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二极管的限幅与钳位看上去似乎都是限制输出电压。其实,他们有本质上的区别,限幅电路是限制输出信号的最大或最小电压,钳位电路则是将输出信号的直流电压钳位在某一设定值上;限幅电路改变输入信号的形态,而钳位电路并不改变输入信号形态。
接下来我们来分析下限幅电路和钳位电路的工作原理。
1)限幅电路
工作原理: 状态一:当时,二极管D2导通、D1截止,输出电压。 状态二:当时,、为二极管D1、D2的开启电压。二极管D1、D2处于截止状态,输出电压。 状态三:当时,二极管D1导通、D2截止,输出电压。 由此可见,限幅电路是利用二极管单向导通特性,将输出电压限制在二极管的导通压降上,并改变输出信号的形态。 如果改变二极管的参考电压,就可以改变输出电压的限制电压,如下图所示,可以得出输出电压为,在这个范围内,二极管处于截止状态,输入信号等于输出信号;当超出这个范围时,输出信号的电压将被限制在最大值或最小值。
2)钳位电路 二极管的钳位电路与限幅电路最大的区别就是钳位电路是电容,其就是利用电容两端电压不能突变的特性,实现钳位,下图为正钳位电路。
工作原理: 状态一:当时,二极管D1导通,输入电源给电容C充电,在电容C充电过程中,电容电压,左负右正,直到充满,电容充满后的电压,充电过程中时的输出电压, 状态二:当时,二极管D1截止,输出电压为,在此过程中,电容C的电压并不会改变,是个常量。这是因为二极管D1是截止的,电容无放电回路,即放电回路电流为零,因此,电容的两端电压一直保持最大值。 状态三:当电容充满电后且时,二极管导通,但此时电容处于充满状态,充电回路也无电流,因此,输出电压。 由此可见,钳位电路在电容C充满电后,其输出电压为。由公式可见其直流电压(直流中心电压)提高1倍,且输出信号与输入信号的波形相同,并未改变。 下图为负钳位电路,其原理和正钳位电路相同。
审核编辑:汤梓红