电子电路 - 负钳位电路



旨在衰减输入信号负部分的钳位电路可以称为负钳位器。在负二极管钳位电路中,我们有以下几种类型。

  • 负串联钳位器
  • 带正$V_{r}$(参考电压)的负串联钳位器
  • 带负$V_{r}$的负串联钳位器
  • 负并联钳位器
  • 带正$V_{r}$的负并联钳位器
  • 带负$V_{r}$的负并联钳位器

让我们详细讨论每种类型。

负串联钳位器

二极管与输入信号串联并衰减波形负部分的钳位电路,称为负串联钳位器。下图显示了负串联钳位器的电路图。

Negative Series Clipper

输入正半周 - 当施加输入电压时,输入正半周使电路中A点相对于B点为正。这使得二极管正向偏置,因此它像一个闭合开关。因此,输入电压完全出现在负载电阻两端,产生输出$V_{0}$。

输入负半周 - 输入负半周使电路中A点相对于B点为负。这使得二极管反向偏置,因此它像一个断开开关。因此,负载电阻上的电压将为零,使$V_{0}$为零。

波形

在上图中,如果观察波形,我们可以理解只有负峰的一部分被削波了。这是由于$V_{0}$上的电压造成的。但理想的输出并非如此。让我们看看下图。

Negative Series Clipper Waveforms

与理想输出不同,由于二极管导通电压为0.7v,实际输出中存在负半周的一小部分。因此,实际输出波形和理想输出波形之间存在差异。

带正$V_{r}$的负串联钳位器

二极管与输入信号串联并用正参考电压$V_{r}$偏置并衰减波形负部分的钳位电路,称为带正$V_{r}$的负串联钳位器。下图显示了当施加的参考电压为正时,负串联钳位器的电路图。

Negative Series Clipper with positive Vr

在输入正半周期间,只有当阳极电压值超过二极管的阴极电压值时,二极管才开始导通。由于阴极电压等于施加的参考电压,因此输出将如所示。

带负$V_{r}$的负串联钳位器

二极管与输入信号串联并用负参考电压$V_{r}$偏置并衰减波形负部分的钳位电路,称为带负$V_{r}$的负串联钳位器。下图显示了当施加的参考电压为负时,负串联钳位器的电路图。

Negative Series Clipper with negative Vr

在输入正半周期间,二极管正向偏置,输入信号出现在输出端。在其负半周期间,二极管反向偏置,因此不会导通。但是,由于施加了负参考电压,因此出现在输出端。因此,输出波形的负半周在此参考电平之后被削波。

负并联钳位器

二极管与输入信号并联并衰减波形负部分的钳位电路,称为负并联钳位器。下图显示了负并联钳位器的电路图。

Negative Shunt Clipper

输入正半周 - 当施加输入电压时,输入正半周使电路中A点相对于B点为正。这使得二极管反向偏置,因此它表现为一个断开开关。因此,负载电阻上的电压等于施加的输入电压,因为它完全出现在输出$V_{0}$上

输入负半周 - 输入负半周使电路中A点相对于B点为负。这使得二极管正向偏置,因此它像一个闭合开关导通。因此,负载电阻上的电压变为零,因为没有电流流过它。

波形

在上图中,如果观察波形,我们可以理解只有负峰的一部分被削波了。这是由于$V_{0}$上的电压造成的。但理想的输出并非如此。让我们看看下图。

Negative Shunt Clipper Waveforms

与理想输出不同,由于二极管导通电压为0.7v,实际输出中存在负半周的一小部分。因此,实际输出波形和理想输出波形之间存在差异。

带正$V_{r}$的负并联钳位器

二极管与输入信号并联并用正参考电压$V_{r}$偏置并衰减波形负部分的钳位电路,称为带正$V_{r}$的负并联钳位器。下图显示了当施加的参考电压为正时,负并联钳位器的电路图。

Negative Shunt Clipper with positive Vr

在输入正半周期间,二极管反向偏置并表现为一个断开开关。因此,整个输入电压(大于施加的参考电压)出现在输出端。低于参考电压电平的信号被削波。

在负半周期间,由于二极管正向偏置并且回路完成,因此没有输出。

带负$V_{r}$的负并联钳位器

二极管与输入信号并联并用负参考电压$V_{r}$偏置并衰减波形负部分的钳位电路,称为带负$V_{r}$的负并联钳位器。下图显示了当施加的参考电压为负时,负并联钳位器的电路图。

Negative Shunt Clipper with negative Vr

在输入正半周期间,二极管反向偏置并表现为一个断开开关。因此,整个输入电压出现在输出$V_{o}$上。在负半周期间,二极管正向偏置。负电压直到参考电压,出现在输出端,其余信号被削波。

双向钳位器

这是一个带参考电压$V_{r}$的正负钳位器。输入电压被双向削波,即输入波形的正负部分都用两个参考电压削波。为此,两个二极管$D_{1}$和$D_{2}$以及两个参考电压$V_{r1}$和$V_{r2}$连接在电路中。

此电路也称为组合钳位器电路。下图显示了双向或组合钳位器电路的电路布置及其输出波形。

Two-way Clipper

在输入信号的正半周期间,二极管$D_{1}$导通,使参考电压$V_{r1}$出现在输出端。在输入信号的负半周期间,二极管$D_{2}$导通,使参考电压$V_{r1}$出现在输出端。因此,两个二极管交替导通,在两个周期内都对输出进行削波。输出取自负载电阻两端。

至此,我们完成了主要的钳位器电路。在下一章中,我们将学习箝位电路。

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