基于二極管嵌位的折線近似電路的設(shè)計(jì)

摘 要：本文介紹一種基于二極管嵌位的折線近似電路。折線近似電路是諸多限幅電路中的一種，是一種隨著輸入信號(hào)幅度的增加壓縮量增加，輸入信號(hào)幅度的減小壓縮量減小的電路。其可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同的分壓電阻值來(lái)改變“折點(diǎn)”，從而改變輸入、輸出函數(shù)Vout=f（Vin）之間的關(guān)系，加大了電路的動(dòng)態(tài)范圍。具有靈活、高精度、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：二極管；折線；限幅；分壓

中圖分類(lèi)號(hào)：TN710.4

在電子電路的信號(hào)檢測(cè)和采集過(guò)程中，信號(hào)的幅度控制必不可少，在一些要求電路動(dòng)態(tài)范圍比較大的場(chǎng)合，需要一種能夠壓縮高幅信號(hào)而不影響低幅信號(hào)的電路，這種壓縮電路能夠根據(jù)輸入信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮量。本文介紹一種基于二極管嵌位的折線近似壓縮電路，這種電路可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同的分壓電阻阻值來(lái)改變“折點(diǎn)”，從而使電路達(dá)到自動(dòng)改變壓縮量的目的。

1 電路原理

二極管具有正向?qū)ㄌ匦?，在其兩端加正向電壓，?dāng)電壓很小時(shí)，管子不導(dǎo)通，處于“死區(qū)”狀態(tài)；當(dāng)所加正向電壓超過(guò)一定數(shù)值后，管子才導(dǎo)通，電壓再稍微增大，電流急劇增加。不同材料的二極管導(dǎo)通電壓不同，一般硅管0.5-0.7V左右，鍺管0.1-0.3V左右。

圖中，輸入Vin越高，增益越小；若輸入的電壓值0V5V，二極管D4、D5、D6全導(dǎo)通，因此輸出經(jīng)過(guò)R6和R15//R9//R8分壓，得到輸出電壓Vout=0.11Vin。

同理，若輸入的電壓值-1.545V

由此可見(jiàn)，隨著輸入電壓絕對(duì)值的增大，增益逐漸減小。

2 實(shí)驗(yàn)記錄以及分析

如圖5所示，若輸入一個(gè)較大幅度的三角波，觀察其輸出，會(huì)發(fā)現(xiàn)輸出波形明顯變成“折線”。由于受二極管、電阻等原件的個(gè)體差異，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算存在一定誤差，但分析發(fā)現(xiàn)，大體方向和趨勢(shì)均與理論值一致。

3 結(jié)論

綜上所述，基于二極管嵌位的折線近似電路，隨著輸入信號(hào)幅度的增加壓縮量加大，隨著輸入信號(hào)幅度的減小壓縮量減小，能夠根據(jù)輸入信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮量，使電路達(dá)到自動(dòng)改變壓縮量的目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：陜西烽火電子股份有限公司，西安 710075