Rectificador de precisión de onda completa

En ocasiones es necesario rectificar señales que tienen una baja amplitud de voltaje en el orden de voltios o menos y usar un puente rectificador con diodos no es lo ideal. De por si un puente consume de la señal de entrada típicamente 1.4 voltios por lo que ingresar una señal cercana a este valor o menos para ser rectificada no funcionaria. Entonces para poder solucionar este problema hay un circuito que usando dos amplificadores operacionales, un diodo y resistencias es capaz de rectificar señales de muy poco voltaje sin ningún tipo de error, este circuito es conocido con el nombre de rectificador de precisión de onda completa o circuito de valor absoluto.

Para que la rectificación sea negativa se debe cambiar la dirección del diodo. El primer amplificador realiza la rectificación de onda completa pero tiene mala impedancia de salida, por lo que para poder solucionar este problema se agrega un amplificador seguidor que presenta muy buenas impedancias de entrada y salida, y se usa como buffer.

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Funcionamiento. Durante el semiciclo positivo el diodo queda en circuito abierto, entonces el primer amplificador queda configurado como comparador por lo que la señal sigue de largo de la entrada a la salida.

Y durante el semiciclo negativo el diodo se pone en corto entonces el primer amplificador se comporta como amplificador inversor, la señal de entrada es invertida y amplificada por uno, tal como se muestra a continuación.

Ejemplo. Diseñe un amplificador de precisión de onda completa para una señal seno de 0.3 voltios pico a una frecuencia de 60Hz.

Solución. Se escoge 10kΩ como valor de R. El diodo que se usara será el 1N4148. Y como se requieren dos amplificadores operacionales se usará el LM358. El circuito es el siguiente:

La simulación es la siguiente:

Se puede observar que la rectificación es de onda completa y que la ganancia es de uno.

En caso de que se quiera amplificar la señal de salida el circuito es el siguiente:

En vez de colocar un amplificador seguidor a la salida del primer amplificador, se coloca un amplificador no inversor que también presenta buenas impedancias de entrada y de salida, pero que además permite ajustar la ganancia. La ecuación para hallar R1 en función de la ganancia A y de la resistencia de realimentación RF es la siguiente:

Ejemplo. Realice el ejemplo anterior pero ahora que la salida tenga una ganancia de tres.

Solución. Se escoge R de un valor de 10kΩ, y el 1N4148 como diodo. Como valor de RF se escoge 20kΩ, entonces para que la ganancia sea tres R1 debe tener un valor de 10kΩ. Y como amplificador operacional se usará el LM2904. El circuito queda: