在电子电路中，常用二极管限幅电路对各种信号进行处理。它用来让信号在预置的电平范围内有选择地传输一部分信号。限幅电路按功能分为上限限幅电路、下限限幅电路和双向限幅电路三种。在上限限幅电路中，当输入信号电压低于某一事先设计好的上限电压时，输出电压将随输入电压而增减；但当输入电压达到或超过上限电压时，输出电压将保持为一个固定值，不再随输入电压而变，这样，信号幅度即在输出端受到限制。同样，下限限幅电路在输入电压低于某一下限电平时产生限幅作用。1
二极管双向限幅电路的实验研究在当今社会随着人们对电子产品的需求不断增加，二极管的优点也日益突出，几乎所有的电子电路中，都需要用到半导体二极管，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用非常的广泛，在很多领域都起着不可取代的作用。如今，二极管的更新使电子产品日益优化，给人们的生活提供了很多帮助。
在电子电路中，常用二极管限幅电路对各种信号进行处理。双向限幅电路则在输入电压过高或过低的两个方向上均产生限幅作用。
文献2研究了二极管双向限幅电路、二极管双向限幅电路中VD2反向的实验电路、二极管双向限幅电路中VD1反向的实验电路和二极管双向限幅电路中VD1、VD2均反向的实验电路四种电路结构，分析了当输入正弦波电压时，上述四种电路的输出波形，并给出实验实测波形，实验结果验证了理论分析。
二极管限幅电路的限幅规律探寻通过串联限幅电路和并联限幅电路的分析,探寻出二极管限幅电路的限幅规律 ,即限幅的方向(正、负限幅或上、下限幅)、限幅的大小(从哪儿开限)、限幅的波形(好坏)均与哪些元件和因素有关。
串联限幅电路串联限幅电路的限幅规律是 :(1)二极管正接时, 发生负限幅(又称下限幅或反向限幅),二极管反接时发生正限幅(又称上限幅或正向限幅),二极管接法决定限幅方向;(2)发生限幅的起点是直流限幅电平 E ,它决定限幅幅度的大小,可知直流电平是 +E 的,就从 +E 发生限幅, -E 的就从 -E 发生限幅,若直流电平为 0 的就从 0 发生限幅。
二极管并联限幅电路并联限幅的规律是 :(1)二极管正接时 ,发生正向限幅(又称上限幅), 二极管反接时, 发生负向限幅(又称下限幅), 限幅的方向决定于二极管的接法;(2)发生限幅的起点是直流限幅电平 E , +E 从 +E 开限,–E 从–E 开限, 直流电平为 0的就从0 发生限幅 .限幅电平决定限幅幅度的大小。
总结通过对串联限幅和并联限幅电路的工作原理的分析, 得到了限幅规律 ,但两者均属单方向限幅 ,即正限幅或负限幅 .如果要得到双向限幅 ,显然要使用两个具有相反方向的单向限幅电路组合一起即可完成双向限幅任务 .它们的工作原理和限幅规律完全是两个单向限幅的组合和波形迭加。
简言之 ,要得到干净利落的限幅波形 , 首先要选用较理想的二极管 ,其正向电阻要小, 反向电阻要大,极间电容很小;其次要选用适当阻值的负载电阻和约几十到几百千欧的限流电阻, 电路的分布电容也要小;此外还要求输入信号有足够大的幅度 ,才能获得满意的输出电压波形。
微波二极管限幅技术微波限幅器是一种二端口控制网络,它对小功率信号几乎无衰减地通过,而对大功率信号却产生很大的衰减,信号越强衰减越大。作为一种常见的微波功率控制器件,限幅器在雷达、通信收发中发挥着重要作用。在雷达前端系统中,限幅器是保护后面灵敏接收机电路不被自身发射脉冲泄漏功率和其它靠近的大功率微波信号烧毁的重要器件。微波限幅器必须包含非线性控制器件,在实际电路中常见的控制器件有快恢复二极管、变容二极管和肖特基势垒二极管。
根据微波限幅器使用的非线性控制器件的多少,可以将限幅器分为单管、双管和多级级联式限幅器。根据限幅器电路的不同连接方式,可以将限幅器分为并联型和串联型。对于并联型限幅器,管子呈高阻抗时对传输功率影响甚微,插入损耗很小管子呈低阻抗时传输功率大部分被反射回去,插入损耗很大。对于串联型限幅器,情况恰好相反。并联型和串联型限幅器的性能基本相同,但由于在并联型限幅器中管子易于和传输线、波导等连接,并具有散热条件好等优点,故在实际中并联型限幅器应用较多。
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刘宝成 - 副教授 - 内蒙古民族大学