ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าความแม่นยำสูง
ตัวเรียงกระแสความแม่นยำสูงบางครั้งเรียกว่าซูเปอร์ไดโอดเป็นวงจรขยายสัญญาณปฏิบัติการ (opamp) ที่มีพฤติกรรมเหมือนไดโอดและตัวเรียงกระแส ใน อุดมคติ[ 1 ]
วงจรเรียงกระแสความแม่นยำสูงที่ใช้ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการ (op-amp) ไม่ควรสับสนกับไดโอดอุดมคติแบบเรียงกระแส แอคทีฟที่ใช้ MOSFET กำลังสูง
วงจรพื้นฐาน

วงจรพื้นฐานที่ใช้คุณสมบัติดังกล่าวแสดงอยู่ทางด้านขวา โดยที่โหลดใดๆ ก็ได้ เมื่อแรงดัน อินพุต เป็นลบ ตัวขยายสัญญาณแบบออปแอมป์จะส่งแรงดันลบที่สุดไปยังขั้วแอโนดของไดโอด ดังนั้นไดโอดจึงอยู่ในสภาวะไบแอสย้อนกลับและทำงานเหมือนวงจรเปิด เนื่องจากกระแสแทบจะไม่ไหลผ่านไดโอดเลย แรงดันเอาต์พุตจึงต่ำจะถูกดึงลงสู่พื้นดินผ่านทางเมื่อสัญญาณอินพุตเป็นบวก สัญญาณนั้นจะถูกขยายโดยออปแอมป์ ซึ่งจะทำให้ไดโอดทำงาน เนื่องจากการป้อนกลับเชิงลบกระแสไฟฟ้าจึงไหลผ่านในปริมาณที่พอดีดังนั้นเท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
ค่าเกณฑ์ที่แท้จริงนั้นใกล้เคียงกับศูนย์มาก แต่ไม่ใช่ศูนย์ โดยจะเท่ากับค่าเกณฑ์ที่แท้จริงของไดโอด หารด้วยอัตราขยายของออปแอมป์
การกำหนดค่าพื้นฐานนี้มีปัญหา ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้กัน เมื่อสัญญาณอินพุตกลายเป็นลบ (แม้เพียงเล็กน้อย) ตัวขยายสัญญาณแบบออปแอมป์จะทำงานแบบวงจรเปิด เนื่องจากไม่มีสัญญาณป้อนกลับผ่านไดโอด สำหรับออปแอมป์ทั่วไปที่มีอัตราขยายแบบวงจรเปิดสูง สัญญาณเอาต์พุตจะอิ่มตัว หากสัญญาณอินพุตกลับมาเป็นบวกอีกครั้ง ออปแอมป์จะต้องออกจากสถานะอิ่มตัวก่อนจึงจะสามารถขยายสัญญาณบวกได้อีกครั้ง การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดการสั่นและใช้เวลานาน ซึ่งจะลดการตอบสนองความถี่ของวงจร ลงอย่างมาก
วงจรที่ได้รับการปรับปรุง

เวอร์ชันทางเลือกแสดงอยู่ทางด้านขวา ในกรณีนี้ เมื่ออินพุตมากกว่าศูนย์ D1 จะปิด และ D2 จะเปิด ดังนั้นเอาต์พุตจึงเป็นศูนย์ เนื่องจากปลายอีกด้านของเชื่อมต่อกับกราวด์เสมือนและไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเมื่ออินพุตมีค่าน้อยกว่าศูนย์ D1 จะเปิด และ D2 จะปิด ดังนั้นเอาต์พุตจึงเหมือนกับอินพุตที่มีการขยายสัญญาณความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยนำเข้าและผลลัพธ์เป็นดังนี้:

วงจรนี้มีข้อดีคือตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการ (op-amp) จะไม่เข้าสู่สภาวะอิ่มตัว แต่เอาต์พุตของมันจะต้องเปลี่ยนแปลงไปตามแรงดันตกคร่อมของไดโอดสองตัว (ประมาณ 1.2 V) ทุกครั้งที่สัญญาณอินพุตผ่านศูนย์ ดังนั้นอัตราการเปลี่ยนแปลงของตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการและการตอบสนองความถี่ ( ผลคูณของอัตราขยายและแบนด์วิดท์ ) จะจำกัดประสิทธิภาพในความถี่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระดับสัญญาณต่ำ แม้ว่าจะสามารถยอมรับข้อผิดพลาดที่น้อยกว่า 1% ที่ 100 kHz ได้ก็ตาม
สามารถใช้วงจรที่คล้ายกันนี้ในการสร้างวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น ที่มีความแม่นยำสูงได้
ตัวตรวจจับจุดสูงสุด
ด้วยการดัดแปลงเล็กน้อย วงจรเรียงกระแสความแม่นยำพื้นฐานสามารถใช้ตรวจจับระดับสัญญาณสูงสุดได้ ในวงจรต่อไปนี้ตัวเก็บประจุจะรักษาระดับแรงดันสูงสุดของสัญญาณไว้ และสวิตช์ใช้สำหรับรีเซ็ตระดับที่ตรวจพบ เมื่อแรงดันอินพุต Vin Vc แรงดันคร่อมตัวเก็บประจุ) ไดโอดจะได้รับไบแอสตรง และวงจรจะกลายเป็นตัวตามแรงดัน ดังนั้น แรงดันเอาต์พุต Vo ตาม Vin ใดที่ Vin Vc Vin ลงต่ำกว่า Vc โอดจะได้รับไบแอสกลับ และตัวเก็บประจุจะเก็บประจุไว้จนกว่า Vin มีค่ามากกว่า Vc ครั้ง

ลิงก์ภายนอก
- สิทธิบัตรปี 1982 (หมดอายุแล้ว) ที่ระบุรายละเอียดการออกแบบที่เรียบง่ายและแม่นยำมาก
- เวอร์ชั่นปรับปรุงของร็อด เอลเลียต
- วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบออปแอมป์ตัวเดียว