今天來給大家分享一下二極管限幅電路的知識(shí)，主要是二極管限幅原理分析。

一、什么是二極管限幅電路？

二極管限幅什么意思？在某些電路中，交流信號(hào)用于某個(gè)特定電平為了該電平交流輸入信號(hào)被限制在某些值，用于將信號(hào)限制在指定值的電路稱為二極管限幅電路。

二極管限幅電路由一個(gè)或者多個(gè)二極管組成，二極管一般與輸入信號(hào)并聯(lián)，主要是用來限制或者切斷輸入信號(hào)。二極管限幅電路的輸出取決于二極管的方向和輸入信號(hào)。

在某些電路中，只有一半的波被限制，因此一個(gè)二極管與輸入交流電源相連。但是，如果要限制一個(gè)完整的信號(hào)或正弦波形的兩半，則使用兩個(gè)二極管。

二極管限幅電路實(shí)例：半波整流電路就是一個(gè)十分典型的例子。當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，任何低于0的電壓都會(huì)被削掉，類似地，當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，任何高于0的電壓都會(huì)被削掉。

接下來，會(huì)較為詳細(xì)地介紹二極管限幅電路的工作原理。

二、二極管限幅什么原理？

一般的二極管可以在正向或反向偏置條件下工作。

在正向偏置中，經(jīng)過一定的電壓降（硅為0.7V，鍺為0.3V）后，電流開始流動(dòng)，二極管上的電壓降保持恒定（0.7V或0.3V）。

在反向偏置中，二極管不導(dǎo)通，輸入信號(hào)在二極管上反射不變。簡(jiǎn)單來說，對(duì)于理想二極管正向偏置時(shí)會(huì)短路，反向偏置時(shí)會(huì)開路。

輸入信號(hào)可以具有任何形式或形狀，根據(jù)電路應(yīng)用可以是單向或雙向的。正弦信號(hào)是最常用的交流（雙向）信號(hào)，能夠比較形象地展現(xiàn)二極管限幅后的波形。

三、二極管限幅電路原理分析

1、正向二極管限幅電路

在下圖中，你可以看到在輸入交流信號(hào)中連接了一個(gè)二極管，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的正極部分經(jīng)過二極管，它處于正向偏置狀態(tài)。

在正半周期內(nèi)，直到輸入電壓達(dá)到0.7V左右，二極管才會(huì)導(dǎo)通。一旦二極管開始導(dǎo)通，無論輸入電壓大小如何，二極管上只會(huì)出現(xiàn)一個(gè)正向壓降。輸出波形的正半周期描繪了這一點(diǎn)。

在負(fù)半周期間，二極管保持反向偏置（開路），整個(gè)輸入信號(hào)出現(xiàn)在二極管兩端。這樣的電路僅在正周期期間截?cái)噍斎胄盘?hào)，即任何高于+0.7V 電壓都將被截?cái)唷?/span>

正向二極管削波電路只削波輸入正弦信號(hào)的正半周期。

二極管正向限幅電路波形圖

2、負(fù)向二極管限幅電路

當(dāng)改變二極管的方向，就會(huì)與正向二極管限幅電路相反，以下限幅電路僅在負(fù)周期期間限制電壓。工作原理與正向二極管限幅電路的描述相同，只是二極管偏置相反。負(fù)限幅電路將負(fù)電壓限制為-0.7V，任何小于此值的值都將被剪掉。

二極管負(fù)向限幅電路波形圖

3、正負(fù)周期限幅電路

正負(fù)限幅電路的組合是在兩個(gè)周期中限制電壓的限幅電路。二極管反向并聯(lián)排列，其中一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)保持開路。

在正半周期間，二極管 D1導(dǎo)通，D2保持開路。反向操作發(fā)生在負(fù)循環(huán)期間。輸出波形在正半周期內(nèi)限制為 +0.7V，在負(fù)半周期內(nèi)限制為 -0.7V。

正負(fù)向二極管限幅電路

4、偏置二極管限幅電路

只有二極管限幅電路產(chǎn)生的電壓限制正向電壓降。為了增加限制，偏置電壓與二極管串聯(lián)使用，以增加二極管開始導(dǎo)通的電壓水平。在僅二極管的正周期限幅電路中，二極管的陰極處于零電位，陽(yáng)極需要 +0.7V 的電壓來對(duì)其進(jìn)行正向偏置。然而，隨著偏置電壓的增加，陰極電位會(huì)增加到 VBIAS。例如：與二極管串聯(lián)的 EMF電池。

5、正向偏置二極管限幅電路

在下圖中，顯示了一個(gè)正偏置二極管限幅器電路。該電路限制任何高于 +0.7+V BIAS的電壓。

正向偏置二極管限幅電路

6、負(fù)向偏置二極管限幅電路

與正偏置二極管限幅電路類似，添加了一個(gè)與二極管串聯(lián)的偏置電壓，但極性相反。偏置有助于二極管的反向偏置，與未偏置的二極管相比，正向偏置二極管需要增加的電壓。這種電路將任何電壓限制在 -0.7-VBIAS以下。

負(fù)向偏置二極管限幅電路

7、正負(fù)周期偏置限幅電路

為了夾住正負(fù)周期，正負(fù)偏置二極管組合在一起。根據(jù)限幅電路的要求或應(yīng)用，每個(gè)支路的偏置電壓可以相同或不同。此外，可以通過使用可變電壓源來制作可變電壓限幅電路。

正負(fù)周期偏置限幅電路

在上圖中，使用不同的偏置電壓來說明正負(fù)循環(huán)期間的工作。對(duì)于正周期和負(fù)周期，削波分別發(fā)生在 +0.7+3=3.7V 和 -0.7-5=-5.7V。

非常低幅度信號(hào)的輸出波形在很大程度上被削波，導(dǎo)致方波。類似地，高幅度信號(hào)在很小的范圍內(nèi)被削波，并在輸出端產(chǎn)生方波。二極管電路的應(yīng)用是消除輸入信號(hào)中的噪聲、波動(dòng)和尖峰。

8、齊納二極管限幅電路

合適的限幅電路是一種可以設(shè)計(jì)為精確限制電壓并使用最少組件的限幅電路。偏置二極管限幅器需要偏置電壓，這會(huì)增加電路的工作量和成本。

在限幅電路中使用齊納二極管可以避免偏置電壓的要求。齊納二極管在正向偏置時(shí)的作用類似于普通二極管（0.7V 正向壓降），但在反向時(shí)，它開始在齊納電壓 (V Z ) 以上導(dǎo)通。反向電流迅速增加，而齊納二極管兩端的電壓保持相當(dāng)恒定。齊納電流的快速增加需要一個(gè)合適的串聯(lián)電阻來保護(hù)它免受損壞。

在下圖中，齊納二極管用于對(duì)兩個(gè)周期進(jìn)行限幅。然而，負(fù)周期限幅在某種程度上受限于正向電壓降。齊納二極管在負(fù)周期期間低于該正向電壓降導(dǎo)通，在正周期期間高于齊納電壓 (V Z )。

正向齊納二極管限幅電路

下圖中顯示了基于兩個(gè)齊納二極管的全波限幅電路。在這個(gè)電路中，兩個(gè)周期都被限制在它們各自的齊納二極管的齊納電壓 (V Z ) 上。簡(jiǎn)單地說，Z D1限制正周期，Z D2分別將負(fù)周期限制為 V Z1和 V Z2。

正負(fù)周期齊納二極管限幅電路

齊納二極管的范圍很廣，具有不同的齊納電壓電平，因此可用于限幅電路以獲得所需的電壓限制?；邶R納二極管的限幅器主要用于電壓保護(hù)電路。

四、二極管限幅特性

• 限幅電路將電壓限制或壓制在一定水平。

• 輸出波形取決于輸入信號(hào)和電路本身。

• 通過包含兩個(gè)二極管，可以在兩個(gè)周期中獲得限幅。

• 通過使用與二極管串聯(lián)的偏置電壓可以獲得不同的限幅電壓電平。

• 齊納二極管也可以通過在齊納擊穿區(qū)域工作來用于削波電路。

• 基于齊納二極管的削波電路無需使用二極管偏置電壓。

五、二極管限幅器應(yīng)用

• 組成調(diào)頻調(diào)制的發(fā)射器

• 可以為任何電路提供尖峰保護(hù)

• 可以恢復(fù)任何波形的幅度

• 常用于限制電壓值

• 整形電路

• 也用于電視