初級模擬電路：2-4 限幅器

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      限幅器（clipper）能夠改變波形的形狀。「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能夠用來修剪波形。限幅器能夠把輸入的正弦波波形修剪成如下各個樣子：

圖 2-4.01 

      下面咱們逐個分析實現以上各類修剪波形的電路圖。爲方便分析，咱們假設下面的二極管都爲理想二極管（即：導通時理想二極管上的壓降爲0）。當徹底掌握瞭如下分析方法後，咱們隨時能夠再將忽略掉的0.7V的二極管壓降再補上去。

      如下分析的輸入電壓v_i皆設爲正弦電壓，表達式爲：

 

1.   限幅峯部波形

      ● 如下電路產生波形1：

圖 2-4.02 

      當v_i大於偏置電壓V時，二極管導通，此時理想二極管上的壓降爲零，因此輸出電壓v_o等於偏置電壓V；

      當v_i小於V時，二極管截止，因爲此時沒有電流通路，故輸出電壓等於輸入電壓v_i。

      當偏置電壓V爲0時，能夠獲得完整的負半周波形。

 

      ● 如下電路產生波形2：

圖 2-4.03 

      當v_i小於-V時，二極管導通，此時理想二極管上的壓降爲零，因此輸出電壓v_o等於偏置電壓-V；

      當v_i大於-V時，二極管截止，因爲此時沒有電流通路，故輸出電壓等於輸入電壓v_i；

      當偏置電壓V爲0時，能夠獲得完整的正半周波形。

 

2.   限幅底座波形

      ● 如下電路產生波形3：

圖 2-4.04 

      分析：在上圖電路中，二極管陽極的電壓表達式爲：v_i-V；

      當v_i小於V時，二極管陽極的電壓小於0，二極管截止，此時輸出電壓v_o爲0；

      當v_i大於V時，二極管陽極的電壓大於0，二極管導通，理想二級管上的壓降爲0，故輸出電壓v_o爲v_i-V；

      當偏置電壓V爲0時，上面的電路3至關於半波整流電路，能夠獲得完整的正半周波形。

 

      ● 如下電路產生波形4：

圖 2-4.05 

      分析：在上圖電路中，二極管陰極的電壓表達式爲：v_i+V；

      當v_i的值大於-V時，二極管陰極的電壓大於0，二級管截止，此時輸出電壓v_o爲0；

      當v_i的值小於-V時，二極管陰極的電壓小於0，二極管導通，此時理想二級上的壓降爲0，故輸出電壓爲：v_i+V；

      當偏置電壓V爲0時，上面的電路4至關於半波整流電路，能夠獲得完整的負半周波形。

 

3.   限幅峯部波形並平移電位

      ● 如下電路產生波形5：

圖 2-4.06 

      分析：在上圖電路中，二極管陰極的電壓表達式爲：v_i-V；

      當v_i小於V時，二極管陽極的電壓小於0，二極管導通，此時輸出電壓v_o爲v_i-V，至關於將輸入電壓v_i向下平移了V；

      當v_i大於V時，二極管陽極的電壓大於0，二極管截止，輸出電壓v_o爲0；

 

      ● 如下電路產生波形6：

圖 2-4.07 

      分析：在上圖電路中，二極管陽極的電壓表達式爲：v_i+V；

      當v_i大於-V時，二極管陽極的電壓大於0，二極管導通，此時輸出電壓v_o爲v_i+V，至關於將v_i電壓向上平移了V

      當v_i小於-V時，二極管陽極的電壓小於0，二級管截止，輸出電壓v_o爲0

 

4.   限幅底座波形並平移電位

      ● 如下電路產生波形7：

圖 2-4.08 

      分析：二極管陽極的電壓：恆爲V，二極管陰極電壓：在二級管截止時等於v_i，在二級管導通時等於陽極電壓；

      當v_i小於V時，二級管導通，輸出電壓v_o等於V；

      當v_i 大於V時，二極管截止，輸出電壓v_o等於v_i

 

      ● 如下電路產生波形8：

圖 2-4.09 

      分析：二極管陰極電壓：恆爲-V，二極管陽極電壓：在二極管截止時等於v_i，在二級管導通時等於陰極電壓。

      當v_i大於-V時，二級管導通，輸出電壓v_o等於-V；

      當v_i小於-V時，二極管截止，輸出電壓v_o等於v_i

 

5.   限幅雙向峯部波形

圖 2-4.10 

      當v_i 大於V₁時，二極管D₁導通，D₂截止，此時輸出v_o等於V₁；

      當v_i小於-V₂時，二極管D₂導通，D₁截止，此時輸出v_o等於-V₂；

      當-V₂ < v_i < V₁時，二極管D₁和D₂都截止，此時輸出v_o等於v_i

     

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