假設我們需要使用春硬件電路找到兩個或多個電壓中的較大值,其實用二極管就可以做到。假設V1與V2都大于二極管的導通電壓(取0.6V),且V1>V2,那么輸出的電壓就是V1-0.6V。
這種做法的缺點是顯而易見的,一方面要求兩個電壓都大于0.6V,另一方面輸出的電壓是較大值減去0.6V。
在數字電路領域,有一個芯片叫做比較器,專門用于電壓比較。但是它多數情況下用于輸出高低電平,只輸出開關量。
仍用二極管比較電壓的思路,可以考慮把運放的反相輸入端與輸出端連在一起,形成虛短,同、反相輸入端電壓一樣,此時輸入電壓與輸出電壓一樣,可以解決二極管導通壓降對于輸出的影響。
由于電路只需原原本本地輸出最大電壓,所以不需要實現放大功能,或者說放大倍數為1倍即可,因此將運放用作電壓跟隨,保持通過二極管的電壓與輸入端的電壓是一樣的。由于虛短,可以把二極管的負極接到反相輸入端,溫度采集電壓接到同相輸入端,兩個輸入端電壓基本相同,所以二極管的負極與溫度采集電壓也基本相同。可得以下簡略原理圖:
如果輸入信號A的電壓比較大,也就是運放U1A的同相輸入端比較大,
運放U1A工作在線性區,有閉環負反饋。所以
對于運放U1B來說,uN2>uP2
所以運放U2A不工作,或者說由于凈輸入為負,理論輸出也為負,由于電路并未采用正負電源供電,而是用單電源供電,實際上uO2=0。二極管D1B無法導通。所以最終的輸出uO就是較大的輸入電壓。
增加適當的限流電阻與濾波電容,形成最終電路。下圖是兩路輸入比較最大值電路,也可以按照這個思路增加為多路輸入。
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