當(dāng)U_i>0時(shí)，運(yùn)放U1A的輸出電壓U_1a<0，二極管D₂導(dǎo)通，D₁截止，運(yùn)放U1A工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)。此時(shí)這個(gè)電路相當(dāng)于反相比例電路^[1]，

　　U_o1=-R₂/R₁*U_i (1)

　　因此時(shí)式(1)中U_i>0，故U_o1為負(fù)值。

　　當(dāng)U_i<0時(shí)，運(yùn)放U1A的輸出電壓U_1a>0，二極管D₁導(dǎo)通，D₂截止，運(yùn)放U1A也處于深度負(fù)反饋狀態(tài)，其反相輸入端為虛地點(diǎn)，因此D₂的正極電壓U_o1=0。

　　由于R₁=R₂，故U_o1的電壓波形為變送模塊輸入信號(hào)U_i同幅值的負(fù)半周波形。見(jiàn)圖3負(fù)半軸波形^[3]。

　　反相求和電路

　　該部分電路由U1B及周邊器件構(gòu)成。由反相求和電路^[1]可得：

　　U_o/R₆=-(U_o1/R₅+U_o2/R₄) (2)

　　由圖2可知，R₆=R₄=2*R₅，U_o2=U_i，而U_o1為U_i的負(fù)半周。由公式(2)得：

　　當(dāng)U_i>0時(shí)，U_o1=-U_i，U_o=U_i;
　　當(dāng)U_i<0時(shí)，U_o1=0，U_o=-U_i;

　　所以U_o=|Ui|。經(jīng)過(guò)半波整流和反相求和電路之后，輸入的正弦波形已變成頻率為原來(lái)2倍，幅值與原來(lái)相同，脈動(dòng)系數(shù)為0.67的直流電(沒(méi)有電容C₁和C₂的情況)。見(jiàn)圖3正半軸波形^[3] 。此直流電還需要通過(guò)濾波電容C2變成平滑的直流電，以便后面的光電隔離電路使用。

　　光電隔離電路

　　交流轉(zhuǎn)直流變送模塊作為過(guò)程控制系統(tǒng)信號(hào)采集的前級(jí)儀器，其直流信號(hào)輸出通常是連接到二次儀表或其他數(shù)據(jù)采集模塊上。為了降低輸入交流信號(hào)對(duì)輸出直流信號(hào)以及后級(jí)儀表干擾，采取了在模塊的輸入級(jí)和輸出級(jí)之間增加線性光耦和隔離電源的措施。借助光耦，輸入信號(hào)在經(jīng)過(guò)了電壓→電流→發(fā)光→電流→電壓的傳遞過(guò)程同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了信號(hào)前后級(jí)無(wú)電氣聯(lián)系的光電隔離。因此線性光耦是模塊中實(shí)現(xiàn)光電隔離功能的重要器件，其性能將對(duì)整個(gè)變送模塊的精度產(chǎn)生重要影響。此處設(shè)計(jì)采用的線性光耦是SLC800，它具有線性度好，隔離電壓高，可靠性好，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖及在此次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電路如圖4所示。