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二極管限幅電路及故障處理
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發表時間：2021-04-23
?二極管基本的工作狀態是導通和截止兩種，利用這一特性可以構成限幅電路。所謂限幅電路就是限制電路中某一點的信號幅度大�。屝盘柗却蟮揭欢ǔ潭葧r，不讓信號的幅度再增大，當信號的幅度沒有達到限制的幅度時，限幅電路不工作，具有這種功能的電路稱爲限幅電路，利用二極管來完成這一功能的電路稱爲二極管限幅電路。如图9-44所示是二極管限幅電路。在电路中，A1是集成电路（一种常用元器件），VT1和VT2是三極管（一種常用元器件），R1和R2是電阻器，VD1～VD6是二極管。图9-44 二極管限幅電路
1．電路分析思路說明對電路中VD1和VD2作用分析的思路主要說明下列幾點：（1）從電路中可以看出，VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6兩組二極管的電路結構一樣，這兩組二極管在這一電路中所起的作用是相同的，所以只要分析其中一組二極管電路工作原理即可。（2）集成電路A1的①腳通過電阻R1與三極管VT1基極相連，顯然R1是信號傳輸電阻，將①腳上輸出信號通過R1加到VT1基極，由于在集成電路A1的①腳與三極管VT1基極之間沒有隔直電容，根據這一電路結構可以判斷：集成電路A1的①腳是輸出信號引腳，而且輸出直流和交流的複合信號。確定集成電路A1的①腳是信號輸出引腳的目的是爲了判斷二極管VD1在電路中的具體作用。（3）集成電路的①腳輸出的直流電壓顯然不是很高，沒有高到讓外接的二極管處于導通狀態，理由是：如果集成電路A1的①腳輸出的直流電壓足夠高，那麽VD1、VD2和VD3導通，其導通後的內阻很�。@樣會將集成電路A1的①腳輸出的交流信號分流到地，對信號造成衰減，顯然這一電路中不需要對信號進行這樣的衰減，所以從這個角度分析得到的結論是：集成電路A1的①腳輸出的直流電壓不會高到讓VD1、VD2和VD3導通的程度。（4）從集成電路A1的①腳輸出的是直流和交流疊加信號，通過電阻R1與三極管VT1基極，VT1是NPN型三極管，如果加到VT1基極的正半周交流信號幅度出現很大的現象，會使VT1的基極電壓很大而有燒壞VT1的危險。加到VT1基極的交流信號負半周信號幅度很大時，對VT1沒有燒壞的影響，因爲VT1基極上負極性信號使VT1基極電流減小。（5）通過上述電路分析思路可以初步判斷，電路中的VD1、VD2、VD3是限幅保護二極管電路，防止集成電路A1的①腳輸出的交流信號正半周幅度太大而燒壞VT1。從上述思路出發對VD1、VD2、VD3二極管電路進一步分析，分析如果符合邏輯，可以說明上述電路分析思路是正確的。2．二極管限幅電路分析各種限幅電路工作是有方法的，將信號的幅度分兩種情況：（1）信號幅度比較小時的電路工作狀態，即信號幅度沒有大到讓限幅電路動作的程度，這時限幅電路不工作。（2）信號幅度比較大時的電路工作狀態，即信號幅度大到讓限幅度電路動作的程度，這時限幅電路工作，將信號幅度進行限制。用畫出信號波形的方法分析電路工作原理有時相當管用，用于分析限幅電路尤其有效，如圖9-45所示是電路中集成電路A1的①腳上信號波形示意圖。图9-45 集成电路A1的①脚上信号波形示意图
圖中，U1是集成電路A1的①腳輸出信號中的直流電壓，①腳輸出信號中的交流電壓是“騎”在這一直流電壓上的。U2是限幅電壓值。结合上述信号波形来分析这个二極管限幅電路，当集成电路A1的①脚输出信号中的交流电压比较小时，交流信号的正半周加上直流输出电压U1也没有达到VD1、VD2和VD3导通的程度，所以各二极管全部截止，对①脚输出的交流信号没有影响，交流信号通过R1加到VT1中。假设集成电路A1的①脚输出的交流信号其正半周幅度在某期间很大，见图8-12中的信号波形，由于此时交流信号的正半周幅度加上直流电压已超过二极管VD1、VD2和VD3正向导通的电压值，如果每只二极管的导通电压是0.7V，那么3只二极管的导通电压是2.1V。由于3只二极管导通后的管压降基本不变，即集 成电路A1的①脚最大为2.1V，所以交流信号正半周超出部分被去掉（限制），其超出部分信号其实降在了集成电路A1的①脚内电路中的电阻上（图中未画出）。當集成電路A1的①腳直流和交流輸出信號的幅度小于2.1V時，這一電壓又不能使3只二極管導通，這樣3只二極管再度從導通轉入截止狀態，對信號沒有限幅作用。3．電路分析細節說明對于這一電路的具體分析細節說明如下。（1）集成電路A1的①腳輸出的負半周大幅度信號不會造成VT1過電流，因爲負半周信號只會使NPN型三極管的基極電壓下降，基極電流減�。詿o須加入對于負半周的限幅電路。（2）上面介紹的是單向限幅電路，這種限幅電路只能對信號的正半周或負半周大信號部分進行限幅，對另一半周信號不限幅。另一種是雙向限幅電路，它能同時對正、負半周信號進行限幅。（3）引起信號幅度異常增大的原因是多種多樣的，例如偶然的因素（如電源電壓的波動）導致信號幅度在某瞬間增大許多，外界的大幅度幹擾脈沖竄入電路也是引起信號某瞬間異常增大的常見原因。（4）3只二極管VD1、VD2和VD3導通之後，集成電路A1的①腳上的直流和交流電壓之和是2.1V，這一電壓通過電阻R1加到VT1基極，這也是VT1最高的基極電壓，這時的基極電流也是VT1最大的基極電流。（5）由于集成電路A1的①腳和②腳外電路一樣，所以其外電路中的限幅保護電路工作原理一樣，分析電路時只要分析一個電路即可。（6）根據串聯電路特性可知，串聯電路中的電流處處相等，這樣可以知道VD1、VD2和VD3三只串聯二極管導通時同時導通，否則同時截止，絕不會出現串聯電路中的某只二極管導通而某幾只二極管截止的現象。4．故障檢測方法和電路故障分析對這一電路中的二極管故障檢測主要采用萬用表歐姆檔在路測量其正向和反向電阻大�。驙戇@一電路中的二極管不工作在直流電路中，所以采用測量二極管兩端直流電壓降的方法不合適。這一電路中二極管出現故障的可能性較�。驙懰鼈児ぷ髟谛⌒盘枲顟B下。如果電路中有一只二極管出現開路故障時，電路就沒有限幅作用，將會影響後級電路的正常工作。?
