浅谈限幅电路

网上有关限幅电路的讲述可谓是汗牛充栋，数不胜数，恰好最近工作中遇到到二极管并联限幅电路，正好对此做一个详细的解释，希望给新手一点思路，起到抛砖引玉的作用。

并联限幅电路从输入端来分无非两种，一种是同相输入的并联限幅电路，一种是反向输入的并联限幅电路。下面一一进行说明。

一、同相输入并联限幅电路

电路原理图如下图1：

 

我们假设D1、D2的正向电压为VF，反向击穿电压为VR，运放为正负电源供电为±VCC

将Vi分为两种情况，

1) Vi>0时，a）当D1、D2均不导通时，此时的就是标准的同向放大电路Vo=Vi*（R1/R2+1）；

b）当Vo比较大致使D1、D2导通，而D1、D2导通的临界点为：Vo=Vi+VF+VR,将Vo=Vi*R1/R2带入其中，可得Vi=（VF+VR）*R2/R1；限幅电路开始工作，将输出电压Vo限制在Vi+VR+VF，此时Vo=Vi+VR+VF；   

    Vi*（R1/R2+1）；Vi<VF+VR）*R2/R1

       综上，可得Vo=        

Vi+VR+VF；Vi≥VF+VR）*R2/R1

 

2) Vi<0时，同理 ;

由此可得Vo和Vi的传递函数图像图2；

 

 

由上图可知限幅电路启动后并非真的把幅值限定到某一固定的数值，而是限定了Vo的增长速度，把它斜率限定到了1，只有在运放到达电源电压附近时，输出电压才不会随输入电压Vi改变而一直保持为电源电压附近。                

 

二、反相输入并联限幅电路

 如图3

1) Vi>0时，a）当D1、D2均不导通时，此时的就是标准的反向放大电路Vo=-Vi*（R1/R2）；

b）当Vo比较大致使D1、D2导通，而D1、D2导通的临界点为：Vo=-（VF+VR）,将Vo=-Vi*（R1/R2）带入其中，可得Vi=（VF+VR）*R2/R1；限幅电路开始  工作，将输出电压Vo限制在-（VF+VR），此时Vo=-（VF+VR）；   

    -Vi*（R1/R2）；Vi<（VF+VR）*R2/R1

       综上，可得Vo=        

                   -（VF+VR）；  Vi≥（VF+VR）*R2/R1

2) Vi<0时，同理 ;

由此可得Vo和Vi的传递函数图像，如图4

                 

该图和我们平时直观的限幅电路是相一致的。

注：文中的两个串联二极管是可以有其他的连接方式的，比如反并联、多个串联等等，总之根据实际的需求选择不同的连接方式，公式中的VF、VR也换成相应的具体数值。