在本教程中，我们将学习二极管削波器和箝位器。尽管整流是二极管的基本应用，但截断电路和箝位电路同样重要。剪钳被称为限位器，夹钳被称为直流恢复器。本教程提供了关于二极管削波器和夹波器的深入信息。
大纲
介绍
大多数电子电路，如放大器，调制器和许多其他电路都具有特定的电压范围，它们必须接受输入信号。具有大于该特定范围的幅度的任何信号可能导致电子电路的输出中的失真，并且甚至可能导致电路部件的损坏。
鉴于大多数电子设备在单个正电源上工作，输入电压范围也将在正侧。由于音频信号，正弦波形等的自然信号，并且许多其他信号持续到它们持续时间变化的正负循环。
这些波形和其他信号必须经过修改，这样单电源电子电路才能对它们进行操作。
截断波形是对输入信号进行调整，使其处于电子电路工作范围内的最常见技术。通过消除跨越电路输入范围的部分波形，可以实现波形的削波。
快船可以广泛分为两种基本类型的电路。它们是：串联剪刀和分流器或平行剪刀。串联剪切电路包含串联电源二极管，其中负载连接在电路末端。分流器剪刀包含与电阻负载平行的二极管。
半波整流电路类似于串联削波电路。如果串联斩波电路中的二极管处于正向偏置状态，则负载处的输出波形与输入波形保持一致。当二极管处于反向偏置且不能传导电流时，电路的输出电压几乎为零伏。
连接二极管的方向确定剪辑输出波形的极性。如果二极管符号朝向源点并连接到电源的正极端子，则电路将是正串联剪辑，类似于它剪切输入正弦波形的正交交替或循环。
如果二极管符号朝向连接的负载点，则电路将是负系数剪辑，类似于它剪切输入正弦波形的负交替或循环。
串联斩波二极管的输出电压为V加载= V.输入，当二极管导通时，并且当它不进行电源施加的输入电压时，将被丢弃并且具有V的输出电压加载= 0伏特。
与串联剪切电路相比，当二极管以反向偏置连接时，分流剪辑器电路提供输出，并且当它不进行时。当二极管是非导通时，分流组合二极管用作开路，并且串联电阻器和负载电阻都用作分压器。输出电压将被计算为
V加载= V.输入{R.加载/（r.加载+ R.系列）}
当二极管导通时，它充当短路，负载上的输出电压将是v加载= 0伏特。系列限流电阻与电源串联连接，以防止从短路到二极管。
在这种情况下，电路的输出电压应为±0.7伏。这取决于通过二极管连接的方向确定的分流器的极性。
上面的偏置剪辑电路是一个分流器电路，其使用直流电源电压偏置二极管。它是二极管开始导通的偏置电压。当达到偏置电压时，分流器电路中的二极管开始进行。剪刀电路用于各种系统中以执行两个功能之一：
- 改变波形形状
- 保护电路免受瞬变
第一种应用通常是在半波整流器的操作中注意到的，它将变化的电压转换为输出脉冲直流波形。暂态是指电流或电压在极短时间内的突然变化。截断电路可以用来保护敏感电路不受瞬态效应的影响。
剪切电路的类型
1.系列正剪层
阴极连接电源，阳极保持在地电位。
- 在正半周期期间：输出电压(VO）= 0伏特
- 在负半周期期间：输出电压(VO) = (V在+ V.d）伏特
在Vd是二极管阈值电压。
2.系列负片
阳极连接到电源，并且阴极保持在地电位。
- 在正半周期期间：输出电压(VO) = (V在- V.d）伏特
- 在负半周期期间：输出电压(VO）= 0伏特
3.分流正剪层
阳极通过电阻R连接到电源上，而阴极处于地电位。
- 在正半周期期间：输出电压(VO）= V.d伏特
- 在负半周期期间：输出电压(VO）= V.在伏特
4.分流负片
阴极通过电阻器R连接到电源，并且阳极保持在地电位。
- 在正半周期期间：输出电压(VO）= V.在伏特
- 在负半周期期间：输出电压(VO）= - vd伏特
5.串联偏压电压的正剪层
正半周期：阴极连接到阳性供应，并且阳极保持在正偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = + VDC.伏特
负半周期：阴极连接到负供应，阳极保持在正偏置电位。
- 输出电压(VO) = (V在+ V.d)
6.串联正偏置电压的正削波器
正半周期：阳极保持在地电位，阴极连接到正电压。二极管在整个正半周期期间反向偏置。
- 输出电压（VO）= 0伏特
负半周期：阳极保持在地电位，阴极连接到负供应。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = (V在+ V.DC.+ V.d）伏特
7.串联积极剪切带负偏压电压
正半周期：阴极与正电源相连，阳极保持负偏置电位。
- 输出电压（VO）= -v.DC.伏特
负半周期：阴极连接到负供应，阳极保持在负偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = (V在+ V.d）伏特。
8.带有负偏置电压的串联正削波器
正半周期：阳极保持在地电位，阴极观察可变电压。在整个正半周期内二极管是正向偏压的。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO）= 0伏特
负半周期：阳极保持在地电位，阴极观察可变负电压。二极管将在负周期期间向前偏置。
- 输出电压（VO) = (V在-v.DC.+ V.d）伏特
9.串联负钳具有正偏置电压
正半周期：在这种情况下，阳极连接到正电源，而阴极保持正偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = (V在- V.d）伏特
负半周期：在这种情况下，阳极连接到负电源，阴极保持在正偏置电位。
- 输出电压（VO) = + VDC.伏特
10.串联负剪辑串联偏置电压串联
正半周期：阴极保持在负电位，阳极观察变化的电压。在整个正半周期内二极管是正向偏压的。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO）= 0伏特
负半周期：阴极保持在负电位，阳极观察可变负电压。
- 当V.在
- 当V.在> V.DC.- V.d，输出电压（vO）= 0伏特
11.系列负剪切器，具有负偏置电压并联连接
正半周期：在该电路中，阳极连接到正电源，阴极保持在负偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = + VDC.伏特
负半周期：在该电路中，阳极连接到负电源，阴极保持在负偏置电位。
- 输出电压（VO) = (V在+ V.d）伏特
12.串联负剪切器，负偏压串联连接
正半周期：阴极保持在VDC.阳极观察电压变化。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = (V在-v.DC.-v.d）伏特
负半周期：阴极保持在VDC.并且阳极观察可变负电压。二极管将在负周期期间反向偏置。
- 输出电压(VO）= 0伏特
13.具有正分流偏压的分流正削波器
正半周期：在该电路中，阳极连接到正电源，阴极保持在正偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.d+ V.DC.，输出电压（vO) = (Vd+ V.DC.）伏特
负半周期：在该电路中，阳极连接到负电源，阴极保持在正偏置电位。
- 输出电压(VO）= V.在伏特
14.带有负并联偏置电压的并联正削波器
正半周期：在该电路中，阳极节点连接到正电源，阴极保持在负偏置电位。
- 输出电压(VO) = (- vDC.+ V.d）伏特
负半周期：在这个电路中，阳极连接到负电源，阴极保持负偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.DC.，输出电压（vO）= V.在伏特
15.分流负剪纸，带有正偏压
正半周期：阴极连接到阳性供应，并且阳极保持在正偏置电位。
- 当V.在
- 当V.在> V.DC.- V.d，输出电压（vO）= V.在伏特
负半周期：阴极连接到负供应，阳极保持在正偏置电位。
- 输出电压(VO) = (VDC.- V.d）伏特
16.截断两个半波周期
正半周期：在该循环中，第一二极管D1的阴极保持在+ V.DC1.它的阳极观察到一个可变的正电压。同样，二极管D2的阳极保持在-VDC2.其阴极观察可变正电压。二极管D2在整个正半周期期间将完全反向偏置。
- 当V.在
- 当V.在> V.DC1.+ V.d1- 二极管D1将是向前偏置的，D2将是反向偏置的，输出电压（VO) = (VDC1.+ V.d1）伏特
负半周期：在该循环中，二极管D1的阴极保持在+ V.DC1.其阳极观察可变负电压。同样，二极管D2的阳极保持在-VDC2.其阴极观察可变负电压。二极管D1在整个负半周期期间将完全反向偏置。
- 当V.在
- 当V.在> V.DC2.+ V.d2- 二极管D2将正向偏置，D1将是反向偏置的，输出电压（VO) = (- vDC2.- V.d2）伏特
在该两个侧夹电路中，可以独立地改变正负剪切水平。这种类型的电路被称为基于的Clipper。它使用两个二极管和两个相反方向连接的电压源。
二极管夹子
夹子也可以称为DC恢复器。钳位电路设计用于将输入波形移位到DC参考电平之上或低于DC参考电平而不改变波形形状。该波形的这种移位导致输入波形的DC平均电压的变化。信号中的峰的水平可以使用夹持电路移动，因此钳位也可以称为电平移位器。
夹子可以广泛分为两种类型。它们是正夹子和负夹子。
- 正夹具：这种类型的钳位电路在正方向上使输入波形移位，结果波形位于直流参考电压之上。
- 负夹具：这种类型的钳位电路在负方向上使输入波形移位，结果波形位于DC参考电压以下。
箝位电路中二极管的方向决定了箝位电路的类型。箝位电路的工作主要是基于电容器的开关时间常数。然而，电路中的电容通过二极管充电，通过负载放电。
夹具电路的类型
1.负夹具
负钳位电路由与负载平行连接的二极管组成。可以选择在夹紧电路中使用的电容器，使得它必须非常快速地充电，并且不应彻底放电。二极管的阳极连接到电容器和阴极到地面。在输入的正半周期期间，二极管处于向前偏置，并且由于二极管非常快速地传导电容器电荷。
在输入的负半周期期间，二极管将处于反向偏置，并且二极管将不进行，输出电压将等于施加的输入电压和在反向偏压期间存储在电容器中的电荷的总和。输出波形与输入波形相同，但在0伏以下移动。
2.具有正参考电压的负夹具
电路布置非常类似于负夹电路，但是DC参考电源与二极管串联连接。输出波形也类似于负夹具输出波形，但是它朝向正方向移动到二极管处的参考电压的量。
3.带负参考电压的负夹具
如果上述情况下的参考电压方向串联反转并连接到二极管，则在正半周期期间，二极管在施加输入电压之前开始导电电流。由于阴极具有小于零伏的非常小的负极参考电压，因此波形通过参考电压的量向负方向转向0伏。
4.积极的夹子
正夹持器的电路类似于负夹具，但是二极管的方向以这样的方式反转，使得二极管的阴极连接到电容器。在正半波循环期间，电路的输出电压将是施加的输入电压和存储在电容器上的电荷之和。在负半波循环期间，二极管开始对电容器非常快速地对电容器充电并充电。正夹板的输出波形朝向0伏的正方向偏移。
5.具有正参考电压的正夹板
正参考电压与正夹持电路中的二极管串联连接，使得参考电压的正极与二极管的阳极串联连接。在输入正弦波形的正半波循环期间，二极管开始导通，因为最初电源电压小于二极管的阳极正参考电压。
如果一旦阴极电压大于阳极电压，则二极管停止电流的传导。在负半周期期间，二极管的导通并非常快速地对电容器充电。
6.带负参考电压的正箝位器
在这种情况下，参考电压的方向颠倒，即参考电压的负极与反射其为负参考电压的二极管的阳极串联。在输入波形的正半波周期内，二极管不导电，因此输出等于存储在电容器中的电压和施加的输入电压。
在负半周期间，当阴极电压值小于阳极电压时，二极管才开始导电。
快船的应用
- 在生成新波形和/或整形现有旧波形的情况下。
- 通过将二极管与感应负载并联，剪断器可以作为自由的二极管，保护晶体管不受瞬态效应的影响。
- 常用电源。
- 从合成的彩色图像信号中分离出同步信号。
- 经常用于FM发射器，用于去除在特定噪声水平上方的信号中的多余纹波。
夹子的应用
- 夹子可以经常用于去除扭曲和识别电路的极性。
- 为了改善反向恢复时间，使用夹子。
- 夹紧电路可用作电压倍增器，并将现有波形建模为所需的形状和范围。
- 夹子广泛用于测试设备和其他声纳系统。
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