то пробуйте.

а у меня не пошла эта схема...
получил на втором периоде прямоугольный импульс...она очень чуствительна к симметрии

Да в общем, никаких преимуществ у этой схемы перед классической нет... Те же проблемы с насыщением, те же точные резисторы, та же несимметрия входного сопротивления. Ещё и Rail-to-Rail по входу и выходу обязательно.
Даже в "прикидочной" симуляции картинка не ахти... Словом, для студентов: вот, дескать, есть и такое решение...

Совершенно верно. Экономия пары резисторов и диодов выливается в приобретение дополнительных проблем. Я в свое время наэксперементировался с подобными схемами. Для прецизионного выпрямления они не годятся- разве только для очень низких частот, порядка десятка- другого герц, и то не на всех типах Rail-to-Rail ОУ.

Напряжение 0 на выходе опера никогда не будет равно 0.Для сигнала в вольт это не важно ,а для сигнала в милливольты это проблема.Сигнал будет не симметричным.

И всё же такую вроде простенькую задачу решить - меньше трёх оперов на канал не получается. Чтобы двухполупериодный, с постоянным входным сопротивлением (хотя бы не менее 100к), точностью не хуже 0,1% (на синусе). Буфер-детектор-сумматор. Плюс точные резисторы. Неужели монолитного ничего нет?

Были. Но это либо те же ОУ и диоды в одном корпусе, либо сумматор на токовых зеркалах. в советское время, если не путаю, была такая М/С К157ДА1

А что Вы, уважаемый Herz, называете точностью? Точнее про точность напишите... Вот для синусоиды... это что будет?
Можно ли Вас так понять (никогда Вас толком не могла понять...), что Вы хотите, например, для положительного сигнала иметь повторитель, а для отрицательного - инвертор с точностью до десятка микровольт для синусоиды с частотой 100 кГц и с амплитудой от нескольких микровольт до нескольких вольт? И иметь потом 200 кГц... Посчитайте время установления для такой точности... Опять же шумы... У Вас динамический диапазон 1000000 должен быть?
Или... Вам нужно среднее выпрямленное?

Это потому, что я неясно выражаюсь или потому, что Вы невнимательно читаете?
Да, мне нужно получить/измерить средневыпрямленное значение сигнала с динамическим диапазоном десятки милливольт - единицы вольт (об этом я написал ещё в первом посте).
Форма сигнала не меняется, высшая гармоника - до 100 кГц.
Вот я и говорю, что меня бы устроил преобразователь с точностью (для суб-100-килогерцовой синусоиды и оговоренного динамического диапазона) не хуже 0,1%.
При этом я имею в виду точность соответствия выходного сигнала амплитуде входной синусоиды. Понятно, что для иных форм точность может ухудшиться.
Поэтому я и хочу, как вариант преобразователя, повторитель для одной полуволны и инвертор - для другой.
Как видите, мои требования не такие уж жёсткие.

И я так же понял. Вообще, если речь идет о выпрямителе- то логичнее всего предположить средневыпрямленное значение сигнала на выходе. Особенно если оговорено, что сигнал- синусоида. Кстати, 0,1% для 100 кГц- не так уж и мало. Петлевое усиление для выпрямительной схемы должно быть не менее 1000, даже если не учитывать нелинейность прямой ветви ВАХ диодов. ОУ далеко не всякий удовлетворяет таким требованиям, особенно в сочетании с высокими статическими х-ками.

Вот, LTC1967 - LTC1968 меня бы устроили. Даже с избытком, учитывая, что они предназначены для измерения СКВ. Но максимальное входное маловато....
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вот это-то и непонятно, что значит 0.1%... От диапазона, как Вы выражаетесь. От чего эти 0.1%? От 3 вольт это будет одно, а от 3 милливольт совсем другое. Если бы Вы написали, что требуемая абсолютная точность 3 милливольта, то это бы было 0.1% от 3 вольт...
Но тогда точность для сигнала 3 мв была бы...
И можно было бы с гордостью говорить -
- у меня для малых сигналов 100% точность....
А про жесткость...
Вот у Вас скорость нарастания (грубо) 1 вольт/микросекунду. Хотите ошибку в милливольты... Какая должна быть задержка для ошибки в одну тысячную? Примерно наносекунды... Стало быть полоса усилителя должна быть.... А шум на корень из полосы...

СКВ- это совсем другая вещь. Шумы в измеряемом сигнале влияют на результат гораздо сильнее. Если нужно измерять параметры именно синусоидального сигнала- измерение средневыпрямленного в этом случае выигрышнее. Другое дело, когда нужно знать именно СКВ, независимо от формы. Но тут следует внимательно отнестись к полосе пропускания.

А почему бы не попробовать вот такой вариант ?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Тут нет проблем с насыщением ОУ , так как цепь ОС всегда замкнута . Выбирая соотношения резисторов , можно добиться строго одинакового коэффициента передачи для положительной и отрицательной полуволн . Далее , небольшой недостаток тут - несимметрия дифференциального каскада на втором ОУ ( входной ток на отрицательном входе ) , но вместо него можно поставить инструментальный усилитель , у которого входы симметричны , и оба входа высокоомные . Или применить более сложный дифкаскад на двух ОУ по классической схеме . Хотя и так должно неплохо работать ...... точность же коэффициента передачи в любом случае будет определяться элементной базой .

По-моему, требования как раз довольно жёсткие (особенно если заданная точность должна выдерживаться хотя бы в коммерческом диапазоне температур).
0,1% от 10 мВ - это 10 мкВ всего. Нужны бытрые и точные ОУ, с малым температурным дрейфом, прецизионные резисторы (лучше сборки), а также диоды с малым временем восстановления.

Нет никаких сомнений...
Да нет, мне так много не надо...

А я вот Ваших рассчётов не смог понять. О какой задержке идёт речь? По-Вашему, ошибка в одну тысячную потребует расширения полосы в тысячу раз?


И я о том же. Поскольку истинное СКВ мне не нужно, не думаю, что задача так уж сложна. Громоздка немного...


Ниже 50 мВ, на самом деле сигнал не упадёт, да и с точность в начале шкалы, скажем прямо, можно было поскромнее. В целом же, да, потребуется аккуратность, в том числе и в выборе комплектующих. Но вполне достижимо. Просто возиться с этим.... Ну Вы понимаете...

Кстати , если неохота самому городить подобный выпрямитель - есть например микросхема AD637 . Она , в зависимости от включения , может давать на выходе среднеквадратичное значение , или средневыпрямленное , или логарифмическое . Судя по даташиту - точность весьма высокая .... смущает только ухудшение точности при малых уровнях ( это впрочем везде так ) , и снижение полосы частот , тоже при малых уровнях ( а это следствие её логарифмического принципа вычислений ) . Но может быть , этот вариант тоже стоит рассмотреть ............

Ну, средневыпрямленное - всё-таки нет. В целом, ничего, можно бы попробовать, хоть и из пушки по воробьям... Но за такие деньги неужели буфер поприличнее встроить не удалось?

Погодите-ка...
Вот, сейчас только подумалось: если Вам нужно измерять среднее напряжение синусоиды, может, и однополупериодного выпрямителя будет достаточно?
Такой сделать гораздо легче, чем двухполупериодный. Возможно, получится и на одиночном ОУ.

ЗЫ. Прочитал ещё раз тему внимательно - однополупериодный выпрямитель может прокатить и для сигнала произвольной, но неизменной формы.

Почему нет ? В даташите на 6-й странице сказано , что если отключить усредняющий конденсатор Cav , показанный на рисунке 2 ( они советуют всё же 5 пикофарад оставить , для стабильности ) , то схема начинает давать на выход абсолютное значение ( absolute value ) . А если это потом отфильтровать - то получится как раз средневыпрямленное значение . То есть , схема-то позволяет , вопрос - как там будет с точностью и полосой частот на милливольтном сигнале . А с другой стороны - для синусоиды-то всё равно , какое там будет среднее значение , RMS или средневыпрямленное .



Но зато за эти деньги они лазерную подгонку делают ...... всё же трудятся люди



Да-да , и главное - без диодов и транзисторов
Вы же тут писали -

Интересно было бы посмотреть ..... я вот , при всей моей буйной фантазии - такого придумать не смог , увы Вот ежели бы в схему ОУ внутрь залезть - можно было бы что-нибудь замутить подобное ..... но пилить корпус , да в кристалл тыкать - нет , это не наш путь

В принципе - да, была у меня такая мысль. Видимо придётся к ней вернуться. Точность будет легче обеспечить. Жаль только уровень сигнала терять... У меня шкала АЦП - 4,095 В и пятивольтовым питанием хотелось обойтись. Всё равно на одиночном ОУ никак не получается...
Да и как на одном от влияния нагрузки избавиться?

Вот более сильное утверждение: средневыпрямленное значение сигнала переменного тока произвольной формы может быть измерено с помощью однополупериодного выпрямителя.

Точность от этого только выиграет. Можно ещё питание опера сделать побольше...
Что подразумевается под влиянием нагрузки?

Не переходите на личности

А у АЦП дифференциальный вход ? Если так , то есть вариант на одном ОУ двухполупериодный выпрямитель сделать и получить средневыпрямленное значение , только потом дифференциальный вход нужен .


Вот так можно сделать :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

ОУ тут один , правда всё же 2 диода ..... но что делать

Вот так ещё лучше - больше амплитуда на выходе . Разрядный резистор лучше перенести к конденсаторам :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И какой же АЦП здесь предлагается?
Деемон, Ваши схемы хороши всем, кроме одного: они не имеют отношения к обсуждаемым здесь и в других темах вопросам, потому, что не соответствуют условиям задачи.

А Вы уверены что Ваши схемы вообще будут работать как выпрямители?
О том, что ОУ нуждается в ОС по постоянному току, мне удалось выяснить ещё в школе, и без хоровицхиллов.

Любой АЦП с высокоомным дифференциальным входом . Таких АЦП много .... даже старый добрый КР572ПВ5 - обладал таким входом .

Да неужто? Назовите хотя бы один конкретно.

Мне кажется, вы просто упорствуете в собственном неведении.
572ПВ5 для решения задачи, поставленной в теме, абсолютно не годится. Причину могу назвать по запросу, если он будет исходить не от Вас.

Ещё более сильное: при симметрии полуволн - и СКВ тоже.
Да, но не хотелось ради этого... Сейчас и опер с питанием выше 5 В подбирать не так просто...

То, что у выпрямителя наверняка будет различное выходное сопротивление для разных полуволн входного. Это может привести к ошибке последующего усреднения.

Это не интересно.
Впрочем, я высказал также банальные вещи. Которые, к сожалению, часто забываются.

А усреднять в цифрЕ или в аналоге собираетесь?
В первом случае потери разрядности не будет.

Нет, в целом, не верно - неправильно расставлены акценты. Выходное сопротивление выпрямителя будет определяться глубиной ООС и углом поворота фазы (задержкой сигнала) ОУ на заданной частоте. Сами же выходные каскады рыл-ту-рыл ОУ имеют высокое вых. сопротивление, т.к. представляют собой источники тока (схема с ОЭ или ОИ).

Вот так можно:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вопрос интересный. Собирался в аналоге. Надо подумать...

Всё равно не могу безоговорочно согласиться. То, что будет разным - почти на 100% уверен. Надо конкретную схему обсуждать. Может, предложите?

Можно-то можно. Только АЦП придётся искать с дифф. входами и большим диапазоном входных синфазных напряжений.
Вы какой, кстати, планируете использовать?

Если в цифрЕ, то и выпрямлять особенно не надо.

Щас прикину. Может, Вы и правы...

Так-то можно , но точность понизится - АЦП будет работать на переменном токе , да и требования к подавлению синфазного сигнала будут более жестокими . Если уж нужно средневыпрямленное значение - то что мешает его сначала выпрямить , а потом уже оцифровывать ?



Да это-то и дураку понятно , почему - у него же семисегментный выход на ЖКИ Но вот с тех пор , когда сделали ПВ5 ( а точнее - его прототип ) , прошло много времени , и АЦП выпустили много . И у многих из них есть таки дифференциальный вход . Может быть , и у АЦП , который хочет применять Herz - тоже такой вход есть . Теперь дошло ? Вот тогда - можно сделать выпрямитель на одном ОУ . А если надо усреднять сигнал уже в цифре - то кто мешает сделать так :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Так ещё проще , да и синфазный сигнал меньше ..... хотя я бы лично сначала усреднил бы кондёрами , а потом - на оцифровку .

Повертел так и сяк - в простых однополупериодных выпрямителях, действительно, малое выходное сопротивление получить не удалось.

Может, дураку и понятно, только тот, кто его предлагал в данной теме, этого точно не осознал.
Кроме того, есть и другие причины неприменимости данного прибора для данной задачи.

И какие же конкретно эти АЦП, особенно те, которые собирается применять Herz?

Это просто праздники какие-то...
Деемон, Вы плодите "схемы" с такой скоростью, что просто физически невозможно указывать Вам на каждую ошибку.
Послушайте доброго совета: прежде, чем рисовать, или просто предлагать что-то, сначала подумайте хорошенько головой.

deemon Ваш последний"выпрямитель на одном ОУ" эквивалентен... проводу.
Дифференциальный АЦП для провода вовсе не нужен.

2 Herz
Попробуйте всё-таки рассмотреть возможность измерять среднее значение сигнала вовсе без выпрямителя. Точность от этого только выиграет. Шумы и погрешности АЦП же, как правило, гораздо ниже шумов и помех, содержащихся в самОм сигнале.

Это как понять - эквивалентен проводу ??? Потрудитесь разъяснить !

Каков диапазон входного сигнала АЦП? Какой он получится с Вашей схемой, и какой - с проводом? Все резисторы считаем одинаковыми.
Если используется дифф. АЦП, для провода один из входов просто заземляем.

Вы что несёте , в самом-то деле ? На схеме изображён двухполупериодный выпрямитель , работающий на АЦП с дифференциальным входом .
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не переходите на личночти

А я с этим и не спорил - выпрямление получается, двухполупериодное между дифф. входами АЦП.
Только давайте рассмотрим теперь работу АЦП с дифф. входом.
Возьмём конкретный прибор, и разберём его работу. Предложите его, а я попытаюсь показать, что преимуществ Ваша схема против провода иметь не будет.

deemon выучите раз и навсегда пункт правил 2.1 а. И прежде чем написать что-либо о любом из форумчан еще раз его прочтите.

deemon и Stanislav продолжение обсуждения темы в духе взаимных нападок не приемлемо. Выбирайте выражения. Сарказм также не приветствуется.

К сожалению, вынужден пожаловаться модераторам на deemon-а, ибо не хочу опускаться на его уровень обсуждения. Необходимые скриншоты, подтверждающие правомочность жалобы, у меня имеются.
Всем желающим могу строго показать, что его "схемы" и предложения в данной теме не выдерживают никакой критики, и только вредят обсуждению.
В частности, последняя из них для задачи определения средневыпрямленного значения сигнала будет работать хуже АЦП с сигналом, поданным непосредственно на его вход, потому, как она только вносит дополнительные искажения и шумы.
Прошу прощенья за оффтоп (с моей точки зрения, вынужденный).

Реплика.
Я видел начало и знаю откуда все началось (политика) и теперь продолжается и продолжается.
Давайте жить дружно.
По теме.
Схемы с диодами нехороши тем, что внутри зоны нечуствительности диодов (обратная связь разомкнута) и идет звон (мама не горюй). Для этих схем обязательно требуется фильтрация на выходе.
Я пробовал разные варианты, все работают, но мое личное предпочтение сейчас такое.
Структорно так.
Диф. вход. 2 одинаковых однополярных ОУ подключатся только разными входами. На выходах R-C фильтр легкий и обратная связь ОУ с конденсатора.
Плюсы такого решения.
1. Без диодов.
2. Параметры R-C фильтра не влияют на точность, т.к. охвачены ОС.
3. Одинаковость входных цепей.
4. Диф. вход.
Минус.
Резисторы входные и ОС точные. Против физики ни чего не могу сделать.

Угу , выпрямитель будет работать ХУЖЕ АЦП

Да, синфазное - неприятная вещь. Я эту схему привёл лишь для примера, у неё есть очевидные плюсы: высокое входное сопротивление и ненужность точных резисторов.
АЦП собираюсь использовать ADS1252. Кстати, заявленного в документации КОСС в 100 дБ должно хватить, чтобы уложиться в 0,1% ошибки на моём динамическом диапазоне в 40 дБ. Без учёта других погрешностей, конечно.


АЦП - дельта-сигма, его скорости не хватит, чтобы оцифровать сигнал "напрямую", без выпрямления. Если же усреднять синусоиду, получим... сами знаете что. Вот использовать его модулятор для усреднения выпрямленного, пожалуй, можно было бы. Надо прикидывать. У меня перед АЦП ещё антиалиасинговый фильтр предусмотрен был. Аналоговый.


Да схема-то в общем, известная. И вполне работоспособная. Для дифференциального входа можно использовать. Но опять же: точные резисторы, относительно невысокий входной и высокий выходной импедансы...
Я тут даже подумал: схема многоканальная, в тракте хотелось предусмотреть PGA для выравнивания КУ. Реализовать думаю на умножающем ЦАПе, включенном в ОС ОУ. (т.е. с выхода ОУ сигнал на вход опоры ЦАПа, токовый выход - на инвертирующиий вход). Такие ЦАПы, как DAC8812, например, имеют комплементарные токовые выходы. Подать с обоих ОС через диоды и кодом выровнять симметрию...
Или ещё. Есть у них входы сброса. Можно компаратор на "пересечение земли" поставить и ЦАП обнулять, чтобы PGA в течение полуволны ноль выдавал... Каково?

Ну , если АЦП медленный , но имеет высокомный дифференциальный вход - то ИМХО лучше всего вариант с конденсаторами , я его уже рисовал :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Тут и симметрия полуволн обеспечивается автоматически , и синфазный сигнал практически отсутствует , и перед АЦП мы имеем хорошее сглаживание .

Вы в самом деле шустрый очень.
Присмотритесь к своей схемке, Найдите 10..., ну, хоть 2 ошибки...