本發(fā)明涉及一種絕對值電路，更具體的說，尤其涉及一種由普通運放構成的無失真絕對值電路。

背景技術：

絕對值電路實現(xiàn)對信號的絕對值運算，是一種應用廣泛的信號處理電路?，F(xiàn)有的絕對值運算電路中，由于采用了二極管，使得實際獲取的原函數(shù)的波形存在失真，在要求精密計算時易導致較大誤差。如圖1所示，給出了待運算的原函數(shù)的波形圖，圖2中，標號2波形為原函數(shù)絕對值的理想波形圖，標號3波形為原函數(shù)經(jīng)過有二極管的絕對值電路獲取的實際波形圖，可見，實際獲取的絕對值波形與理想波形圖存在較大的失真，這是由于二極管不可避免的pn結特性所導致的。因此，如果在絕對值運算電路中杜絕使用二極管，將可避免絕對值波形的失真。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種由普通運放構成的無失真絕對值電路。

本發(fā)明由普通運放構成的無失真絕對值電路，包括運算放大器u1a、運算放大器u1b和pnp型三極管q1；其特征在于：輸入信號in接于運算放大器u1a的同相輸入端上，u1a的反相輸入端接于電源地上，u1a的輸出端與三極管q1的基極相連接；運算放大器u1b的同相輸入端與u1a的同相輸入端之間串聯(lián)有電阻r2，u1b的反相輸入端與u1a的同相輸入端串聯(lián)由電阻r3，u1b的反相輸入端與其輸出端之間串聯(lián)有電阻r4，u1b的輸出端輸出絕對值信號out；三極管q1的集電極與u1b的同相輸入端相連接，q1的發(fā)射極與電源地相連接，所述電阻r3與r4的阻值相等。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的絕對值運算電路，由運算放大器u1a、u1b和三極管q1組成，運算放大器u1a根據(jù)輸入信號的正、負來控制三極管q1的通斷狀態(tài)，進而對運算放大器u1b同相輸入端的電平狀態(tài)進行控制；使得，當輸入信號in＞0時，u1b的輸出端與輸入端in等電位，即out=in；當輸入信號in＜0時，q1飽和導通使得u1b的同相輸入端為0電位，out=-in，最終實現(xiàn)了輸入信號的絕對值運算。整個運算電路使用普通運放且不采用二極管，電路結構簡單、合理，制作成本低，輸出的絕對值波形無失真。

附圖說明

圖1為待運算的原函數(shù)的波形圖；

圖2為原函數(shù)絕對值的理想波形圖和原函數(shù)絕對值的實際波形圖；

圖3為本發(fā)明的由普通運放構成的無失真絕對值電路的電路圖。

圖中：1運算放大器u1a，2運算放大器u1b，3三極管q1。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，給出了待運算的原函數(shù)的波形圖，其標號為1；如圖2所示，給出了原函數(shù)絕對值的理想波形圖和原函數(shù)絕對值的實際波形圖，標號2為原函數(shù)絕對值的理想波形圖，標號3為原函數(shù)絕對值的實際波形圖，在對原函數(shù)進行絕對值運算的過程中，盡可能地獲取標號2所示的理想波形圖。然而，在實際的絕對值運算電路中，由于采用了二極管會不可避免地產(chǎn)生壓降，會導致實際獲得的波形圖如標號3所示，產(chǎn)生了波形失真。如果在絕對值運算電路中，避免采用二極管則可解決波形失真的問題。

如圖3所示，給出了本發(fā)明的由普通運放構成的無失真絕對值電路的電路圖，其由運算放大器u1a（1）、運算放大器u1b（2）和三極管q1（3）組成，運算放大器u1a和運算放大器u1b均采用普通運算放大器，輸入信號in接于運算放大器u1a的同相輸入端（3端），u1a的反相輸入端（2端）接于電源地上。u1a的同相輸入端（3端）經(jīng)電阻r2與運算放大器u1b的同相輸入端（5端）相連接，u1a的同相輸入端（3端）經(jīng)電阻r3與u1b的反相輸入端（6端）相連接。

運算放大器u1a的輸出端與pnp型三極管q1的基極相連接，q1的發(fā)射極接于電源地上，q1的集電極與u1b的同相輸入端（5端）相連接，u1b的輸出端與其反相輸入端（6端）之間串聯(lián)有電阻r4，電阻r3與電阻r4的阻值相等。u1b的輸出端形成輸入信號in的絕對值信號輸出out。

本發(fā)明的絕對值電路的工作原理為：

在in端輸入波形1，當波形處于正半周（即uin＞0）時，u1a的3端電平高于2端，輸出端1輸出高電平，三極管q1截止，5點相當于對地斷開。5端對運放虛斷，沒有電流，所以u1b的5、6、in三端等電位，都等于in點電位，則r3上沒有電流，由于6端對運放也虛斷，則r4上也沒有電流，所以6、7兩點等電位。即in、6、5、7四點等電位，這樣輸入電壓等于輸出電壓uin＝u7，即uout＝+uin。

當波形處于負半周（即uin＜0）時，u1a的3端電平低于2端，輸出端1輸出低電平，三極管q1飽和導通，5點相當于對地短路。u1b的5端電位等于地電位（0電位），根據(jù)運算放大器的“虛短”與“虛斷”的基本原理，再由于r4＝r3，所以u7＝－uin。這樣輸入電壓無論是正還是負，輸出電壓等于正，即uout＝∣uin∣，實現(xiàn)了對原函數(shù)的無誤差絕對值運算。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明的由普通運放構成的無失真絕對值電路，包括運算放大器U1A、U1B和PNP型三極管Q1；特征在于：輸入信號IN接于U1A的同相輸入端，U1A的反相輸入端接于地，U1A的輸出與三極管Q1的基極相連；U1B與U1A的同相輸入端之間串聯(lián)有電阻R2，U1B的反相輸入端與U1A的同相輸入端串聯(lián)由電阻R3，U1B的反相輸入端與其輸出端之間有電阻R4，三極管Q1的集電極與U1B的同相輸入相連。本發(fā)明的絕對值運算電路，當輸入信號IN＞0時，U1B的輸出端與輸入端IN等電位，即OUT=IN；當輸入信號IN＜0時，Q1飽和導通使得U1B的同相輸入端為0電位，OUT=?IN，最終實現(xiàn)了輸入信號的絕對值運算，電路結構簡單、合理，制作成本低，輸出的絕對值波形無失真。

技術研發(fā)人員：徐長纓;焦營營;羅珂
受保護的技術使用者：山東建筑大學
技術研發(fā)日：2017.05.17
技術公布日：2017.09.26