El rectificador de precisión es una configuración que se obtiene con un amplificador operacional para que un circuito se comporte como un diodo y rectificador ideales . [1] Es muy útil para el procesamiento de señales de alta precisión. Con la ayuda de un rectificador de precisión, el procesamiento de señales de alta precisión se puede realizar muy fácilmente.
El rectificador de precisión basado en amplificador operacional no debe confundirse con el diodo ideal de rectificación activa basado en MOSFET de potencia .
El circuito básico que implementa dicha característica se muestra a la derecha, donde puede haber cualquier carga. Cuando el voltaje de entrada es negativo, hay un voltaje negativo en el diodo, por lo que funciona como un circuito abierto, no fluye corriente a través de la carga y el voltaje de salida es cero. Cuando la entrada es positiva, es amplificada por el amplificador operacional, que enciende el diodo. La corriente fluye a través de la carga y, debido a la retroalimentación , el voltaje de salida es igual al voltaje de entrada.
El umbral real del superdiodo es muy cercano a cero, pero no es cero. Equivale al umbral real del diodo, dividido por la ganancia del amplificador operacional.
Esta configuración básica tiene un problema, por lo que no se utiliza habitualmente. Cuando la entrada se vuelve (aunque sea ligeramente) negativa, el amplificador operacional funciona en bucle abierto, ya que no hay señal de retroalimentación a través del diodo. Para un amplificador operacional típico con alta ganancia de bucle abierto, la salida se satura. Si la entrada vuelve a ser positiva, el amplificador operacional tiene que salir del estado saturado antes de que pueda volver a tener lugar la amplificación positiva. Este cambio genera algo de timbre y lleva algún tiempo, reduciendo en gran medida la respuesta de frecuencia del circuito.
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A la derecha se ofrece una versión alternativa. En este caso, cuando la entrada es mayor que cero, D1 está apagado y D2 está encendido, por lo que la salida es cero porque el otro extremo está conectado a tierra virtual y no pasa corriente . Cuando la entrada es menor que cero, D1 está encendido y D2 está apagado, por lo que la salida es como la entrada con una amplificación de . Su relación entrada-salida es la siguiente:
Este circuito tiene la ventaja de que el amplificador operacional nunca se satura, pero su salida debe cambiar en dos caídas de voltaje del diodo (aproximadamente 1,2 V) cada vez que la señal de entrada cruza cero. Por lo tanto, la velocidad de respuesta del amplificador operacional y su respuesta de frecuencia ( producto ganancia-ancho de banda ) limitarán el rendimiento de alta frecuencia, especialmente para niveles de señal bajos, aunque es posible un error de menos del 1% a 100 kHz.
Se pueden utilizar circuitos similares para crear un circuito rectificador de onda completa de precisión .
Con una pequeña modificación, el rectificador de precisión básico se puede utilizar para detectar picos de nivel de señal. En el siguiente circuito, un condensador retiene el nivel de voltaje máximo de la señal y se usa un interruptor para restablecer el nivel detectado. Cuando la entrada Vin excede Vc (voltaje a través del capacitor), el diodo tiene polarización directa y el circuito se convierte en un seguidor de voltaje. En consecuencia, el voltaje de salida Vo sigue a Vin siempre que Vin exceda a Vc. Cuando Vin cae por debajo de Vc, el diodo se polariza inversamente y el capacitor retiene la carga hasta que el voltaje de entrada alcanza nuevamente un valor mayor que Vc.
