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  • 模擬電路中的限幅器詳解
    • 發(fā)布時間:2024-07-15 19:46:56
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    模擬電路中的限幅器詳解
    限幅器(clipper)可以改變波形的形狀。“clipper”在英語中的原意是“修剪用的大剪刀”,這個詞很形象地說明了它可以用來修剪波形。限幅器可以把輸入的正弦波波形修剪成以下各個樣子:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.01 
    下面我們逐個分析實現(xiàn)以上各種修剪波形的電路圖。為方便分析,我們假設(shè)下面的二極管都為理想二極管(即:導(dǎo)通時理想二極管上的壓降為0)。當(dāng)完全掌握了以下分析方法后,我們隨時可以再將忽略掉的0.7V的二極管壓降再補(bǔ)上去。
    以下分析的輸入電壓vi皆設(shè)為正弦電壓,表達(dá)式為:
    模擬電路 限幅器
    1.   限幅峰部波形
    以下電路產(chǎn)生波形1:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.02 
    當(dāng)vi大于偏置電壓V時,二極管導(dǎo)通,此時理想二極管上的壓降為零,所以輸出電壓vo等于偏置電壓V;
    當(dāng)vi小于V時,二極管截止,由于此時沒有電流通路,故輸出電壓等于輸入電壓vi。
    當(dāng)偏置電壓V為0時,可以得到完整的負(fù)半周波形。
    以下電路產(chǎn)生波形2:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.03 
    當(dāng)vi小于-V時,二極管導(dǎo)通,此時理想二極管上的壓降為零,所以輸出電壓vo等于偏置電壓-V;
    當(dāng)vi大于-V時,二極管截止,由于此時沒有電流通路,故輸出電壓等于輸入電壓vi;
    當(dāng)偏置電壓V為0時,可以得到完整的正半周波形。
    2.   限幅底座波形
    以下電路產(chǎn)生波形3:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.04 
    分析:在上圖電路中,二極管陽極的電壓表達(dá)式為:vi-V;
    當(dāng)vi小于V時,二極管陽極的電壓小于0,二極管截止,此時輸出電壓vo為0;
    當(dāng)vi大于V時,二極管陽極的電壓大于0,二極管導(dǎo)通,理想二級管上的壓降為0,故輸出電壓vo為vi-V;
    當(dāng)偏置電壓V為0時,上面的電路3相當(dāng)于半波整流電路,可以得到完整的正半周波形。
    以下電路產(chǎn)生波形4:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.05 
    分析:在上圖電路中,二極管陰極的電壓表達(dá)式為:vi+V;
    當(dāng)vi的值大于-V時,二極管陰極的電壓大于0,二級管截止,此時輸出電壓vo為0;
    當(dāng)vi的值小于-V時,二極管陰極的電壓小于0,二極管導(dǎo)通,此時理想二級上的壓降為0,故輸出電壓為:vi+V;
    當(dāng)偏置電壓V為0時,上面的電路4相當(dāng)于半波整流電路,可以得到完整的負(fù)半周波形。
    3.   限幅峰部波形并平移電位
    以下電路產(chǎn)生波形5:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.06 
    分析:在上圖電路中,二極管陰極的電壓表達(dá)式為:vi-V;
    當(dāng)vi小于V時,二極管陽極的電壓小于0,二極管導(dǎo)通,此時輸出電壓vo為vi-V,相當(dāng)于將輸入電壓vi向下平移了V;
    當(dāng)vi大于V時,二極管陽極的電壓大于0,二極管截止,輸出電壓vo為0;
    以下電路產(chǎn)生波形6:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.07 
    分析:在上圖電路中,二極管陽極的電壓表達(dá)式為:vi+V;
    當(dāng)vi大于-V時,二極管陽極的電壓大于0,二極管導(dǎo)通,此時輸出電壓vo為vi+V,相當(dāng)于將vi電壓向上平移了V
    當(dāng)vi小于-V時,二極管陽極的電壓小于0,二級管截止,輸出電壓vo為0
    4. 限幅底座波形并平移電位
    以下電路產(chǎn)生波形7:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.08 
    分析:二極管陽極的電壓:恒為V,二極管陰極電壓:在二級管截止時等于vi,在二級管導(dǎo)通時等于陽極電壓;
    當(dāng)vi小于V時,二級管導(dǎo)通,輸出電壓vo等于V;
    當(dāng)vi 大于V時,二極管截止,輸出電壓vo等于vi
    以下電路產(chǎn)生波形8:
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.09 
    分析:二極管陰極電壓:恒為-V,二極管陽極電壓:在二極管截止時等于vi,在二級管導(dǎo)通時等于陰極電壓。
    當(dāng)vi大于-V時,二級管導(dǎo)通,輸出電壓vo等于-V;
    當(dāng)vi小于-V時,二極管截止,輸出電壓vo等于vi
    5. 限幅雙向峰部波形
    模擬電路 限幅器
    圖 2-4.10 
    當(dāng)vi 大于V1時,二極管D1導(dǎo)通,D2截止,此時輸出vo等于V1;
    當(dāng)vi小于-V2時,二極管D2導(dǎo)通,D1截止,此時輸出vo等于-V2;
    當(dāng)-V2 < vi < V1時,二極管D1和D2都截止,此時輸出vo等于vi
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