二极管限幅电路的仿真与分析

一、二极管限幅电路的仿真与分析

限幅（limiting），将信号某种特性(例如电压、电流、功率)超过预定门限值的所有瞬时值减弱至接近此门限值，而对其他所有的瞬时值予以保留的操作。应用于通信科技（一级学科），通信原理与基本技术（二级学科）。

限幅电路，又称限幅器或削波器。它能按照设定的幅度范围对输出信号电压的波幅进行削平。常用于波形整形、波形变换、过压保护等方面。限幅电路按功能分为上限幅、下限幅、双向限幅三种电路。按电路构成，又可分为二极管限幅和三极管限幅电路。它的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平)，且不再随输入电压变化。每个电路系统都有一定的动态范围，当输入信号的电平超过系统允许的范围(某一阈值)时，信号就不能顺利通过，其波形就会被削掉一部分从而产生削波失真。当被削波的信号输入到扬声器的音圈后，由于削波信号中产生的直流成分不能驱动音圈运动，其电能无法转换成机械能，从而产生大量热能，致使音圈发热。

限幅失真是在信号的振幅超过了放大器的线性放大范围，导致信号的峰值增益降低而产生的失真。输出信号中会产生额外的高频成分、直流成分和随直流成分出现的低频成分，使得声音变得生硬、刺耳。对输入声信号进行浅度的限幅处理，会产生一种“饱和”的音响效果，使声音在不提高输出电平的情况下产生响度增大的效果。

限幅电路是使信号幅度小于二极管稳压值或导通值的信号顺利通过，经过R传送到后级电路。只有超过稳压值或者导通值的信号部分被限制，让其在电阻上形成压降，不往后级电路传输，来达到信号输出限制在一定幅度里。限幅电路的另一个作用是防止外界大幅度干扰脉冲进入电路。

二、二极管限幅的原理

1、整流：利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电

2、开关：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅：二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、续流：在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

5、检波：在收音机中起检波作用。

6、变容：使用于电视机的高频头中。

7、显示：用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

8、稳压：稳压二极管实质上是一个面结型硅二极管，稳压二极管工作在反向击穿状态。在二极管的制造工艺上，使它有低压击穿特性。稳压二极管的反向击穿电压恒定，在稳压电路中串入限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。

9、触发：触发二极管又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ，在电路中作过压保护等用途。

三、二极管的限幅作用原理与应用

1、整流：利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电

2、开关：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅：二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、续流：在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

5、检波：在收音机中起检波作用。

6、变容：使用于电视机的高频头中。

7、显示：用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

8、稳压：稳压二极管实质上是一个面结型硅二极管，稳压二极管工作在反向击穿状态。在二极管的制造工艺上，使它有低压击穿特性。稳压二极管的反向击穿电压恒定，在稳压电路中串入限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。

9、触发：触发二极管又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ，在电路中作过压保护等用途。

四、二极管限幅器原理是什么

第一部分：模拟电子技术基础

1 基本放大电路

(1)放大电路的基本概念和技术指标；

(2)基本放大电路的分析（包括静态分析和动态分析）；

(3)三种基本放大电路（共射、共集和共基）的特点比较；

(4)FET的结构和分类，MOSFET工作原理、特性曲线和参数；

(5)场效应管共源放大电路的静态分析和动态分析，三种基本放大电路（共源、共栅和共漏）的特点比较。

2 多级放大电路

(1)多级放大电路耦合方式和零点漂移；

(2)多级放大电路的动态分析；

(3)差分放大电路的静态分析和动态分析；

(4)互补功率放大电路的工作原理及参数计算。

3 集成运算放大器及其线性应用电路

(1)虚短、虚断和虚地的概念；

(2)比例运算电路；

(3)求和运算电路；

(4)积分和微分运算电路；

(5)集成运放其它几种线性应用电路，包括电流-电压变换器、电压-电流变换器、数据放大器、绝对值电路和二极管限幅电路；

(6)集成运放的频率响应和补偿。

4 负反馈放大电路

(1)反馈的基本概念；

(2)反馈的组态及判断方法；

(3)四种负反馈放大电路的分析；

(4)负反馈对放大电路性能的影响。

5 集成振荡电路

(1)RC正弦波振荡电路的组成及工作原理；

(2)LC正弦波振荡电路的组成及工作原理；

(3)石英晶体正弦波振荡电路的组成及工作原理；

(4)非正弦波振荡电路；电压比较器，矩形波、三角波和锯齿波发生器，压控振荡器（VCO）。

6 有源滤波电路和模拟乘法器

(1)有源滤波的概念；

(2)有源滤波电路的分类；

(3)有源滤波电路的传递函数及主要参数；

(4)模拟乘法器的基本原理及其构成的运算电路。

7 直流电源

(1)直流电源的组成；

(2)整流电路（包括半波、全波和桥式整流电路）的工作原理及特点；

(3)滤波电路的工作原理及特点；

(4)稳压电路的工作原理，线性串联型稳压电路的工作原理，三端集成稳压器的应用；

(5)开关稳压电源的工作原理及特点。

第二部分：数字电子技术基础

1 门电路

(1)TTL门电路结构；

(2)集电极开路门（OC门）电路结构；

(3)三态门电路结构；

(4)CMOS门电路及其正确使用；

(5)CMOS门电路与TTL门电路接口。

2 组合逻辑电路

(1)组合逻辑电路的分析和设计方法；

(2)译码器、编码器、数据选择器和数值比较器的原理；

(3)竞争与冒险基本概念及消除方法。

3 触发器和555定时器

(1)基本RS触发器的逻辑功能和真值表；

(2)施密特触发器、单稳态触发器实现原理；

(3)555定时器及其应用，包括单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器和压控振荡器。

4 时序逻辑电路

(1)时序数字电路的表示方法：转换表、状态转换图、时序图；

(2)寄存器、计数器设计。

5 接口电路

(1)D/A转换器组成、权电阻网络、T型和倒T型电阻网络、集成D/A转换器、D/A转换精度及转换误差估计计算。

(2)A/D转换器组成、逐次逼近型A/D、V-T型（积分型）A/D、A/D转换精度和转换速度计算。

第三部分：综合应用

(1)电子电路应用基础及电路基本调试技能；

(2)传感器配用电子学基础知识；

(3)常用电子仪器，如示波器、数字繁用表、信号发生器等在电子电路调试中的应用方法。

五、二极管限幅电路作用

1、整流

整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结电容较大，使其工作频率较低，一般为3kHZ以下。

2、开关

二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅

二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、续流

在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

5、检波

检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。它们的结构为点接触型。其结电容较小，工作频率较高，一般都采用锗材料制成。

6、阻尼

阻尼二极管多用在高频电压电路中，能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流，一般用在电视机电路中，常用的阻尼二极管有2CN1、2CN2、BSBS44等。

7、显示

用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

8、稳压

这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的，在电路中其两端的电压保持基本不变，起到稳定电压的作用。常用的稳压管有2CW55、2CW56等。

9、触发

触发二极管又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ，在电路中作过压保护等用途。

六、二极管限幅电路用于限制输出电压的什么值

整流是利用其单向导电性。