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並聯限幅電路從輸入端來分無非兩種,一種是同相輸入的並聯限幅電路,一種是反向輸入的並聯限幅電路。下面一一進行說明。
一、同相輸入並聯限幅電路
電路原理圖如下圖1:
我們假設D1、D2的正向電壓為VF,反向擊穿電壓為VR,運放為正負電源供電為±VCC
將Vi分為兩種情況,
1) Vi>0時,a)當D1、D2均不導通時,此時的就是標准的同向放大電路Vo=Vi*(R1/R2+1);
b)當Vo比較大致使D1、D2導通,而D1、D2導通的臨界點為:Vo=Vi+VF+VR,將Vo=Vi*R1/R2帶入其中,可得Vi=(VF+VR)*R2/R1;限幅電路開始工作,將輸出電壓Vo限制在Vi+VR+VF,此時Vo=Vi+VR+VF;
Vi*(R1/R2+1);Vi<VF+VR)*R2/R1
綜上,可得Vo=
Vi+VR+VF;Vi≥VF+VR)*R2/R1
2) Vi<0時,同理 ;
由此可得Vo和Vi的傳遞函數圖像圖2;
由上圖可知限幅電路啟動后並非真的把幅值限定到某一固定的數值,而是限定了Vo的增長速度,把它斜率限定到了1,只有在運放到達電源電壓附近時,輸出電壓才不會隨輸入電壓Vi改變而一直保持為電源電壓附近。
二、反相輸入並聯限幅電路
如圖3
1) Vi>0時,a)當D1、D2均不導通時,此時的就是標准的反向放大電路Vo=-Vi*(R1/R2);
b)當Vo比較大致使D1、D2導通,而D1、D2導通的臨界點為:Vo=-(VF+VR),將Vo=-Vi*(R1/R2)帶入其中,可得Vi=(VF+VR)*R2/R1;限幅電路開始 工作,將輸出電壓Vo限制在-(VF+VR),此時Vo=-(VF+VR);
-Vi*(R1/R2);Vi<(VF+VR)*R2/R1
綜上,可得Vo=
-(VF+VR); Vi≥(VF+VR)*R2/R1
2) Vi<0時,同理 ;
由此可得Vo和Vi的傳遞函數圖像,如圖4
該圖和我們平時直觀的限幅電路是相一致的。
注:文中的兩個串聯二極管是可以有其他的連接方式的,比如反並聯、多個串聯等等,總之根據實際的需求選擇不同的連接方式,公式中的VF、VR也換成相應的具體數值。