二極管限幅電路分析及其原理

  能按限定的范圍削平信號電壓波幅的電路，又稱限幅器或削波器。限幅電路常用于：①整形，如削去輸出波形頂部或底部的干擾；②波形變換，如將輸出信號中的正脈沖削去，只留下其中的負(fù)脈沖；③過壓保護(hù)，如強的輸出信號或干擾有可能損壞某個部件時，可在這個部件前接入限幅電路。
 
  二極管最基本的工作狀態(tài)是導(dǎo)通和截止兩種，利用這一特性可以構(gòu)成限幅電路。所謂限幅電路，就是指限制電路中某一點的信號幅度大小，當(dāng)信號幅度大到一定程度時，不讓信號的幅度再增大;當(dāng)信號的幅度沒有達(dá)到限制的幅度時，限幅電路不工作。具有這種功能的電路稱為限幅電路，利用二極管來完成這一功能的電路稱為二極管限幅電路。
 
  限幅電路按功能分為上限限幅電路、下限限幅電路和雙向限幅電路三種。在上限限幅電路中，當(dāng)輸入信號電壓低于某一事先設(shè)計好的上限電壓時，輸出電壓將隨輸入電壓而增減；但當(dāng)輸入電壓達(dá)到或超過上限電壓時，輸出電壓將保持為一個固定值,不再隨輸入電壓而變,這樣，信號幅度即在輸出端受到限制。同樣，下限限幅電路在輸入電壓低于某一下限電平時產(chǎn)生限幅作用。雙向限幅電路則在輸入電壓過高或過低的兩個方向上均產(chǎn)生限幅作用。

 
  限幅電路分析
  限幅器按電路構(gòu)成分為二極管限幅電路和三極管限幅電路。圖1為兩種二極管下限限幅電路。
 
  圖1a為串聯(lián)式二極管下限限幅電路。輸入信號 ui經(jīng)二極管D和電阻R組成的分壓器分壓后成為輸出電壓u0。R下端加的電壓Ec用來確定電路的門限電壓。當(dāng)ui高于Ec時二極管導(dǎo)通，其阻值很小,使u0幾乎與ui完全一樣。當(dāng)ui低于Ec時二極管截止，二極管的阻值近似無窮大,使u0幾乎不受 ui的影響，而恒等于Ec。這樣，輸入信號電壓中低于Ec的部分便被“削掉”。
 
  圖2a、 b分別為下限限幅電路的輸入和輸出信號波形，表明這種電路的限幅作用。將圖 1中的二極管反接即可實現(xiàn)上限限幅作用。將一上限限幅電路與一下限限幅電路串接，則可實現(xiàn)雙向限幅。   下圖電路是利用了二極管的導(dǎo)通與截止實現(xiàn)限幅作用。當(dāng)輸入電壓低于E時二極管不導(dǎo)通，測得的輸出電壓就等于輸入電壓：當(dāng)輸入電壓高于E時二級管導(dǎo)通，輸出電壓就為E兩端的電壓。   嚴(yán)格來說導(dǎo)通時的電壓等于E加上二極管的開啟電壓，由于開啟電壓較小，所以該圖中就近似的看做輸出電壓等于E。
 
  限幅電路的原理：
  所謂限幅電路就是把超過某一幅度值的信號削平,通常是利用非線性元件（如二極管或三極管等）。
  一個雙向二極管限幅電路，若從輸入端輸入正弦電壓信號，高于二極管導(dǎo)通電壓的信號就會被削平。



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