名家講解:解析二極管電路限幅電路及其故障檢測
發布時間:2014-12-24 責任編輯:echolady
【導讀】erjiguanzaidianluzhongbeizuoweifanxiangzuduanlaishiyong,zhengshiyouyuerjiguanrongxudianliucongyigefangxiangliuguodetedian。liyongerjiguandeliangzhonggongzuozhuangtai,nenggouxingchengxianfudianlu。dangxianfudianluchuxianguzhangshi,yougairuhechuline?qingtingzhuanjiazenmeshuo。
限xian幅fu電dian路lu是shi指zhi對dui電dian路lu中zhong某mou一yi點dian信xin號hao幅fu度du大da小xiao進jin行xing限xian製zhi,如ru果guo信xin號hao沒mei有you達da到dao規gui定ding的de大da小xiao,那na麼me限xian幅fu電dian路lu就jiu不bu會hui工gong作zuo。這zhe一yi過guo程cheng就jiu稱cheng為wei二er極ji管guan限xian幅fu電dian路lu。

圖1:二極管限幅電路
如圖1所示是二極管限幅電路。在電路中,A1是集成電路(一種常用元器件),VT1和VT2是三極管(一種常用元器件),R1和R2是電阻器,VD1~VD6是二極管。對電路中VD1和VD2作用分析的思路主要說明下列幾點:
從電路中可以看出,VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6兩組二極管的電路結構一樣,這兩組二極管在這一電路中所起的作用是相同的,所以隻要分析其中一組二極管電路工作原理即可。
集成電路A1的①腳通過電阻R1與三極管VT1基極相連,顯然R1是信號傳輸電阻,將①腳上輸出信號通過R1加到VT1基極,由於在集成電路A1的①腳與三極管VT1基極之間沒有隔直電容,根據這一電路結構可以判斷,集成電路A1的①腳是輸出信號引腳,而且輸出直流和交流的複合信號。確定集成電路A1的①腳是信號輸出引腳的目的是為了判斷二極管VD1在電路中的具體作用。
集成電路的①腳輸出的直流電壓顯然不是很高,沒有高到讓外接的二極管處於導通狀態,理由是:如果集成電路A1的①腳輸出的直流電壓足夠高,那麼VD1、VD2和VD3導通,其導通後的內阻很小,這樣會將集成電路A1的①腳輸出的交流信號分流到地,對信號造成衰減,顯然這一電路中不需要對信號進行這樣的衰減,所以從這個角度分析得到的結論是:集成電路A1的①腳輸出的直流電壓,不會高到讓VD1、VD2和VD3導通的程度。
從集成電路A1的①腳輸出的是直流和交流疊加信號,通過電阻R1與三極管VT1基極,VT1是NPN型三極管,如果加到VT1基極的正半周交流信號幅度出現很大的現象,會使VT1的基極電壓很大而有燒壞VT1的危險。加到VT1基極的交流信號負半周信號幅度很大時,對VT1沒有燒壞的影響,因為VT1基極上負極性信號使VT1基極電流減小。
通過上述電路分析思路可以初步判斷,電路中的VD1、VD2、VD3是限幅保護二極管電路,防止集成電路A1的①腳輸出的交流信號正半周幅度太大而燒壞VT1。
從上述思路出發對VD1、VD2、VD3二極管電路進一步分析,分析如果符合邏輯,可以說明上述電路分析思路是正確的。
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二極管限幅電路
分析各種限幅電路工作是有方法的,將信號的幅度分兩種情況:
第一種情況,信號幅度比較小時的電路工作狀態,即信號幅度沒有大到讓限幅電路動作的程度,這時限幅電路不工作。
第di二er種zhong情qing況kuang,信xin號hao幅fu度du比bi較jiao大da時shi的de電dian路lu工gong作zuo狀zhuang態tai,即ji信xin號hao幅fu度du大da到dao讓rang限xian幅fu度du電dian路lu動dong作zuo的de程cheng度du,這zhe時shi限xian幅fu電dian路lu工gong作zuo,將jiang信xin號hao幅fu度du進jin行xing限xian製zhi。

圖2 集成電路A1的①腳上信號波形示意圖
用畫出信號波形的方法分析電路工作原理有時相當管用,用於分析限幅電路尤其有效,如圖2所示是電路中集成電路A1的①腳上信號波形示意圖。
圖中,U1是集成電路A1的①腳輸出信號中的直流電壓,①腳輸出信號中的交流電壓是“騎”在這一直流電壓上的。U2是限幅電壓值。
結合上述信號波形來分析這個二極管限幅電路,當集成電路A1的①腳輸出信號中的交流電壓比較小時,交流信號的正半周加上直流輸出電壓U1,也沒有達到VD1、VD2和VD3導通的程度,所以各二極管全部截止,對①腳輸出的交流信號沒有影響,交流信號通過R1加到VT1中。
假設集成電路A1的①腳輸出的交流信號其正半周幅度在某期間很大,見圖2中的信號波形,由於此時交流信號的正半周幅度,加上直流電壓已超過二極管VD1、VD2和VD3正向導通的電壓值,如果每隻二極管的導通電壓是0.7V,那麼3隻二極管的導通電壓是2.1V。由於3隻二極管導通後的管壓降基本不變,即集成電路A1的①腳最大為2.1V,所以交流信號正半周超出部分被去掉(限製),其超出部分信號其實降在了集成電路A1的①腳內電路中的電阻上(圖2中未畫出)。
當集成電路A1的①腳直流和交流輸出信號的幅度小於2.1V時,這一電壓又不能使3隻二極管導通,這樣3隻二極管再度從導通轉入截止狀態,對信號沒有限幅作用。
對於這一電路的具體分析細節說明如下。
集成電路A1的①腳輸出的負半周大幅度信號不會造成VT1過電流,因為負半周信號隻會使NPN型三極管的基極電壓下降,基極電流減小,所以無須加入對於負半周的限幅電路。
shangmianjieshaodeshidanxiangxianfudianlu,zhezhongxianfudianluzhinengduixinhaodezhengbanzhouhuofubanzhoudaxinhaobufenjinxingxianfu,duilingyibanzhouxinhaobuxianfu。lingyizhongshishuangxiangxianfudianlu,tanengtongshiduizheng、負半周信號進行限幅。
引起信號幅度異常增大的原因是多種多樣的,例如偶然的因素(如電源電壓的波動)導致信號幅度在某瞬間增大許多,外界的大幅度幹擾脈衝竄入電路也是引起信號某瞬間異常增大的常見原因。
3隻二極管VD1、VD2和VD3導通之後,集成電路A1的①腳上的直流和交流電壓之和是2.1V,這一電壓通過電阻R1加到VT1基極,這也是VT1最高的基極電壓,這時的基極電流也是VT1最大的基極電流。
由於集成電路A1的①腳和②腳外電路一樣,所以其外電路中的限幅保護電路工作原理一樣,分析電路時隻要分析一個電路即可。
根據串聯電路特性可知,串聯電路中的電流處處相等,這樣可以知道VD1、VD2和VD3三隻串聯二極管導通時同時導通,否則同時截止,絕不會出現串聯電路中的某隻二極管導通而某幾隻二極管截止的現象。
故障檢測方法和電路故障分析
對(dui)這(zhe)一(yi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)二(er)極(ji)管(guan)故(gu)障(zhang)檢(jian)測(ce),主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)萬(wan)用(yong)表(biao)歐(ou)姆(mu)檔(dang)在(zai)路(lu)測(ce)量(liang)其(qi)正(zheng)向(xiang)和(he)反(fan)向(xiang)電(dian)阻(zu)大(da)小(xiao),因(yin)為(wei)這(zhe)一(yi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)二(er)極(ji)管(guan)不(bu)工(gong)作(zuo)在(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)路(lu)中(zhong),所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)測(ce)量(liang)二(er)極(ji)管(guan)兩(liang)端(duan)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)降(jiang)的(de)方(fang)法(fa)不(bu)合(he)適(shi)。
這zhe一yi電dian路lu中zhong二er極ji管guan出chu現xian故gu障zhang的de可ke能neng性xing較jiao小xiao,因yin為wei它ta們men工gong作zuo在zai小xiao信xin號hao狀zhuang態tai下xia。如ru果guo電dian路lu中zhong有you一yi隻zhi二er極ji管guan出chu現xian開kai路lu故gu障zhang時shi,電dian路lu就jiu沒mei有you限xian幅fu作zuo用yong,將jiang會hui影ying響xiang後hou級ji電dian路lu的de正zheng常chang工gong作zuo。
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