限幅器

波形整形电路是一种电子电路，它根据所施加的输入波形在输出端产生所需的形状。这些电路执行两个功能 −

• 衰减所施加的波
• 改变所施加波的直流电平。

波形整形电路有两种类型：限幅器和钳位器。在本章中，您将详细了解限幅器。

基于运算放大器的限幅器

限幅器是一种电子电路，它通过移除高于或低于参考值的输入部分来产生输出。这意味着，限幅器的输出将与输入的输出相同，但限幅部分除外。因此，限幅器输出的峰峰值幅度将始终小于输入的峰峰值幅度。

限幅器的主要优点是它们可以消除交流信号幅度中存在的不必要噪声。

根据输入的限幅部分，限幅器可分为以下两种类型。

• 正限幅器
• 负限幅器

这些将在下面详细讨论 −

正限幅器

正限幅器是仅限幅输入信号正部分的限幅器。

正限幅器的电路图如下图所示 −

在上图所示的电路中，正弦电压信号 $V_{t}$ 施加到运算放大器的非反相端。可以通过改变电阻器 $R_{2}$ 来选择参考电压 $V_{ref}$ 的值。

下面将解释上图所示电路的操作 −

• 如果输入电压 $V_i$ 的值小于参考电压 $V_{ref}$ 的值，则二极管 D₁ 导通。然后，上述电路充当电压跟随器。因此，上述电路的输出电压 $V_{0}$ 将与输入电压 $V_{i}$ 相同，其中 $V_{i}$ < $V_{ref}$。

• 如果输入电压 $V_{i}$ 的值大于参考电压 $V_{ref}$ 的值，则二极管 D₁ 将关闭。现在，由于反馈路径打开，运算放大器在开环中运行。因此，上述电路的输出电压 $V_{0}$ 将等于参考电压 $V_{ref}$ 的值，其中 $V_{i}$ > $V_{ref}$。

对于正参考电压 $V_{ref}$，正限幅器的输入波形和相应的输出波形如下图所示 −

负限幅器

负限幅器是仅限幅输入信号负部分的限幅器。您只需反转二极管并取参考电压的反极性，即可获得负限幅器的电路，就像您看到的正限幅器电路一样。

负限幅器的电路图如下图所示 −

在上述电路中，正弦电压信号 $V_{i}$ 施加到运算放大器的非反相端。可以通过改变电阻器 $R_{2}$ 来选择参考电压 $V_{ref}$ 的值。

负限幅电路的操作如下 −

如果输入电压 $V_{t}$ 的值大于参考电压 $V_{ref}$ 的值，则二极管 D₁ 导通。然后，上述电路充当电压跟随器。因此，对于$V_{i}$> $V_{ref}$，上述电路的输出电压 $V_{0}$ 将与输入电压 $V_{i}$ 的输出电压相同。

如果输入电压 $V_{i}$ 的值小于参考电压的值，则二极管 D₁ 将关闭。现在，由于反馈路径是开路的，运算放大器在开环中工作。因此，上述电路的输出电压 $V_{0}$ 将等于参考电压 $V_{ref}$ 的值，其中 $V_{i}$ < $V_{ref}$。

对于负参考电压 $V_{ref}$，负限幅器的 输入波形 和相应的 输出波形 如下图所示 −