二极管快船和夹子

在本教程中，我们将学习二极管快船和夹子。尽管整改是二极管的基本应用，即使是二极管的基本应用，即插即用者和夹持电路也同样重要。快船被称为限制器，夹具称为DC恢复液。本教程提供有关二极管快速和夹子的深入信息。

二极管剪刀

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。

由于大多数电子设备工作在一个正电源上，输入电压范围也将在正侧。由于像音频信号这样的自然信号，正弦波形和许多其他波形都包含正周期和负周期，在它们的持续时间内振幅会发生变化。

必须以这样的方式修改这些波形和其他信号，使得单个供电电子电路能够能够在它们上操作。

波形的剪切是最常见的技术，其适用于输入信号以使它们适应它们，使得它们可以位于电子电路的操作范围内。可以通过消除交叉电路的输入范围的波形的部分来完成波形的剪切。

剪波电路大致可分为两种基本类型。它们是:

• 系列快船
• 分流或平行削波器

串联削波电路包含一个功率二极管串联负载连接在电路的末端。分流箝位器包含一个与阻性负载并联的二极管。

半波整流电路类似于串联剪辑电路。如果串联剪辑电路中的二极管处于正向偏置条件，则负载处的输出波形遵循输入波形。当二极管处于反向偏压并且它不能进行电流时，电路的输出是近零伏。

连接二极管的方向确定剪辑输出波形的极性。In case of Series Clipper Circuits, if the diode is reverse biased i.e., Cathode is connected to the positive terminal of the supply and Anode to the load, the circuit will be a Positive Series Clipper, as it clips off the positive half cycle of the input sinusoidal waveform.

如果二极管正向偏置，则阳极连接到电源和阴极阳性负载，然后电路将是负串联剪辑，因为它剪切了输入正弦波形的负半周期。

串联剪切二极管具有V的输出电压_出去= V._在，当二极管导通和不导通时，电源施加的输入电压会下降，输出电压为V_出去= 0 V.

与串联剪辑电路相比，并联剪定电路在二极管以反向偏置连接时提供输出，并且当它不是导通时。当二极管不导通时，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。输出电压将计算为：

V._出去= V._在[R._负载/ (R_负载+ R_系列）

当二极管导通时，它充当短路，负载的输出电压为V_出去= 0 V.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。

上面的电路是一个分流clipper电路，它使用直流电源电压偏压二极管。这是二极管开始导电时的偏置电压。当达到偏置电压时，分流削波电路中的二极管开始导通。

削波电路用于多种系统中，以执行以下两种功能之一:

1. 改变波形形状
2. 保护电路免受瞬变

第一种应用通常在半波整流器的工作中被注意到，它将交流电压变成输出的脉动直流波形。暂态是指持续时间极短的电流或电压的突然变化。削波电路可用来保护敏感电路不受瞬态效应的影响。

剪波电路的类型

系列负片

这是使用二极管的基本剪辑电路，而不是半波整流器。从下面的电路，显然在正周期期间正向偏置二极管，并且它用作闭合开关。因此，输出电压等于输入电压的正半部。

在负循环期间，二极管反向偏置，充当开路开关。因此，输出电压为零。

• 输出电压（V_出去在正半周期=（v_在- - - - - - V_D.)伏
• 输出电压（V_出去）在负半周期期间= 0伏

在哪里，五_D.为二极管的阈值电压。如果二极管是理想的，那么V_D.= 0 V.

系列正剪层

只需逆转二极管，我们就可以在以下电路中获得正剪辑配置为显示。

阴极连接到电源的正电源，阳极连接到负载，这使得二极管反向偏置为正循环并为负周期偏置偏置。

• 正半周期:输出电压(V_出去) = 0 v
• 在负半周期期间：输出电压（V_出去）=（v_在+ V_D.)伏

在那里,V_D.为二极管阈值电压。

分流积极限幅器

阳极通过电阻器R连接到电源，并且阴极处于地电位。

• 在正半周期期间：输出电压（VO）= VD伏特
• 负半周期:输出电压(VO) = Vin伏

并联负限幅器

阴极通过电阻R与电源连接，阳极保持在地电位。

• 正半周期:输出电压(VO) = Vin伏
• 在负半周期期间：输出电压（VO）= - VD伏特

带正偏置电压的系列正削波器

正半周期:阴极连接到正电源，阳极保持正偏压电位。

• 当Vin < Vd + Vdc时，输出电压(VO) = (Vin + Vd)伏
• 当Vin > Vd + Vdc时，输出电压(VO) = + Vdc伏

负半周期:阴极连接到负电源，阳极保持正偏压电位。

• 输出电压(VO) = (Vin + Vd)

串联正剪层串联正偏压串联

正半周期:阳极保持在地电位，阴极连接到一个正电压。二极管在整个正半周期内是反向偏置的。

• 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VIN
• 当VIN> VD + VDC时，输出电压（VO）=（VIN + VDC + VD）伏特

带负偏压电压的串联正剪辑

正半周期:阴极连接到正电源，阳极保持负偏压电位。

• 输出电压（VO）= -VDC伏特

负半周期：阴极连接到负电源，并且阳极保持在负偏置电位。

• 当VIN
• 当VIN> VD + VDC时，输出电压（VO）=（VIN + VD）伏特。

串联正Clipper与负偏置电压连接在串联

正半周期:阳极保持在地电位，阴极观察一个可变电压。二极管在整个正半周期期间正向偏置。

• 当VIN
• 当Vin > Vd + Vdc时，输出电压(VO) = 0伏

负半周期:阳极保持在地电位，阴极观察可变的负电压。二极管在负周期内将正向偏置。

• 输出电压（VO）=（VIN -VDC + VD）伏特

系列负剪切器，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，阴极保持在正偏压电位。

• 当Vin < Vd + Vdc时，输出电压(VO) = Vdc伏
• 当Vin > Vd + Vdc时，输出电压(VO) = (Vin - Vd)伏

负半周期:在这种情况下，阳极连接到负电源，阴极保持在正偏压电位。

• 输出电压（VO）= + VDC伏特

串联负Clipper与正偏置电压连接在串联

正半周期：阴极保持在负电位，阳极观察可变电压。二极管在整个正半周期期间正向偏置。

• 当Vin < Vd +Vdc时，输出电压(VO) = (Vin +Vdc - Vd)伏
• 当Vin > Vd + Vdc时，输出电压(VO) = 0伏

负半周期:阴极保持在负电位，阳极观察可变的负电压。

• 当Vin < Vdc - Vd时，输出电压(VO) = (Vin +Vdc - Vd)伏
• 当VIN> VDC - VD时，输出电压（VO）= 0伏特

串联负极削波器，负偏置电压并联

正半周期:在这个电路中，阳极连接到正电源，阴极保持在负偏压电位。

• 当Vin < Vd + Vdc时，输出电压(VO) = (Vin + Vd)伏
• 当Vin > Vd + Vdc时，输出电压(VO) = + Vdc伏

负半周期:在这个电路中，阳极连接到负电源，阴极保持负偏压电位。

• 输出电压(VO) = (Vin + Vd)伏

串联负极削波与负偏置电压串联

正半周期:阴极保持Vdc电压，阳极观察可变电压。

• 当VIN
• 当VIN> VD + VDC时，输出电压（VO）=（VIN -VDC -VD）伏特

负半周期：在VDC和阳极处保持阴极，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

分流正剪层，具有正分流偏置电压

正半周期：在该电路中，阳极连接到正供应，阴极保持在正偏置电位。

• 当Vin < Vd + Vdc时，输出电压(VO) = Vin伏
• 当VIN> VD + VDC时，输出电压（VO）=（VD + VDC）伏特

负半周期：在该电路中，阳极连接到负电源，阴极保持在正偏置电位。

• 输出电压(VO) = Vin伏

分流正剪层与负分流偏置电压

正半周期:在这个电路中，阳极节点连接到正电源，阴极保持在负偏压电位。

• 输出电压（VO）=（-VDC + VD）伏特

负半周期:在这个电路中，阳极连接到负电源，阴极保持负偏压电位。

• 当Vin < Vdc时，输出电压(VO) = (-Vdc + Vd)伏
• 当VIN> VDC时，输出电压（VO）= VIN伏

分流负Clipper与正偏置电压

正半周期:阴极连接到正电源，阳极保持正偏压电位。

• 当VIN
• 当Vin > Vdc - Vd时，输出电压(VO) = Vin伏

负半周期:阴极连接到负电源，阳极保持正偏压电位。

• 输出电压（VO）=（VDC - VD）伏特

剪辑半波循环

正半周期:在这个周期中，第一二极管D1的阴极保持在+Vdc1，阳极观察一个可变的正电压。二极管D2的阳极保持在-Vdc2，阴极观察可变正电压。二极管D2将完全反向偏压在整个正半周期。

• 当VIN
• 当VIN> VDC1 + VD1 - 二极管D1将正向偏置并且D2将是反向偏置的，输出电压（VO）=（VDC1 + VD1）伏特

负半周期:在这个周期中，二极管D1的阴极保持在+Vdc1，其阳极观察一个可变的负电压。二极管D2的阳极保持在-Vdc2，阴极观察可变负电压。二极管D1在整个负半周期内将完全反向偏置。

• 当VIN
• 当Vin > Vdc2 + Vd2 -二极管D2将正向偏置，D1将反向偏置时，输出电压(VO) = (-Vdc2 - Vd2)伏

在这种双向限幅电路中，正限幅电平和负限幅电平可以独立变化。这种类型的电路被称为并行基削波器。它使用两个二极管和两个电压源，以相反的方向连接。

二极管夹子

夹钳也可以称为直流恢复器。箝位电路的设计目的是使输入波形高于或低于直流参考电平，而不改变波形的形状。这种波形的移动导致输入波形的直流平均电压的变化。信号中的峰值电平可以通过箝位器电路进行移位，因此箝位器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:

• 积极的钳位电路
• 消极的钳位电路

正夹具：这种箝位电路使输入波形向正方向移动，从而使波形位于直流参考电压之上。

消极的钳位电路:这种箝位电路使输入波形向负方向移动，从而使波形低于直流参考电压。

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基于通过二极管充电和通过负载放电的电容的开关时间常数。

箝位电路的类型

积极的钳位电路

正箝位器的电路如下所示。在这里，电路由三个主要部分组成:

• 电容器
• 二极管
• 加载

二极管以平行于负载连接，使得二极管的阴极连接到电容器和阳极到地面。

让我们分析一下在启动后以一个负循环开始的电路。在第一个负循环期间，二极管是正向偏置的，并充当闭合开关。因此，电容器充电到输入电压的峰值，我们称之为V_C。

在下一个正和负循环中，电容器由于RC时间常数而不会损失太多电荷。结果，二极管几乎保持反向偏见。

因此，输出电压是施加的输入电压和储存在电容器的电荷的总和。

V._出去= V._在+ V_C

其中五_C是输入电压的峰值。

从上述等式中，显然上述电路将正DC移位添加到输入电压。

正参考电压的正箝位器

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。除了电容器电荷与输入电压的峰值加上直流电压之外，操作类似于上述电路。

如果V._P.峰值电压和V是多少_直流是DC参考，那么电容器电压V_C是V_P.+ V_直流和输出电压V_出去是V_在+ V_C。

带负参考电压的正箝位器

在负半周期，二极管开始导通，电容向V充电_P.- - - - - - V_直流。

在连续的输入波形的正负半周期间，二极管几乎不导电，因此，输出等于存储在电容中的电压和应用的输入电压的总和。

作为V._C= V._P.- - - - - - V_直流，输出电压为v_在+ V_C= V._在+（V._P.- - - - - - V_直流）。班次仍然是积极的，但少于v的峰值_直流。

消极的钳位电路

负箝位电路由一个与负载并联的二极管组成。钳位电路中使用的电容器可以选择这样的电容器，即它必须非常迅速地充电，而不应该非常剧烈地放电。二极管的阳极与电容器相连，阴极与地相连。

在输入的第一个正半周，二极管处于正偏置，当二极管传导电容很快充电到输入V的峰值_P.。

在随后的输入的负半周期和正半周期中，二极管将处于反向偏置，二极管将不导通。输出电压将等于施加的输入电压和储存在电容器的电荷的总和。输出波形与输入波形相同，但移动到0伏以下V_P.。

负夹具具有正参考电压

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。

带有负参考电压的负箝位器

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。

快船队的应用

1. 用于生成新波形和/或塑造现有的旧波形。
2. 削波器可以作为自由二极管使用，通过将二极管与电感负载并联来保护晶体管不受瞬态效应的影响。
3. 常用于电源。
4. 在分离来自复合彩色图像信号的同步信号。
5. 经常用于调频发射机，用于消除超过一定噪声水平的信号中多余的波纹。

夹子的应用

1. 夹钳可以经常用于消除失真和识别电路的极性。
2. 为了改善反向恢复时间，使用夹子。
3. 箝位电路可以用作电压倍增器，并将现有波形建模为所需的形状和范围。
4. 钳被广泛应用于测试设备和其他声纳系统。