電子電路 - 負鉗位電路



旨在衰減輸入訊號負部分的鉗位電路可以稱為負鉗位器。在負二極體鉗位電路中,我們有以下幾種型別。

  • 負串聯鉗位器
  • 帶正$V_{r}$(參考電壓)的負串聯鉗位器
  • 帶負$V_{r}$的負串聯鉗位器
  • 負並聯鉗位器
  • 帶正$V_{r}$的負並聯鉗位器
  • 帶負$V_{r}$的負並聯鉗位器

讓我們詳細討論每種型別。

負串聯鉗位器

二極體與輸入訊號串聯並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為負串聯鉗位器。下圖顯示了負串聯鉗位器的電路圖。

Negative Series Clipper

輸入正半周 - 當施加輸入電壓時,輸入正半周使電路中A點相對於B點為正。這使得二極體正向偏置,因此它像一個閉合開關。因此,輸入電壓完全出現在負載電阻兩端,產生輸出$V_{0}$。

輸入負半周 - 輸入負半周使電路中A點相對於B點為負。這使得二極體反向偏置,因此它像一個斷開開關。因此,負載電阻上的電壓將為零,使$V_{0}$為零。

波形

在上圖中,如果觀察波形,我們可以理解只有負峰的一部分被削波了。這是由於$V_{0}$上的電壓造成的。但理想的輸出並非如此。讓我們看看下圖。

Negative Series Clipper Waveforms

與理想輸出不同,由於二極體導通電壓為0.7v,實際輸出中存在負半周的一小部分。因此,實際輸出波形和理想輸出波形之間存在差異。

帶正$V_{r}$的負串聯鉗位器

二極體與輸入訊號串聯並用正參考電壓$V_{r}$偏置並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為帶正$V_{r}$的負串聯鉗位器。下圖顯示了當施加的參考電壓為正時,負串聯鉗位器的電路圖。

Negative Series Clipper with positive Vr

在輸入正半週期間,只有當陽極電壓值超過二極體的陰極電壓值時,二極體才開始導通。由於陰極電壓等於施加的參考電壓,因此輸出將如所示。

帶負$V_{r}$的負串聯鉗位器

二極體與輸入訊號串聯並用負參考電壓$V_{r}$偏置並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為帶負$V_{r}$的負串聯鉗位器。下圖顯示了當施加的參考電壓為負時,負串聯鉗位器的電路圖。

Negative Series Clipper with negative Vr

在輸入正半週期間,二極體正向偏置,輸入訊號出現在輸出端。在其負半週期間,二極體反向偏置,因此不會導通。但是,由於施加了負參考電壓,因此出現在輸出端。因此,輸出波形的負半周在此參考電平之後被削波。

負並聯鉗位器

二極體與輸入訊號並聯並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為負並聯鉗位器。下圖顯示了負並聯鉗位器的電路圖。

Negative Shunt Clipper

輸入正半周 - 當施加輸入電壓時,輸入正半周使電路中A點相對於B點為正。這使得二極體反向偏置,因此它表現為一個斷開開關。因此,負載電阻上的電壓等於施加的輸入電壓,因為它完全出現在輸出$V_{0}$上

輸入負半周 - 輸入負半周使電路中A點相對於B點為負。這使得二極體正向偏置,因此它像一個閉合開關導通。因此,負載電阻上的電壓變為零,因為沒有電流流過它。

波形

在上圖中,如果觀察波形,我們可以理解只有負峰的一部分被削波了。這是由於$V_{0}$上的電壓造成的。但理想的輸出並非如此。讓我們看看下圖。

Negative Shunt Clipper Waveforms

與理想輸出不同,由於二極體導通電壓為0.7v,實際輸出中存在負半周的一小部分。因此,實際輸出波形和理想輸出波形之間存在差異。

帶正$V_{r}$的負並聯鉗位器

二極體與輸入訊號並聯並用正參考電壓$V_{r}$偏置並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為帶正$V_{r}$的負並聯鉗位器。下圖顯示了當施加的參考電壓為正時,負並聯鉗位器的電路圖。

Negative Shunt Clipper with positive Vr

在輸入正半週期間,二極體反向偏置並表現為一個斷開開關。因此,整個輸入電壓(大於施加的參考電壓)出現在輸出端。低於參考電壓電平的訊號被削波。

在負半週期間,由於二極體正向偏置並且迴路完成,因此沒有輸出。

帶負$V_{r}$的負並聯鉗位器

二極體與輸入訊號並聯並用負參考電壓$V_{r}$偏置並衰減波形負部分的鉗位電路,稱為帶負$V_{r}$的負並聯鉗位器。下圖顯示了當施加的參考電壓為負時,負並聯鉗位器的電路圖。

Negative Shunt Clipper with negative Vr

在輸入正半週期間,二極體反向偏置並表現為一個斷開開關。因此,整個輸入電壓出現在輸出$V_{o}$上。在負半週期間,二極體正向偏置。負電壓直到參考電壓,出現在輸出端,其餘訊號被削波。

雙向鉗位器

這是一個帶參考電壓$V_{r}$的正負鉗位器。輸入電壓被雙向削波,即輸入波形的正負部分都用兩個參考電壓削波。為此,兩個二極體$D_{1}$和$D_{2}$以及兩個參考電壓$V_{r1}$和$V_{r2}$連線在電路中。

此電路也稱為組合鉗位器電路。下圖顯示了雙向或組合鉗位器電路的電路佈置及其輸出波形。

Two-way Clipper

在輸入訊號的正半週期間,二極體$D_{1}$導通,使參考電壓$V_{r1}$出現在輸出端。在輸入訊號的負半週期間,二極體$D_{2}$導通,使參考電壓$V_{r1}$出現在輸出端。因此,兩個二極體交替導通,在兩個週期內都對輸出進行削波。輸出取自負載電阻兩端。

至此,我們完成了主要的鉗位器電路。在下一章中,我們將學習箝位電路。

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