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單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?

發(fā)布時(shí)間:2021-05-12 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢栽O(shè)計(jì)出好玩、實(shí)用的電路。分享本文,分析限幅電路和鉗位電路,是如何用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
  
利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢栽O(shè)計(jì)出好玩、實(shí)用的電路。分享本文,分析限幅電路和鉗位電路,是如何用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
 
限幅電路
如下圖所示,當(dāng)在正半周期,并且VIN大于等于0.7V,二極管正向?qū)?。此時(shí),VOUT會(huì)被鉗位在0.7V上。
 
而當(dāng)VIN小于0.7V時(shí)二極管是截止?fàn)顟B(tài),在負(fù)半周期時(shí)相當(dāng)于電流反向,二極管也是截至狀態(tài),此時(shí)VOUT=VIN,VOUT波形跟隨VIN變化。
 
 單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
限輻電路示意圖
 
根據(jù)上面限輻電路的原理,可以設(shè)計(jì)如下雙向限輻電路。
 
 單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
雙向限輻電路示意圖
 
然而有時(shí)候0.7V電壓不能滿足要求,那么,怎么產(chǎn)生不同大小的限幅電壓?
 
在電路中加入偏置電壓VBIAS,只有當(dāng)VIN大于等于VBIAS時(shí)二極管才能導(dǎo)通。此時(shí)VOUT被鉗位,其值是0.7V+VBIAS,如下圖所示。
 
單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
偏壓限幅電路示意圖
 
鉗位電路
下面是二極管結(jié)合電容實(shí)現(xiàn)的鉗位電路。分析中不考慮二極管的導(dǎo)通壓降,假設(shè)RC時(shí)間常數(shù)足夠大,從而使輸出波形不會(huì)失真。
 
鉗位電路原理
當(dāng)輸入Vin在負(fù)半周期為負(fù)時(shí),電流如下圖中紅色箭頭所示。二極管導(dǎo)通,電容逐漸充電至V,在此過(guò)程中Vout=0。
 
當(dāng)輸入Vin在正半周為正時(shí),電流如藍(lán)色箭頭所示。二極管截止,Vout等于電容上電壓加上正半周電壓V,此時(shí)Vout=2V。
 
單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
鉗位電路原理
 
偏壓鉗位電路
跟限幅電路類似的,為了獲得所需要的鉗位值,要在電路中加入偏置電壓,如下圖所示。
 
單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
偏壓鉗位電路
 
當(dāng)所加的偏壓與二極管導(dǎo)通方向一致,鉗位值會(huì)提高V1,Vout=2V+V1。
 
雙向二極管鉗位電路應(yīng)用舉例
在某些電路中會(huì)利用兩個(gè)二極管的鉗位作用進(jìn)行保護(hù),如下圖所示,假設(shè)0.7V為D1和D2的導(dǎo)通電壓。
 
Vin大于等于Vmax,D1導(dǎo)通,Vout會(huì)被鉗位在Vmax
Vin小于等于Vmin時(shí),Vout被鉗位在Vmin
 
單片機(jī)中如何用二極管實(shí)現(xiàn)不同電壓的輸出?
二極管鉗位保護(hù)電路

 
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