二极管削波电路
时间：2024-11-15 04:07:11
输出旌旗灯号的二极管限幅发生近似??于输出的平整版本的输入波形。比方，半波整流器是限幅电路，由于所有低于零的电压都被排除。
但二极管削波电路可用于多种使用，应用旌旗灯号和肖特基二极管修正输出波形，或应用齐纳二极管供应过压维护，以确保输入电压永久不会跨越必定程度，从而维护电路免受低压尖峰的影响。而后二极管限幅电路可用于电压限定使用。
咱们在旌旗灯号二极管教程中看到，当二极管正向偏置时，它同意电流经由过程本身，从而钳位电压。当二极管反向偏置时，没有电流流过它，其两头的电压不受影响，这是二极管限幅电路的基础操纵。
虽然二极管限幅电路的输出电压能够拥有任何波形外形，但咱们在此假定输出电压是正弦波。思量上面的电路。
正二极管削波电路
在该二极管限幅电路中，二极管在正弦输出波形的正半周期内正向偏置（阳极比阴极更正）。为了使二极管成为正向偏置，其输出电压幅度必需大于 +0.7 伏（锗二极管为 0.3 伏）。
当这类情形产生时，二极管开端导通并将其本身电压保持在 0.7V 恒定，直到正弦波形降至该值如下。是以，在正半周期时期，二极管两头的输入电压永久不会跨越 0.7 伏。
在负半周期时期，二极管反向偏置（阴极比阳极更正），阻拦电流流过本身，是以对不转变地通报到负载的正弦电压的负半部份没有影响。是以，二极管限定输出波形的正半部份，被称为正限幅电路。
负二极管削波电路
这里的情形恰好相同。二极管在正弦波形的负半周期时期处于正向偏置，并将其限定或削波至 –0.7 伏，同时同意正半周期在反向偏置时不转变地经由过程。因为二极管限定输出电压的负半周期，是以被称为负限幅电路。
两个半周期的削波
假如咱们如图所示反并联连贯两个二极管，则正半周期和负半周期都将被限幅，由于二极管D 1限幅正弦输出波形的正半周期，而二极管D 2限幅负半周期。而后能够应用二极管限幅电路来限幅正半周、负半周或二者。
关于现实二极管，上述输入波形为零。然而，因为二极管上的正向偏置电压降，实践削波点分手出现在 +0.7V 和 –0.7V 处。然则咱们能够将这个 ±0.7V 阈值增加到咱们想要的任何值，直到达到正弦波形的最大值 ( V PEAK )，要领是串连更多的二极管以发生 0.7 伏的倍数，或许向二极管。
偏置二极管削波电路
为了发生分歧电平电压波形的二极管限幅电路，将偏置电压V BIAS与二极管串连增添，以发生如图所示的组合限幅器。在二极管充沛正向偏置以导通以前，串连组合两头的电压必需大于V BIAS + 0.7V 。比方，假如V BIAS电平配置为 4.0 伏，则二极管阳极端子处的正弦电压必需大于4.0 + 0.7 = 4.7 伏，能力使其变成正向偏置。任何高于该偏置点的阳极电压电平都会被削除。
正偏压二极管
异样，经由过程反转二极管和电池偏置电压，当二极管传导负半周期时，输入波形保持在–V BIAS – 0.7V程度，如图所示。
负偏压二极管
可变二极管限幅或二极管限定电平能够经由过程转变二极管的偏置电压来完成。假如要削波正半周和负半周，则应用两个偏置削波二极管。但关于正负二极管限幅，偏置电压无须沟通。正偏压能够处于一个程度，比方4伏，而负偏压能够处于另外一程度，比方6伏，如图所示。
当正半周电压达到+4.7V时，二极管D 1导通并将波形限定在+4.7V。二极管D 2直到电压达到–6.7V才导通。是以，所有+4.7V以上的正电压和低于 –6.7V 的负电压会被主动限幅。
偏置二极管限幅电路的好处在于，它可以避免输入旌旗灯号跨越输出波形的两个半周期的预设电压限定，输出波形多是来自噪声传感器或电源正负电源轨的输出。
假如二极管限幅电平配置得过低或输出波形太大，则排除两个波形峰值大概终究失掉方波外形的波形。
齐纳二极管削波电路
应用偏置电压意味着能够正确操纵被削波的电压波形的量。但应用电压偏置二极管限幅电路的首要瑕玷之一是它们需求额定的电动势电池源，这可能会或可能不会成为题目。
建立偏置二极管限幅电路而不需要额定电动势电源的一种简略要领是应用齐纳二极管。
众所周知，齐纳二极管是另一种范例的二极管，特地创造用于在反向偏置击穿地区事情，是以可用于电压调理或齐纳二极管限幅使用。在正向地区，齐纳二极管的感化就像一般的硅二极管同样，导通时正向压降为0.7V（700mV），同上。
然而，在反向偏置地区，电压被阻断，直到达到齐纳二极管击穿电压。此时，经由过程齐纳二极管的反向电流急剧增添，但纵然齐纳电流I Z变迁，器件两头的齐纳电压V Z也坚持恒定。
而后，咱们能够经由过程应用它们来削波如图所示的波形，使齐纳二极管的感化发扬精良的结果。
齐纳二极管的感化类似于偏置二极管限幅电路，其偏置电压即是齐纳击穿电压。在该电路中，在波形的正半部份，齐纳二极管反向偏置，是以波形被削波为齐纳电压V ZD 1。在负半周期时期，齐纳二极管的感化类似于一般二极管，其平日的结值为 0.7V。
咱们能够进一步进展这个设法主意，经由过程应用齐纳二极管的反向电压特点，应用如图所示的串连背对背齐纳二极管来削波波形的两半。
全波齐纳二极管削波
全波齐纳电路
全波齐纳二极管限幅电路的输入波形类似于以前的电压偏置二极管限幅电路的输入波形输入波形将在齐纳电压加之另一个二极管的 0.7V 正向压降处被削波比方，正半周期将被限幅为齐纳二极管ZD加之ZD 2的 0.7V之和，负半周期反之亦然。
齐纳二极管创造电压局限很广，可用于每一个半周期供应分歧的参考电压，与上述沟通。齐纳二极管的齐纳击穿电压局限为 2.4 至 33典范容差为 1 % 或 5%。请注意，一旦在反向击穿地区导通，全电流将流过齐纳二极管是以必需抉择适宜的限流电阻R 1 。
二极管限幅总结
除了用作整流器以外，二极管还可以用于在特定直流电平处削波波形的顶部或底部二者，并将其无失真地通报输入。在上面的例子咱们假定波形是正弦波，但理论上能够应用任何外形输出波形。
二极管削波电路用于排除幅度噪声或电压尖峰、电压调理或从现有旌旗灯号发生新波形比方对正弦波形的峰值举行平方取得如上所示的矩形波形。
“二极管限幅”最常见的应用是作为续流或续流二极管并联在电感负载维护开关晶体管免受反向电压瞬变的影响。
但二极管削波电路可用于多种使用，应用旌旗灯号和肖特基二极管修正输出波形，或应用齐纳二极管供应过压维护，以确保输入电压永久不会跨越必定程度，从而维护电路免受低压尖峰的影响。而后二极管限幅电路可用于电压限定使用。
咱们在旌旗灯号二极管教程中看到，当二极管正向偏置时，它同意电流经由过程本身，从而钳位电压。当二极管反向偏置时，没有电流流过它，其两头的电压不受影响，这是二极管限幅电路的基础操纵。
虽然二极管限幅电路的输出电压能够拥有任何波形外形，但咱们在此假定输出电压是正弦波。思量上面的电路。
正二极管削波电路
在该二极管限幅电路中，二极管在正弦输出波形的正半周期内正向偏置（阳极比阴极更正）。为了使二极管成为正向偏置，其输出电压幅度必需大于 +0.7 伏（锗二极管为 0.3 伏）。
当这类情形产生时，二极管开端导通并将其本身电压保持在 0.7V 恒定，直到正弦波形降至该值如下。是以，在正半周期时期，二极管两头的输入电压永久不会跨越 0.7 伏。
在负半周期时期，二极管反向偏置（阴极比阳极更正），阻拦电流流过本身，是以对不转变地通报到负载的正弦电压的负半部份没有影响。是以，二极管限定输出波形的正半部份，被称为正限幅电路。
负二极管削波电路
这里的情形恰好相同。二极管在正弦波形的负半周期时期处于正向偏置，并将其限定或削波至 –0.7 伏，同时同意正半周期在反向偏置时不转变地经由过程。因为二极管限定输出电压的负半周期，是以被称为负限幅电路。
两个半周期的削波
假如咱们如图所示反并联连贯两个二极管，则正半周期和负半周期都将被限幅，由于二极管D 1限幅正弦输出波形的正半周期，而二极管D 2限幅负半周期。而后能够应用二极管限幅电路来限幅正半周、负半周或二者。
关于现实二极管，上述输入波形为零。然而，因为二极管上的正向偏置电压降，实践削波点分手出现在 +0.7V 和 –0.7V 处。然则咱们能够将这个 ±0.7V 阈值增加到咱们想要的任何值，直到达到正弦波形的最大值 ( V PEAK )，要领是串连更多的二极管以发生 0.7 伏的倍数，或许向二极管。
偏置二极管削波电路
为了发生分歧电平电压波形的二极管限幅电路，将偏置电压V BIAS与二极管串连增添，以发生如图所示的组合限幅器。在二极管充沛正向偏置以导通以前，串连组合两头的电压必需大于V BIAS + 0.7V 。比方，假如V BIAS电平配置为 4.0 伏，则二极管阳极端子处的正弦电压必需大于4.0 + 0.7 = 4.7 伏，能力使其变成正向偏置。任何高于该偏置点的阳极电压电平都会被削除。
正偏压二极管
异样，经由过程反转二极管和电池偏置电压，当二极管传导负半周期时，输入波形保持在–V BIAS – 0.7V程度，如图所示。
负偏压二极管
可变二极管限幅或二极管限定电平能够经由过程转变二极管的偏置电压来完成。假如要削波正半周和负半周，则应用两个偏置削波二极管。但关于正负二极管限幅，偏置电压无须沟通。正偏压能够处于一个程度，比方4伏，而负偏压能够处于另外一程度，比方6伏，如图所示。
分歧偏置电平的二极管限幅
当正半周电压达到+4.7V时，二极管D 1导通并将波形限定在+4.7V。二极管D 2直到电压达到–6.7V才导通。是以，所有+4.7V以上的正电压和低于 –6.7V 的负电压会被主动限幅。
偏置二极管限幅电路的好处在于，它可以避免输入旌旗灯号跨越输出波形的两个半周期的预设电压限定，输出波形多是来自噪声传感器或电源正负电源轨的输出。
假如二极管限幅电平配置得过低或输出波形太大，则排除两个波形峰值大概终究失掉方波外形的波形。
齐纳二极管削波电路
应用偏置电压意味着能够正确操纵被削波的电压波形的量。但应用电压偏置二极管限幅电路的首要瑕玷之一是它们需求额定的电动势电池源，这可能会或可能不会成为题目。
建立偏置二极管限幅电路而不需要额定电动势电源的一种简略要领是应用齐纳二极管。
众所周知，齐纳二极管是另一种范例的二极管，特地创造用于在反向偏置击穿地区事情，是以可用于电压调理或齐纳二极管限幅使用。在正向地区，齐纳二极管的感化就像一般的硅二极管同样，导通时正向压降为0.7V（700mV），同上。
然而，在反向偏置地区，电压被阻断，直到达到齐纳二极管击穿电压。此时，经由过程齐纳二极管的反向电流急剧增添，但纵然齐纳电流I Z变迁，器件两头的齐纳电压V Z也坚持恒定。
而后，咱们能够经由过程应用它们来削波如图所示的波形，使齐纳二极管的感化发扬精良的结果。
齐纳二极管削波
齐纳二极管的感化类似于偏置二极管限幅电路，其偏置电压即是齐纳击穿电压。在该电路中，在波形的正半部份，齐纳二极管反向偏置，是以波形被削波为齐纳电压V ZD 1。在负半周期时期，齐纳二极管的感化类似于一般二极管，其平日的结值为 0.7V。
咱们能够进一步进展这个设法主意，经由过程应用齐纳二极管的反向电压特点，应用如图所示的串连背对背齐纳二极管来削波波形的两半。
全波齐纳二极管削波
全波齐纳电路
全波齐纳二极管限幅电路的输入波形类似于以前的电压偏置二极管限幅电路的输入波形输入波形将在齐纳电压加之另一个二极管的 0.7V 正向压降处被削波比方，正半周期将被限幅为齐纳二极管ZD加之ZD 2的 0.7V之和，负半周期反之亦然。
齐纳二极管创造电压局限很广，可用于每一个半周期供应分歧的参考电压，与上述沟通。齐纳二极管的齐纳击穿电压局限为 2.4 至 33典范容差为 1 % 或 5%。请注意，一旦在反向击穿地区导通，全电流将流过齐纳二极管是以必需抉择适宜的限流电阻R 1 。
二极管限幅总结
除了用作整流器以外，二极管还可以用于在特定直流电平处削波波形的顶部或底部二者，并将其无失真地通报输入。在上面的例子咱们假定波形是正弦波，但理论上能够应用任何外形输出波形。
二极管削波电路用于排除幅度噪声或电压尖峰、电压调理或从现有旌旗灯号发生新波形比方对正弦波形的峰值举行平方取得如上所示的矩形波形。
“二极管限幅”最常见的应用是作为续流或续流二极管并联在电感负载维护开关晶体管免受反向电压瞬变的影响。
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