由于电路中存在受控源,电路中就有单向性质,电路或子电路具有单向性质时称为单向电路(unidirectional circuit)。单向电路为一非线性变换电路,它能以1倍或2.5倍的增益输出一种极性的信号,而对另一种极性的信号起阻塞作用,即无输出。它是构成选择、限幅、函数、死区、绝对值等组件的基本电路。
它是一个具有两组差动输入的比例运算放大器。端子1、2和3、4是它的两组输入端,一般只利用其中一组接收有用信号,另一组则用来处理信号零点或作其他用途。电路增益为固定的1倍或2.5倍,由“增益”跳线(T1、T2、T3)方式选择。零点信号(0V或一1V)由“零点”跳线(T4、T5、T6)方式选择。电位器w来微调电路的零位,电阻R9为电路平衡电阻,用来平衡运算放大器两输入端的阻抗。由于该电路结构对称,参数匹配恰当,所以它具有良好的抑制共模干扰能力,可接收不同参考电平的信号。
具体的原理不同类型的单向电路略有不同,在此以单向桥式整流电路为例。
二极管正极电位高于负极电位或正极电压大于二极管死区电压时,二极管导通,导通后通过负载的电流方向不改变,从而在负载上得到极性不变的脉动直流电。
当Vi正半周时,变压器T次级线圈3正4负,二极管VD1、VD2导通,VD3、VD4截止,负载RL上获得单向脉动电流。
当Vi负半周时,变压器T次级线圈4正3负,二极管VD3、VD4导通,VD1、VD2截止,负载RL上获得单向脉动电流。
输出电压脉动小,每只二极管承受的最大反向电压也较小;变压器的利用效率高。
当电路如1图所示的开环应用时,该电路就是一个单向比较器。
由于运算放大器IC的开环增益很高,它的同相端与反相端之间的电位差只要有微小的变化就会使运算放大器IC的输出由正饱和变为负饱和或由负饱和变为正饱和,从而使接于输出端的二极管D由导通变为截止或由截止变为导通,如同一个由输入信号控制的理想开关,这时电路的输入输出关系如图4所示。
当二极管按图6中所示方向连接时,电路输出正信号,负向输出为零;当二极管与图6中所示方向相反连接时,电路输出负信号,正向输出为零。
单向电路与缓冲电路一样,常作为组件的接口电路使用。
大型电路可以分块成基本单元构成单向电路模型。
单向图的生成过程
大电路系统地分解成单向图可以进行如下
在互感器的输出端接好万用表(指针式),并打在直流50mA档,之后在互感器的输入端短时加一个3~6V直流电压,在接通电源时如表针向正向摆动,则说明接正电流端为输入端,二次则为减极性接法。