[发明专利]一种微弱小信号精密整流系统

说明书

技术领域

本发明涉及精密整流技术领域，尤其涉及一种微弱小信号精密整流系统。

背景技术

精密整流常用的电路有两种，一种是利用单向导通特性的二极管和集成运放的深度负反馈特性，实现输入信号的整流，如图1所示；一种是利用单电源供电的集成运放输出最小值为零的特性，对输入信号进行加减法运算获得对信号的整流，如图2所示。这两种精密整流方法又可以引申出很多电路，图1、图2为常见的电路结构。

利用二极管结合运放实现信号精密整流存在的缺陷是输入信号的频率不能太高，如果达到1MHz以上，整流波形就会发生畸变。为了防止畸变发生，通常从两个方面来改善性能，一是通过选用合适的运放；二是对信号正极性与负极性的处理通路的速度确保一致。但这两种方法的结果只能对畸变的整流信号有所改善，并无法从本质上消除。

利用单电源供电的集成运放最小输出电压为零的特性，对输入信号运算处理来获得整流效果的电路存在的主要问题是，当输入信号在零电平附近的时候，运放工作在非线性区，而且由于运放最小输出不可能等于零，所以对于微弱的小信号(uV级)无法获得处理结果。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中整流波形容易畸变，对微弱小信号无法获得处理结果的技术问题，提供了一种微弱小信号精密整流系统，实现高频条件下的有效整流并对微弱信号进行有效处理，同时也能实现中低频条件下的有效整流。

本发明的实施例提供了一种微弱小信号精密整流系统，所述微弱小信号精密整流系统包括过零比较器，具有第一可控开关和第二可控开关的模拟开关，第一电压跟随器及第二电压跟随器；

所述第一电压跟随器及第二电压跟随器分别通过一个隔离电阻接入需要整流的输入电压v_i，所述第一电压跟随器及第二电压跟随器的输出端，用于形成整流后的输出电压V_o；

所述过零比较器输入端接入所述输入电压v_i，过零比较器的正极性逻辑信号输出端与第一可控开关的控制端相连接，过零比较器的负极性逻辑信号输出端与第二可控开关的控制端相连接；

所述第一可控开关及第二可控开关串联连接，第一可控开关与第二可控开关的连接端接地，第一可控开关的另一端与第一电压跟随器输入端相连接，第二可控开关的另一端与第二电压跟随器输入端相连接；

其中，

优选地，所述过零比较器包括第一比较器及第二比较器，所述第一比较器的负向输入端与第二比较器的正向输入端相连接并接地，所述第一比较器的正向输入端与第二比较器的负向输入端分别用于接入所述输入电压v_i，所述第一比较器的输出端与第一可控开关的控制端相连接，所述第二比较器的输出端与所述第二可控开关的控制端相连接。

优选地，所述第一电压跟随器及第二电压跟随器分别为FET电压跟随器，所述第一可控开关的另一端与第一电压跟随器的栅极端相连接，所述第二可控开关的另一端与第二电压跟随器的栅极端相连接，第一电压跟随器的源极端及第二电压跟随器的源极端用于形成所述整流后的输出电压V_o。

优选地，所述第一电压跟随器包括第一FET结型场效应管，第一FET结型场效应管的漏极连接一供电电源，第一FET结型场效应管的漏极还分别通过第一电容和第一电解电容接地，所述第一FET结型场效应管的漏极还依次串接第一可变电阻、第二电阻、第三电阻后接地，所述第一FET结型场效应管的栅极通过第一隔直电容与第一可控开关相连接，所述第一FET结型场效应管的栅极还连接有第四电阻，第四电阻的另一端与第二电阻及第三电阻的连接处相连接，所述第一FET结型场效应管的源极还通过第五电阻接地。

优选地，所述第二电压跟随器包括第二FET结型场效应管，第二FET结型场效应管的漏极连接一供电电源，第二FET结型场效应管的漏极还分别通过第二电容和第二电解电容接地，所述第二FET结型场效应管的漏极还依次串接第二可变电阻、第六电阻、第七电阻后接地，所述第二FET结型场效应管的栅极通过第二隔直电容与第二可控开关相连接，所述第二FET结型场效应管的栅极还连接有第八电阻，第八电阻的另一端与第六电阻及第七电阻的连接处相连接，所述第二FET结型场效应管的源极还通过第九电阻接地。进一步优选地，所述输入电压的频率≥1MHz。