Retificadores
AC e DC são dois termos frequentes que você encontra ao estudar o fluxo de carga elétrica. Alternating Current (AC)tem a propriedade de mudar seu estado continuamente. Por exemplo, se considerarmos uma onda senoidal, a corrente flui em uma direção para meio ciclo positivo e na direção oposta para meio ciclo negativo. Por outro lado,Direct Current (DC) flui apenas em uma direção.
Um circuito eletrônico, que produz um sinal DC ou um sinal DC pulsado, quando um sinal AC é aplicado a ele é chamado de rectifier. Este capítulo discute sobre retificadores baseados em amp op em detalhes.
Tipos de retificadores
Os retificadores são classificados em dois tipos: Half wave rectifier e Full wave rectifier. Esta seção discute sobre esses dois tipos em detalhes.
Retificador de meia onda
UMA half wave rectifier é um retificador que produz semiciclos positivos na saída para um meio ciclo da entrada e saída zero para a outra metade do ciclo da entrada.
o circuit diagram de um retificador de meia onda é mostrado na figura a seguir.
Observe que o diagrama do circuito de um retificador de meia onda mostrado acima se parece com um amplificador inversor, com dois diodos D 1 e D 2 em adição.
o working do circuito retificador de meia onda mostrado acima é explicado abaixo
Para o positive half cycleda entrada senoidal, a saída do op-amp será negativa. Conseqüentemente, o diodo D 1 será polarizado diretamente.
Quando o diodo D 1 está em polarização direta, a tensão de saída do amplificador operacional será de -0,7 V. Portanto, o diodo D 2 terá polarização reversa. Portanto, ooutput voltage do circuito acima é zero volts.
Portanto, existe no (zero) output de retificador de meia onda para o meio ciclo positivo de uma entrada sinusoidal.
Para o negative half cyclede entrada senoidal, a saída do op-amp será positiva. Portanto, os diodos D 1 e D 2 serão polarizados reversamente e polarizados diretamente, respectivamente. Portanto, a tensão de saída do circuito acima será -
$$ V_0 = - \ esquerda (\ frac {R_f} {R_1} \ direita) V_1 $$
Portanto, a saída de um retificador de meia onda será um positive half cycle para um meio ciclo negativo da entrada senoidal.
Formas de onda
o input e output waveforms de um retificador de meia onda são mostrados na figura a seguir
Como você pode ver no gráfico acima, o diagrama do circuito retificador de meia onda que discutimos produzirá positive half cycles para meios ciclos negativos de entrada sinusoidal e saída zero para meios ciclos positivos de entrada senoidal
Retificador de onda completa
UMA full wave rectifier produz meios ciclos positivos na saída para ambos os meios ciclos da entrada.
o circuit diagram de um retificador de onda completa é mostrado na figura a seguir -
O diagrama de circuito acima consiste em dois amplificadores operacionais, dois diodos, D 1 e D 2 e cinco resistores, R 1 a R 5 . oworking do circuito retificador de onda completa mostrado acima é explicado abaixo -
Para o positive half cyclede uma entrada sinusoidal, a saída do primeiro op-amp será negativa. Portanto, os diodos D 1 e D 2 serão polarizados diretamente e reversamente, respectivamente.
Então, a tensão de saída do primeiro op-amp será -
$$ V_ {01} = - \ esquerda (\ frac {R_2} {R_1} \ direita) V_i $$
Observe que a saída do primeiro op-amp está conectada a um resistor R 4 , que está conectado ao terminal inversor do segundo op-amp. A tensão presente no terminal não inversor do segundo op-amp é 0 V. Portanto, o segundo op-amp com resistores, R 4 e R 4, atua como uminverting amplifier.
A tensão de saída do segundo op-amp será
$$ V_0 = - \ esquerda (\ frac {R_5} {R_4} \ direita) V_ {01} $$
Substituting o valor de $ V_ {01} $ na equação acima, obtemos -
$$ => V_ {0} = - \ esquerda (\ frac {R_5} {R_4} \ direita) \ esquerda \ {- \ esquerda (\ frac {R_2} {R_1} \ direita) V_ {i} \ direita \ } $$
$$ => V_ {0} = \ left (\ frac {R_2R_5} {R_1R_4} \ right) V_ {i} $$
Portanto, a saída de um retificador de onda completa será um meio ciclo positivo para o positive half cyclede uma entrada sinusoidal. Neste caso, o ganho da saída é $ \ frac {R_2R_5} {R_1R_4} $. Se considerarmos $ R_ {1} = R_ {2} = R_ {4} = R_ {5} = R $, então o ganho da saída será um.
Para o negative half cyclede uma entrada sinusoidal, a saída do primeiro op-amp será positiva. Portanto, os diodos D 1 e D 2 terão polarização reversa e polarização direta, respectivamente.
A tensão de saída do primeiro op-amp será -
$$ V_ {01} = - \ esquerda (\ frac {R_3} {R_1} \ direita) V_ {i} $$
A saída do primeiro op-amp é conectada diretamente ao terminal não inversor do segundo op-amp. Agora, o segundo op-amp com resistores, R 4 e R 5 atua como umnon-inverting amplifier.
A tensão de saída do segundo op-amp será -
$$ V_ {0} = \ left (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ right) V_ {01} $$
Substituting o valor de $ V_ {01} $ na equação acima, obtemos
$$ => V_ {0} = \ esquerda (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ direita) \ esquerda \ {- \ esquerda (\ frac {R_3} {R_1} \ direita) V_ {i} \ direita \} $$
$$ => V_ {0} = - \ esquerda (\ frac {R_3} {R_1} \ direita) \ esquerda (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ direita) V_ {i} $$
Portanto, a saída de um retificador de onda completa será um positive half cyclepara o meio ciclo negativo de entrada sinusoidal também. Neste caso, a magnitude do ganho da saída é $ \ left (\ frac {R_3} {R_1} \ right) \ left (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ right) $. Se considerarmos $ R_ {1} = 2R_ {3} = R_ {4} = R_ {5} = R $ então o ganho da saída seráone.
o input e output waveforms de um retificador de onda completa são mostrados na figura a seguir
Como você pode ver na figura acima, o diagrama do circuito retificador de onda completa que consideramos produzirá apenas positive half cycles para meios ciclos positivos e negativos de uma entrada sinusoidal.