钳位器（电子）

削波器是电路中**二极管**和**负载电阻**的组合，它们根据要求用于将输出波形向上或向下削减到特定电平。

或

削波器是用于削去波形的一部分而不扭曲波形其余部分的电路。削波器也称为切片器。

削波器的类型

削波器的类型根据二极管与输入电压和负载的连接和方向进行分类。有三种类型的削波器：**串联削波器、并联削波器**和**双削波器**。串联和并联削波器进一步分为正削波器和负削波器。

串联削波器

二极管串联负载电阻的削波器电路称为串联削波器。它削去输入波形的负半周或正半周。串联削波器的连接如下图所示。

输入波形可以是正弦波或非正弦波。但大多数电路具有正弦输入波，如下所示。

正向串联削波器

正向串联削波器用于削去输入波形的正半部分。正向串联削波器电路如下图所示。

对于输入正弦波的正半周期，二极管反向偏置。这是因为正输入接触二极管的负极。因此，对于正半周期没有输出，它被削去。同样，对于输入正弦波的负半周期，二极管正向偏置，并以与输入电压成比例的电压导通。

对于理想二极管，方程为：

Vo = 0, Vin > 0

Vo = Vin, Vin < = 0

波形如下图所示。

注意：二极管导通的区域称为传输区域，二极管截止的区域称为限制区域。

但是，如果二极管不是理想二极管，则方程为：

Vo = 0, Vin > = -0.7V

Vo = Vin + 0.7, Vin < = - 0.7V

其中，

0.7V 是硅二极管的默认导通电压。这里是负值，因为二极管的连接方向相反。

正向和负向串联削波器都基于相同的概念，除了二极管的方向不同。

理想二极管的传输特性如下图所示。

非理想二极管的传输特性如下图所示。

负向串联削波器

负向串联削波器用于削去输入波形的负半部分。

负向串联削波器电路如下图所示。

对于输入正弦波的正半周期，二极管正向偏置并导通。这是因为正输入接触二极管的正极。因此，正半周期的输出与输入电压成正比。类似地，对于输入正弦波的负半周期，二极管反向偏置且不导通。因此，负半周期没有输出，它被削去。

对于理想二极管，方程为：

Vo = Vin, Vin > = 0

Vo = 0, Vin < 0

输出波形如下图所示。

但是，如果二极管不是理想二极管，则方程为：

Vo = Vin - 0.7, Vin > 0.7V

Vo = 0, Vin < = 0.7V

其中，

0.7V 是硅二极管的默认导通电压。

上述削波器用于削去波形的正半部分或负半部分。但是，它不能根据我们的要求将输入波形削去到特定电平。可以通过在负载串联插入**参考电压**来实现。让我们详细讨论一下。

带参考电压的串联削波器

串联削波器可用于在参考电压上方或下方进行削波。

在参考电压上方削波

电路如下图所示

这是相同的正向串联削波器电路，除了连接有负载 RL 的参考电压。可以通过调整参考电压或在负载电阻串联添加其他电压来控制输出。设参考电压为 VR，输入电压为 Vin。

工作方式

当 Vin 小于 VR 时，二极管 D 正向偏置并表现为**短路**。在这种情况下，输出电压等于输入电压（Vo = Vin）。

电路将显示为：

当 Vin 大于 VR 时，二极管 D 反向偏置并表现为**开路**。在这种情况下，没有电流流过，输出电压等于参考电压（Vo = VR）。

电路将显示为：

参考电压上方串联削波器的输入和输出波形如下图所示。

这表明输入波形的一部分被削去了。我们可以通过调整参考电压值来调整削去的范围。

在参考电压下方削波

两个带参考电压的削波器之间的区别在于二极管的**方向**。电路如下图所示。

这是相同的负向串联削波器电路，除了连接在负载 RL 串联的参考电压。

工作方式

当 Vin 小于 VR 时，二极管 D 反向偏置并表现为**开路**。在这种情况下，没有电流流过，输出电压等于参考电压（Vo = VR）。

电路将显示为：

当 Vin 大于 VR 时，二极管 D 正向偏置并表现为**短路**。在这种情况下，输出电压等于输入电压（Vo = Vin）。

电路将显示为：

参考电压上方串联削波器的输入和输出波形如下图所示。

这表明低于参考电压的部分被削去了。我们可以根据需要调整参考电压。

并联削波器

二极管并联负载的削波器电路称为并联削波器。它也削去输入波形的负半周或正半周。有两种类型的并联削波器：正向并联削波器和负向并联削波器。

正向并联削波器

正向并联削波器用于削去输入波形的正半部分。二极管和负载电阻的并联连接如下图所示。

工作方式

在输入电压的正半周期，二极管正向偏置并表现为短路。由短路产生的单一路径会通过所有电流。它不允许电流通过负载电阻。因此，输出电压为零。正向并联削波器的输出波形的正周期被削去，如下图所示。

在输入电压的负半周期，二极管反向偏置并表现为开路。由开路产生的路径允许电流通过负载电阻。因此，输出电压为：

Vo = Vin R/ (RL + R1) for Vin < 0

Vo = 0 for Vin > 0

输出波形的负周期产生所需的输出。

负向并联削波器

负向并联削波器用于削去输入波形的负半部分。

二极管和负载电阻的并联连接如下图所示。

工作方式

在正向 Vin 时，二极管反向偏置并表现为开路。由开路产生的路径允许电流通过负载电阻。因此，输出电压为：

Vo = Vin R/ (RL + R1) for Vin < 0

在负向 Vin 时，二极管正向偏置并表现为短路。由短路产生的单一路径会通过所有电流，它不允许电流通过负载电阻。因此，输出电压为零。

Vo = 0 for Vin > 0

输出波形的负周期被削去，如下图所示。

双削波器

双削波器是一种组合削波器，其中两个二极管和负载电阻相互并联。当需要削去输入周期中的正负部分时使用。

双削波器的电路如下图所示。

工作方式

在输入电压的正半周期，二极管 D1 正向偏置，二极管 D2 反向偏置。因此，+V1（参考电压）将出现在削波器的输出端。二极管 D1 保持正向状态，直到输入信号电压大于 +V1。在负半周期，二极管 D1 反向偏置，二极管 D2 正向偏置。二极管 D2 保持正向状态，直到输入信号电压大于 +V1。因此，-V2（参考电压）将出现在削波器的输出端。

输出波形如下图所示。

削波器的优点

削波器的优点如下：

• 它用于削去输入波形所需的部分。
• 它能去除信号波形幅度中的噪声。
• 它用作防止高压尖峰的保护装置。
• 它在不干扰波形其余部分的情况下削去输入波形的一部分。

削波器通常用于削去输入波形的一部分。例如，在调频晶体管中的削波器用于去除电路中的多余纹波和噪声。

削波器的缺点

削波器的缺点如下：

• 串联和并联削波器中的二极管在导通和截止状态下都能很好地工作。但在高频应用中，二极管电容会对削波器的工作产生不利影响。
• 二极管上的压降会扭曲信号。