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限幅器

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限幅器(英語:Clipper)是一种设计用于防止电路输出超过预定电压,而不会使所施加波形的剩余部分失真的电子装置。 限幅器由线性元件(如电阻器)和非线性元件(如二极管晶体管)组成,但它不包含电容等储能元件。限幅器的目的是限制信号的极大值,即信号波形的一部分位于某个参考电压电平之上或之下。因此,限幅器可以去除信号中太大的正电压或负电压,也可以同时去除两者。通常情况下,信号的波形会发生变化。在中文教材上一般称为限幅电路[1]或削峰电路[2]

正向限幅电路

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限幅器一般作用在二端口网络中,左端为输入,右端为输出。分析时一般考虑理想二极管。如果二极管的P极更靠近信号的正极,当正极电压较小时,二极管反向截止,uo=ui;当正极电压较大时,会导致二极管正向导通,P极电压将很接近N极电压,从而限制住正向电压的大小,实现正向限幅。

正向限幅电路01,绿色为输入信号ui,蓝色为限制电压UB,橙色为输出信号uo.当ui>UB时二极管导通,导致uo上方被削平.
正向限幅电路02,绿色为输入信号ui,蓝色为限制电压UB,橙色为输出信号uo.当ui>UB时二极管导通,导致uo上方被削平。注:如果uo短路,则二极管可能会被烧毁,所以此电路很少用.

反向限幅电路

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作用在二端口网络中,左端为输入,右端为输出。分析时一般考虑理想二极管。如果二极管的N极更靠近信号的正极,当正极电压较大时,二极管反向截止,uo=ui,当正极电压足够小时,会导致二极管正向导通,P极电压将很接近N极电压,从而限制住反向电压的大小,实现反向限幅。

反向限幅电路01,绿色为输入信号ui,蓝色为限制电压UB,橙色为输出信号uo.当ui<UB时二极管导通,导致输出信号下方被削平。
反向限幅电路02,绿色为输入信号ui,蓝色为限制电压UB,橙色为输出信号uo.当ui<UB时二极管导通,导致输出信号下方被削平。注:如果uo短路,则二极管可能会被烧毁,所以此电路很少用.

双向限幅电路

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综合上面两种情况,电路能够实现双向限幅。需要注意电池正负极和二极管的方向。

双向限幅电路.绿色为输入信号ui,蓝色为限制电压UB1、UB2,橙色为输出信号uo.当ui>UB1时,D1导通,导致uo上方被削平.ui<UB2时,D2导通,导致uo下方被削平.

参考资料

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  1. ^ 电工电子技术 1. 清华大学出版社. 2010. ISBN 9787302200611. 
  2. ^ 电路与电子技术 2. 机械工业出版社. 2018. ISBN 9787111578789.