限幅電路應(yīng)用

限幅電路廣泛地用于各種電子系統(tǒng)和設(shè)備中。它常用作波形變換、波形整形、過(guò)壓保護(hù)及抗干擾等。

三極管限幅電路是利用三極管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)后輸出不再受輸入的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)限幅作用的。這種電路 在形式上與放大電路相似，但工作點(diǎn)的選擇應(yīng)該有利于實(shí)現(xiàn)所需的限幅，而不是避免發(fā)生波形失真。三極管限幅電路的優(yōu)點(diǎn)是兼有放大作用。但它在動(dòng)態(tài)范圍、耐壓和反應(yīng)速度等方面卻不及二極管限幅電路。

圖所示的限幅電路中，因二極管是串在輸入、輸出之間，故稱它為串聯(lián)限幅電路。圖中，若二極管具有理想的開關(guān)特性，那么，當(dāng)ui低于E時(shí)，D不導(dǎo)通，uO=E;當(dāng)ui高于E以后，D導(dǎo)通，uO=ui。該限幅器的限幅特性如圖Z1607所示，當(dāng)輸入振幅大于E的正弦波時(shí)，輸出電壓波形見圖Z1608。可見，該電路將輸出信號(hào)的下限電平限定在某一固定值E上，所以稱這種限幅器為下限幅器。如將圖中二極管極性對(duì)調(diào)，則得到將輸出信號(hào)上限電平限定在某一數(shù)值上的上限幅器。

如將二極管和負(fù)載并聯(lián)，則組成并聯(lián)限幅器，見圖Z1609。圖中，當(dāng)ui高于E時(shí)，D導(dǎo)通，uOs=E;當(dāng)ui低于E時(shí)，D截止，uO=ui。它的限幅特性如圖Z1610所示。顯然，這是一個(gè)上限幅器。

將上、下限幅器組合在一起，就組成了如圖Z1611所示的雙向限幅電路，它的限幅特性如圖Z1612所示。當(dāng)輸入一個(gè)振幅較大的正弦信號(hào)時(shí)，輸出波形見圖Z1613。

限幅電路按功能分為上限限幅電路、下限限幅電路和雙向限幅電路三種。在上限限幅電路中，當(dāng)輸入信號(hào)電壓低于某一事先設(shè)計(jì)好的上限電壓時(shí)，輸出電壓將隨輸入電壓而增減;但當(dāng)輸入電壓達(dá)到或超過(guò)上限電壓時(shí)，輸出電壓將保持為一個(gè)固定值,不再隨輸入電壓而變,這樣，信號(hào)幅度即在輸出端受到限制。同樣，下限限幅電路在輸入電壓低于某一下限電平時(shí)產(chǎn)生限幅作用。雙向限幅電路則在輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的兩個(gè)方向上均產(chǎn)生限幅作用。

限幅器按電路構(gòu)成分為二極管限幅電路和三極管限幅電路。圖1為兩種二極管下限限幅電路。圖1a為串聯(lián)式二極管下限限幅電路。輸入信號(hào) ui經(jīng)二極管D和電阻R組成的分壓器分壓后成為輸出電壓u0。R下端加的電壓Ec用來(lái)確定電路的門限電壓。當(dāng)ui高于Ec時(shí)二極管導(dǎo)通，其阻值很小,使u0幾乎與ui

完全一樣。當(dāng)ui低于Ec時(shí)二極管截止，二極管的阻值近似無(wú)窮大,使u0幾乎不受 ui的影響，而恒等于Ec。這樣，輸入信號(hào)電壓中低于Ec的部分便被"削掉"。圖2a、 b分別為下限限幅電路的輸入和輸出信號(hào)波形，表明這種電路的限幅作用。將圖 1中的二極管反接即可實(shí)現(xiàn)上限限幅作用。將一上限限幅電路與一下限限幅電路串接，則可實(shí)現(xiàn)雙向限幅。

限幅放大器電路功能是輸入信號(hào)較小時(shí)，限幅放大器處于線性放大工作狀態(tài)，輸出跟隨輸入線性變化;當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一電平時(shí)，輸出將不隨輸入信號(hào)的增加而變化，而維持在一定值上，即處于限幅工作狀態(tài)。常用于信號(hào)整形。過(guò)電壓保護(hù)等。