限幅器(英語:Clipper)是一種設計用於防止電路輸出超過預定電壓,而不會使所施加波形的剩餘部分失真的電子裝置。 限幅器由線性元件(如電阻器)和非線性元件(如二極管晶體管)組成,但它不包含電容等儲能元件。限幅器的目的是限制信號的極大值,即信號波形的一部分位於某個參考電壓電平之上或之下。因此,限幅器可以去除信號中太大的正電壓或負電壓,也可以同時去除兩者。通常情況下,信號的波形會發生變化。在中文教材上一般稱為限幅電路[1]或削峰電路[2]

正向限幅電路

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限幅器一般作用在二端口網絡中,左端為輸入,右端為輸出。分析時一般考慮理想二極管。如果二極管的P極更靠近信號的正極,當正極電壓較小時,二極管反向截止,uo=ui;當正極電壓較大時,會導致二極管正嚮導通,P極電壓將很接近N極電壓,從而限制住正向電壓的大小,實現正向限幅。

 
正向限幅電路01,綠色為輸入信號ui,藍色為限制電壓UB,橙色為輸出信號uo.當ui>UB時二極管導通,導致uo上方被削平.
 
正向限幅電路02,綠色為輸入信號ui,藍色為限制電壓UB,橙色為輸出信號uo.當ui>UB時二極管導通,導致uo上方被削平。註:如果uo短路,則二極管可能會被燒毀,所以此電路很少用.

反向限幅電路

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作用在二端口網絡中,左端為輸入,右端為輸出。分析時一般考慮理想二極管。如果二極管的N極更靠近信號的正極,當正極電壓較大時,二極管反向截止,uo=ui,當正極電壓足夠小時,會導致二極管正嚮導通,P極電壓將很接近N極電壓,從而限制住反向電壓的大小,實現反向限幅。

 
反向限幅電路01,綠色為輸入信號ui,藍色為限制電壓UB,橙色為輸出信號uo.當ui<UB時二極管導通,導致輸出信號下方被削平。
 
反向限幅電路02,綠色為輸入信號ui,藍色為限制電壓UB,橙色為輸出信號uo.當ui<UB時二極管導通,導致輸出信號下方被削平。註:如果uo短路,則二極管可能會被燒毀,所以此電路很少用.

雙向限幅電路

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綜合上面兩種情況,電路能夠實現雙向限幅。需要注意電池正負極和二極管的方向。

 
雙向限幅電路.綠色為輸入信號ui,藍色為限制電壓UB1、UB2,橙色為輸出信號uo.當ui>UB1時,D1導通,導致uo上方被削平.ui<UB2時,D2導通,導致uo下方被削平.

參考資料

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  1. ^ 电工电子技术 1. 清華大學出版社. 2010. ISBN 9787302200611. 
  2. ^ 电路与电子技术 2. 機械工業出版社. 2018. ISBN 9787111578789.