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  • 二極管的7種用法
    • 发布时间:2019-12-03 15:42:22
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    二極管的7種用法
    许多初学者对二極管很“熟悉”,提起二極管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二極管的其他特性和应用了解不多,熟悉上也认为掌握了二極管的单向导电特性,就能分析二極管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二極管电路工作原理的分析,许多二極管电路无法用单向导电特性来注释其工作原理。
    二極管除单向导电特性外,另有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二極管所构成电路的工作原理,而需要掌握二極管更多的特性才能正确分析这些电路,比方二極管构成的浅易直流稳压电路,二極管构成的温度补偿电路等。
    二極管浅易直流稳压电路及故障处理
    二極管浅易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简朴,成本低,所以应用比较广泛。
    二極管浅易稳压电路中主要利用二極管的管压降基本不变特性。
    二極管的管压降特性:二極管导通后其管压降基本不变,对硅二極管而言这一管压降是0.6V左右,对锗二極管而言是0.2V左右。
    如图9-40所示是由普通3只二極管构成的浅易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二極管,它们串联起来后构成一个浅易直流电压稳压电路。
    二極管
    图9-40 3只普通二極管构成的浅易直流稳压电路
    1.電路分析思路說明
    分析一個從沒有見過的電路工作原理是困難的,對基礎知識不全面的初學者而言就更加困難了。
    關于這一電路的分析思路主要說明以下。
    (1)从电路中可以看出3只二極管串联,根据串联电路特性可知,这3只二極管如果导通会同时导通,如果停止会同时停止。
    (2)根据二極管是否导通的判定原则分析,在二極管的正极接有比负极高得多的电压,无论是直流仍是交流的电压,此时二極管均处于导通状态。从电路中可以看出,在VD1正极通过電阻R1接电路中的直流工作电压+V,VD3的负极接地,这样在3只串联二極管上加有足够大的正向直流电压。由此分析可知,3只二極管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。
    (3)从电路中还可以看出,3只二極管上没有加入交流信号电压,因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量電容C1,将A点的任何交流电压旁路到地端。
    2.二極管能够稳定直流电压原理说明
    电路中,3只二極管在直流工作电压的正向偏置作用下导通,导通后对这一电路的作用是稳定了电路中A点的直流电压。
    众所周知,二極管内部是一个PN结的结构,PN结除单向导电特性之外另有许多特性,其中之一是二極管导通后其管压降基本不变,对于常用的硅二極管而言导通后正极与负极之间的电压降为0.6V。
    根据二極管的这一特性,可以很方便地分析由普通二極管构成的浅易直流稳压电路工作原理。3只二極管导通之后,每只二極管的管压降是0.6V,那么3只串联之后的直流电压降是0.6×3=1.8V。
    3.故障檢測方法
    检测这一电路中的3只二極管最为有效的方法是测量二極管上的直流电压,如图9-41所示是测量时接线示意图。如果测量直流电压结果是1.8V左右,说明3只二極管工作正常;如果测量直流电压结果是0V,要测量直流工作电压+V是否正常和電阻R1是否开路,与3只二極管无关,因为3只二極管同时击穿的可能性较小;如果测量直流电压结果大于1.8V,检查3只二極管中有一只开路故障。
    二極管
    图9-41 测量二極管上直流电压接线示意图
    4.電路故障分析
    如表9-40所示是这一二極管电路故障分析
    二極管
    5.電路分析細節說明
    关于上述二極管浅易直流电压稳压电路分析细节说明以下。
    (1)在电路分析中,利用二極管的单向导电性可以知道二極管处于导通状态,但是并不能说明这几只二極管导通后对电路有什么具体作用,所以只利用单向导电特性还不能够正确分析电路工作原理。
    (2)二極管众多的特性中只有导通后管压降基本不变这一特性能够最为公道地注释这一电路的作用,所以依据这一点可以确定这一电路是为了稳定电路中A点的直流工作电压。
    (3)電路中有多只元器件時,一定要設法搞清楚實現電路功能的主要元器件,然後圍繞它進行展開分析。分析中運用該元器件主要特性,進行公道解釋。
    二極管温度补偿电路及故障处理
    众所周知,PN结导通后有一个约为0.6V(指硅材料PN结)的压降,同时PN结另有一个与温度相关的特性:PN结导通后的压降基本不变,但不是不变,PN结两端的压降随温度升高而略有下降,温度愈高其下降的量愈多,当然PN结两端电压下降量的绝对值对于0.6V而言相当小,利用这一特性可以构成温度补偿电路。如图9-42所示是利用二極管温度特性构成的温度补偿电路。
    二極管
    图9-42 二極管温度补偿电路
    對于初學者來講,看不懂電路中VT1等元器件構成的是一種放大器,這對分析這一電路工作原理不利。在電路分析中,熟悉VT1等元器件所構成的單元電路功能,對分析VD1工作原理有著積極意義。了解了單元電路的功能,一切電路分析便可以圍繞它進行展開,做到有的放矢、事半功倍。
    1.需要了解的深層次電路工作原理
    分析這一電路工作原理需要了解下列兩個深層次的電路原理。
    (1)VT1等构成一种放大器电路,对于放大器而言要求它的工作稳定性好,其中有一条就是温度高低变化时三極管的静态电流不能改变,即VT1基极电流不能随温度变化而改变,否则就是工作稳定性不好。了解放大器的这一温度特性,对理解VD1构成的温度补偿电路工作原理非常主要。
    (2)三極管VT1有一个与温度相关的不良特性,即温度升高时,三極管VT1基极电流会增大,温度愈高基极电流愈大,反之则小,显然三極管VT1的温度稳定性能不好。由此可知,放大器的温度稳定性能不良是由于三極管温度特性造成的。
    2.三極管偏置电路分析
    电路中,三極管VT1工作在放大状态时要给它一定的直流偏置电压,这由偏置电路来完成。电路中的R1、VD1和R2构成分压式偏置电路,为三極管VT1基极提供直流工作电压,基极电压的大小决定了VT1基极电流的大小。如果不考虑温度的影响,而且直流工作电压+V的大小不变,那么VT1基极直流电压是稳定的,则三極管VT1的基极直流电流是不变的,三極管可以稳定工作。
    在分析二極管VD1工作原理时还要搞清楚一点:VT1是NPN型三極管,其基极直流电压高,则基极电流大;反之则小
    3.二極管VD1温度补偿电路分析
    根据二極管VD1在电路中的位置,对它的工作原理分析思路主要说明下列几点:
    (1)VD1的正极通过R1与直流工作电压+V相连,而它的负极通过R2与地线相连,这样VD1在直流工作电压+V的作用下处于导通状态。理解二極管导通的要点是:正极上电压高于负极上电压。
    (2)利用二極管导通后有一个0.6V管压降来注释电路中VD1的作用是行不通的,因为通过调整R1和R2的阻值大小可以达到VT1基极所需要的直流工作电压,根本没有必要通过串入二極管VD1来调整VT1基极电压大小。
    (3)利用二極管的管压降温度特性可以正确注释VD1在电路中的作用。假设温度升高,根据三極管特性可知,VT1的基极电流会增大一些。当温度升高时,二極管VD1的管压降会下降一些,VD1管压降的下降导致VT1基极电压下降一些,结果使VT1基极电流下降。由上述分析可知,加入二極管VD1后,原来温度升高使VT1基极电流增大的,现在通过VD1电路可以使VT1基极电流减小一些,这样起到稳定三極管VT1基极电流的作用,所以VD1可以起温度补偿的作用。
    (4)三極管的温度稳定性能不良还表现为温度下降的过程中。在温度低落时,三極管VT1基极电流要减小,这也是温度稳定性能不好的表现。接入二極管VD1后,温度下降时,它的管压降稍有升高,使VT1基极直流工作电压升高,结果VT1基极电流增大,这样也能补偿三極管VT1温度下降时的不稳定。
    4.電路分析細節說明
    電路分析的細節說明以下。
    (1)在电路分析中,若能运用元器件的某一特性去公道地注释它在电路中的作用,说明电路分析很可能是正确的。比方,在上述电路分析中,只能用二極管的温度特性才能公道注释电路中VD1的作用。
    (2)溫度補償電路的溫度補償是雙向的,即能夠補償由于溫度升高或低落而引起的電路工作的不穩定性。
    (3)分析溫度補償電路工作原理時,要假設溫度的升高或低落變化,然後分析電路中的反應過程,得到正確的電路反饋結果。在實際電路分析中,可以只設溫度升高進行電路補償的分析,不必再分析溫度低落時電路補償的情況,因爲溫度低落的電路分析思路、過程是相似的,只是電路分析的每一步變化相反。
    (4)在上述電路分析中,VT1基極與發射極之間PN結(發射結)的溫度特性與VD1溫度特性相似,因爲它們都是PN結的結構,所以溫度補償的結果比較好。
    (5)在上述电路中的二極管VD1,对直流工作电压+V的大小波动无稳定作用,所以不能补偿由直流工作电压+V大小波动造成的VT1管基极直流工作电流的不稳定性。
    5.故障檢測方法和電路故障分析
    这一电路中的二極管VD1故障检测方法比较简朴,可以用万用表欧姆档在路测量VD1正向和反向電阻大小的方法。
    当VD1出现开路故障时,三極管VT1基极直流偏置电压升高许多,导致VT1管进入饱和状态,VT1可能会发烧,严重时会烧坏VT1。如果VD1出现击穿故障,会导致VT1管基极直流偏置电压下降0.6V,三極管VT1直流工作电流减小,VT1管放大能力减小或进入停止状态。
    二極管控制电路及故障处理
    二極管导通之后,它的正向電阻大小随电流大小变化而有微小改变,正向电流愈大,正向電阻愈小;反之则大。
    利用二極管正向电流与正向電阻之间的特性,可以构成一些自动控制电路。如图9-43所示是一种由二極管构成的自动控制电路,又称ALC电路(自动电平控制电路),它在磁性录音设备中(如卡座)的录音电路中经常应用。
    二極管
    图9-43 二極管构成的自动控制电路
    1.電路分析准備知識說明
    二極管的单向导电特性只是说明了正向電阻小、反向電阻大,没有说明二極管导通后另有哪些具体的特性。
    二極管正向导通之后,它的正向電阻大小还与流过二極管的正向电流大小相关。尽管二極管正向导通后的正向電阻比较小(相对反向電阻而言),但是如果增加正向电流,二極管导通后的正向電阻还会进一步下降,即正向电流愈大,正向電阻愈小,反之则大。
    不熟悉電路功能對電路工作原理很不利,在了解電路功能的背景下能有的放矢地分析電路工作原理或電伦ㄐ某元器件的作用。
    ALC电路在录音机、卡座的录音卡中,录音时要对录音信号的大小幅度进行控制,了解下列几点具体的控制要求有助于分析二極管VD1自动控制电路。
    (1)在錄音信號幅度較小時,不控制錄音信號的幅度。
    (2)當錄音信號的幅度大到一定程度後,開始對錄音信號幅度進行控制,即對信號幅度進行衰減,對錄音信號幅度控制的電路就是ALC電路。
    (3)ALC電路進入控制狀態後,要求錄音信號愈大,對信號的衰減量愈大。
    通過上述說明可知,電路分析中要求自己有比較全面的知識面,這需要在不斷的學習中日積月累。
    2.電路工作原理分析思路說明
    關于這一電路工作原理的分析思路主要說明下列幾點:
    (1)如果沒有VD1這一支路,從第一級錄音放大器輸出的錄音信號全部加到第二級錄音放大器中。但是,有了VD1這一支路之後,從第一級錄音放大器輸出的錄音信號有可能會經過C1和導通的VD1流到地端,形成對錄音信號的分流衰減。
    (2)电路分析的第二个关键是VD1这一支路对第一级录音放大器输出信号的对地分流衰减的具体情况。显然,支路中的電容C1是一只容量较大的電容(C1电路符号中标出极性,说明C1是电解電容,而电解電容的容量较大),所以C1对录音信号呈通路,说明这一支路中VD1是对录音信号进行分流衰减的关键元器件。
    (3)從分流支路電路分析中要明白一點:從第一級錄音放大器輸出的信號,如果從VD1支路分流得多,那麽流入第二級錄音放大器的錄音信號就小,反之則大。
    (4)VD1存在導通與停止兩種情況,在VD1停止時對錄音信號無分流作用,在導通時則對錄音信號進行分流
    (5)在VD1正极上接有電阻R1,它给VD1一个控制电压,显然这个电压控制着VD1导通或停止。所以,R1送来的电压是分析VD1导通、停止的关键所在。
    分析这个电路最大的困难是在VD1导通后,利用了二極管导通后其正向電阻与导通电流之间的关系特性进行电路分析,即二極管的正向电流愈大,其正向電阻愈小,流过VD1的电流愈大,其正极与负极之间的電阻愈小,反之则大。
    3.控制電路的一般分析方法說明
    对于控制电路的分析通常要分成多种情况,比方将控制信号分成大、中、小等几种情况。就这一电路而言,控制电压Ui对二極管VD1的控制要分成下列几种情况。
    (1)电路中没有录音信号时,直流控制电压Ui为0,二極管VD1停止,VD1对电路工作无影响,第一级录音放大器输出的信号可以全部加到第二级录音放大器中。
    (2)当电路中的录音信号较小时,直流控制电压Ui较小,没有大于二極管VD1的导通电压,所以不足以使二極管VD1导通,此时二極管VD1对第一级录音放大器输出的信号也没有分流作用。
    (3)当电路中的录音信号比较大时,直流控制电压Ui较大,使二極管VD1导通,录音信号愈大,直流控制电压Ui愈大,VD1导通程度愈深,VD1的内阻愈小。
    (4)VD1导通后,VD1的内阻下降,第一级录音放大器输出的录音信号中的一部分通过電容C1和导通的二極管VD1被分流到地端,VD1导通愈深,它的内阻愈小,对第一级录音放大器输出信号的对地分流量愈大,实现自动电平控制。
    (5)二極管VD1的导通程度受直流控制电压Ui控制,而直流控制电压Ui随着电路中录音信号大小的变化而变化,所以二極管VD1的内阻变化实际上受录音信号大小控制。
    4.故障檢測方法和電路故障分析
    对于这一电路中的二極管故障检测最好的方法是进行代替检查,因为二極管如果性能不好也会影响到电路的控制效果。
    当二極管VD1开路时,不存在控制作用,这时大信号录音时会出现声音一会儿大一会儿小的升沉状失真,在录音信号很小时录音能够正常。
    当二極管VD1击穿时,也不存在控制作用,这时录音声音很小,因为录音信号被击穿的二極管VD1分流到地了。
    二極管最基本的工作状态是导通和停止两种,利用这一特性可以构成限幅电路。所谓限幅电路就是限制电伦ㄐ某一点的信号幅度大小,让信号幅度大到一定程度时,不让信号的幅度再增大,当信号的幅度没有达到限制的幅度时,限幅电路不工作,具有这种功能的电路称为限幅电路,利用二極管来完成这一功能的电路称为二極管限幅电路。
    如图9-44所示是二極管限幅电路。在电路中,A1是集成電路(一种常用元器件),VT1和VT2是三極管(一种常用元器件),R1和R2是電阻器,VD1~VD6是二極管。
    二極管
    图9-44 二極管限幅电路
    對電路中VD1和VD2作用分析的思路主要說明下列幾點:
    (1)从电路中可以看出,VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6两组二極管的电路结构一样,这两组二極管在这一电路中所起的作用是相同的,所以只要分析其中一组二極管电路工作原理便可。
    (2)集成電路A1的①脚通过電阻R1与三極管VT1基极相连,显然R1是信号传输電阻,将①脚上输出信号通过R1加到VT1基极,由于在集成電路A1的①脚与三極管VT1基极之间没有隔直電容,根据这一电路结构可以判定:集成電路A1的①脚是输出信号引脚,而且输出直流和交流的复合信号。确定集成電路A1的①脚是信号输出引脚的目的是为了判定二極管VD1在电路中的具体作用。
    (3)集成電路的①脚输出的直流电压显然不是很高,没有高到让外接的二極管处于导通状态,来由是:如果集成電路A1的①脚输出的直流电压足够高,那么VD1、VD2和VD3导通,其导通后的内阻很小,这样会将集成電路A1的①脚输出的交流信号分流到地,对信号造成衰减,显然这一电路中不需要对信号进行这样的衰减,所以从这个角度分析得到的结论是:集成電路A1的①脚输出的直流电压不会高到让VD1、VD2和VD3导通的程度。
    (4)从集成電路A1的①脚输出的是直流和交流叠加信号,通过電阻R1与三極管VT1基极,VT1是NPN型三極管,如果加到VT1基极的正半周交流信号幅度出现很大的现象,会使VT1的基极电压很大而有烧坏VT1的危险。加到VT1基极的交流信号负半周信号幅度很大时,对VT1没有烧坏的影响,因为VT1基极上负极性信号使VT1基极电流减小。
    (5)通过上述电路分析思路可以初步判定,电路中的VD1、VD2、VD3是限幅保护二極管电路,防止集成電路A1的①脚输出的交流信号正半周幅度太大而烧坏VT1。
    从上述思路出发对VD1、VD2、VD3二極管电路进一步分析,分析如果符合逻辑,可以说明上述电路分析思路是正确的。
    分析各種限幅電路工作是有方法的,將信號的幅度分兩種情況:
    (1)信號幅度比較小時的電路工作狀態,即信號幅度沒有大到讓限幅電路動作的度,這時限幅電路不工作。
    (2)信號幅度比較大時的電路工作狀態,即信號幅度大到讓限幅度電路動作的程度,這時限幅電路工作,將信號幅度進行限制。
    用畫出信號波形的方法分析電路工作原理有時相當管用,用于分析限幅電路尤其有效如圖9-45所示是電路中集成電路A1的①腳上信號波形示意圖。
    二極管
    图9-45 集成電路A1的①脚上信号波形示意图
    圖中,U1是集成電路A1的①腳輸出信號中的直流電壓,①腳輸出信號中的交流電壓是“騎”在這一直流電壓上的。U2是限幅電壓值。
    结合上述信号波形来分析这个二極管限幅电路,当集成電路A1的①脚输出信号中的交流电压比较小时,交流信号的正半周加上直流输出电压U1也没有达到VD1、VD2和VD3导通的程度,所以各二極管全部停止,对①脚输出的交流信号没有影响,交流信号通过R1加到VT1中。
    假设集成電路A1的①脚输出的交流信号其正半周幅度在某期间很大,见图8-12中的信号波形,由于此时交流信号的正半周幅度加上直流电压已超过二極管VD1、VD2和VD3正向导通的电压值,如果每只二極管的导通电压是0.7V,那么3只二極管的导通电压是2.1V。由于3只二極管导通后的管压降基本不变,即集  成电路A1的①脚最大为2.1V,所以交流信号正半周超出部分被去掉(限制),其超出部分信号实在降在了集成電路A1的①脚内电路中的電阻上(图中未画出)。
    当集成電路A1的①脚直流和交流输出信号的幅度小于2.1V时,这一电压又不能使3只二極管导通,这样3只二極管再度从导通转入停止状态,对信号没有限幅作用。
    3.電路分析細節說明
    對于這一電路的具體分析細節說明以下。
    (1)集成電路A1的①脚输出的负半周大幅度信号不会造成VT1过电流,因为负半周信号只会使NPN型三極管的基极电压下降,基极电流减小,所以无须加入对于负半周的限幅电路。
    (2)上面介紹的是單向限幅電路,這種限幅電路只能對信號的正半周或負半周大信部分進行限幅,對另一半周信號不限幅。另一種是雙向限幅電路,它能同時對正、負半周信號進行限幅。
    (3)引起信號幅度異常增大的原因是多種多樣的,比方偶然的因素(如電源電壓的波動)導致信號幅度在某瞬間增大許多,外界的大幅度幹擾脈沖竄入電路也是引起信號某瞬間異常增大的常見原因。
    (4)3只二極管VD1、VD2和VD3导通之后,集成電路A1的①脚上的直流和交流电压之和是2.1V,这一电压通过電阻R1加到VT1基极,这也是VT1最高的基极电压,这时的基极电流也是VT1最大的基极电流。
    (5)由于集成電路A1的①腳和②腳外電路一樣,所以其外電路中的限幅保護電路工作原理一樣,分析電路時只要分析一個電路便可。
    (6)根据串联电路特性可知,串联电路中的电流处处相等,这样可以知道VD1、VD2和VD3三只串联二極管导通时同时导通,否则同时停止,绝不会出现串联电路中的某只二極管导通而某几只二極管停止的现象。
    4.故障檢測方法和電路故障分析
    对这一电路中的二極管故障检测主要采用万用表欧姆档在路测量其正向和反向電阻大小,因为这一电路中的二極管不工作在直流电路中,所以采用测量二極管两端直流电压降的方法不合适。
    这一电路中二極管出现故障的可能性较小,因为它们工作在小信号状态下。如果电路中有一只二極管出现开路故障时,电路就没有限幅作用,将会影响后级电路的正常工作。
    二極管开关电路及故障处理
    開關電路是一種常用的功能電路,比方家庭中的照明電路中的開關,各種民用電器中的電源開關等。
    在開關電路中有兩大類的開關:
    (1)機械式的開關,采用機械式的開關件作爲開關電路中的元器件。
    (2)电子开关,所谓的电子开关,不用机器式的开关件,而是采用二極管、三極管这类器件构成开关电路。
    1.开关二極管开关特性说明
    开关二極管同普通的二極管一样,也是一个PN结的结构,不同之处是要求这种二極管的开关特性要好。
    当给开关二極管加上正向电压时,二極管处于导通状态,相当于开关的通态;当给开关二極管加上反向电压时,二極管处于停止状态,相当于开关的断态。二極管的导通和停止状态完成开与关功能。
    开关二極管就是利用这种特性,且通过制造工艺,开关特性更好,即开关速度更快,PN结的结電容更小,导通时的内阻更小,停止时的電阻很大。如表9-41所示是开关时间概念说明。
    表6.19 开关时间概念说明
    二極管
    2.典型二極管开关电路工作原理
    二極管构成的电子开关电路形式多种多样,如图9-46所示是一种常见的二極管开关电路。
    二極管
    图9-46 二極管开关电路
    通過觀察這一電路,可以熟悉下列幾個方面的問題,以利于對電路工作原理的分析:
    (1)了解这个单元电路功能是第一步。从图8-14所示电路中可以看出,电感L1和電容C1并联,这显然是一个LC并联谐振电路,是这个单元电路的基本功能,明确这一点后可以知道,电路中的其他元器件应该是围绕这个基本功能的辅助元器件,是对电路基本功能的扩大或补充等,以此思路可以方便地分析电路中的元器件作用。
    (2)C2和VD1构成串联电路,然后再与C1并联,从这种电路结构可以得出一个判定结果:C2和VD1这个支路的作用是通过该支路来改变与電容C1并联后的总容量大小,这样判定的来由是:C2和VD1支路与C1上并联后总電容量改变了,与L1构成的LC并联谐振电路其振荡频率改变了。所以,这是一个改变LC并联谐振电路频率的电路。
    关于二極管电子开关电路分析思路说明以下几点:
    (1)电路中,C2和VD1串联,根据串联电路特性可知,C2和VD1要么同时接入电路,要么同时断开。如果只是需要C2并联在C1上,可以直接将C2并联在C1上,但是串入二極管VD1,说明VD1控制着C2的接入与断开。
    (2)根据二極管的导通与停止特性可知,当需要C2接入电路时让VD1导通,当不需要C2接入电路时让VD1停止,二極管的这种工作方式称为开关方式,这样的电路称为二極管开关电路。
    (3)二極管的导通与停止要有电压控制,电路中VD1正极通过電阻R1、开关S1与直流电压+V端相连,这一电压就是二極管的控制电压。
    (4)电路中的开关S1用来控制工作电压+V是否接入电路。根据S1开关电路更容易确认二極管VD1工作在开关状态下,因为S1的开、关控制了二極管的导通与停止。 如表9-42所示是二極管电子开关电路工作原理说明。
    表9-42 二極管电子开关电路工作原理说明
    二極管
    在上述两种状态下,由于LC并联谐振电路中的電容不同,一种情况只有C1,另一种情况是C1与C2并联,在電容量不同的情况下LC并联谐振电路的谐振频率不同。所以,VD1在电路中的真正作用是控制LC并联谐振电路的谐振频率。
    关于二極管电子开关电路分析细节说明下列二点:
    (1)當電路中有開關件時,電路的分析就以該開關接通和斷開兩種情況爲例,分別進行電路工作狀態的分析。所以,電路中出現開關件時能爲電路分析提供思路。
    (2)LC並聯諧振電路中的信號通過C2加到VD1正極上,但是由于諧振電路中的信號幅度比較小,所以加到VD1正極上的正半周信號幅度很小,不會使VD1導通。
    3.故障檢測方法和电路故障分析
    如图9-47所示是检测电路中开关二極管时接线示意图,在开关接通时测量二極管VD1两端直流电压降,应该为0.6V,如果远小于这个电压值说明VD1短路,如果远大小于这个电压值说明VD1开路。另外,如果没有明显发现VD1出现短路或开路故障时,可以用万用表欧姆档测量它的正向電阻,要很小,否则正向電阻大也不好。
    二極管
    图9-47 检测电路中开关二極管时接线示意图
    如果这一电路中开关二極管开路或短路,都不能进行振荡频率的调整。开关二極管开路时,電容C2不能接入电路,此时振荡频率升高;开关二極管短路时,電容C2始终接入电路,此时振荡频率低落。
    4.同類電路工作原理分析
    同類電路工作原理分析
    二極管
    二極管检波电路及故障处理
    如图9-48所示是二極管检波电路。电路中的VD1是检波二極管,C1是高频滤波電容,R1是检波电路的负载電阻,C2是耦合電容。
    二極管
    图9-48 二極管检波电路
    衆所周知,收音機有調幅收音機和調頻收音機兩種,調幅信號就是調幅收音機中處理和放大的信號。見圖中的調幅信號波形示意圖,對這一信號波形主要說明下列幾點:
    (1)從調幅收音機天線下來的就是調幅信號。
    (2)信號的中間部分是頻率很高的載波信號,它的上下端是調幅信號的包絡,其包絡就是所需要的音頻信號。
    (3)上包絡信號和下包絡信號對稱,但是信號相位相反,收音機最終只要其中的上包絡信號,下包絡信號不用,中間的高頻載波信號也不需要。
    2.電路中各元器件作用說明,如表9-43所示是元器件作用解說。
    表9-43 元器件作用解说
    二極管
    3.檢波電路工作原理分析
    检波电路主要由检波二極管VD1构成。
    在检波电路中,调幅信号加到检波二極管的正极,这时的检波二極管工作原理与整流电路中的整流二極管工作原理基本一样,利用信号的幅度使检波二極管导通,如图9-49所示是调幅波形展开后的示意图。
    二極管
    图9-49 调幅波形时间轴展开示意图
    从展开后的调幅信号波形中可以看出,它是一个交流信号,只是信号的幅度在变化。这一信号加到检波二極管正极,正半周信号使二極管导通,负半周信号使二極管停止,这样相当于整流电路工作一样,在检波二極管负载電阻R1上得到正半周信号的包络,即信号的虚线部分,见图中检波电路输出信号波形(不加高频滤波電容时的输出信号波形)。
    檢波電路輸出信號由音頻信號、直流成分和高頻載波信號三種信號成分組成,詳細的電路分析需要根據三種信號情況進行展開。這三種信號中,最主要的是音頻信號處理電路的分析和工作原理的理解。
    (1)所需要的音频信号,它是输出信号的包络,如图9-50所示,这一音频信号通过检波电路输出端電容C2耦合,送到后级电路中进一步处理。
    二極管
    图9-50 检波电路输出端信号波形示意图
    (2)检波电路输出信号的平均值是直流成分,它的大小表示了检波电路输出信号的平均幅值大小,检波电路输出信号幅度大,其平均值大,这一直流电压值就大,反之则小。这一直流成分在收音电机路中用来控制一种称为中频放大器的放大倍数(也可以称为增益),称为AGC(自动增益控制)电压。AGC电压被检波电路输出端耦合電容隔离,不能与音频信号一起加到后级放大器电路中,而是专门加到AGC电路中。
    (3)检波电路输出信号中另有高频载波信号,这一信号无用,通过接在检波电路输出端的高频滤波電容C1,被滤波到地端。
    二極管
    从检波电路中可以看出,高频滤波電容C1接在检波电路输出端与地线之间,由于检波电路输出端的三种信号其频率不同,加上高频滤波電容C1的容量取得很小,这样C1对三种信号的处理过程不同。
    (1)对于直流电压而言,電容的隔直特性使C1开路,所以检波电路输出端的直流电压不能被C1旁路到地线。
    (2)对于音频信号而言,由于高频滤波電容C1的容量很小,它对音频信号的容抗很大,相当于开路,所以音频信号也不能被C1旁路到地线。
    (3)對于高頻載波信號而言,其頻率很高,C1對它的容抗很小而呈通路狀態,這樣惟有檢波電路輸出端的高頻載波信號被C1旁路到地線,起到高頻濾波的作用。
    如图9-51所示是检波二極管导通后的三种信号电流回路示意图。负载電阻构成直流电流回路,耦合電容掏出音频信号。
    二極管
    图9-51 检波二極管导通后三种信号电流回路示意图
    4.故障檢測方法及電路故障分析
    对于检波二極管不能用测量直流电压的方法来进行检测,因这这种二極管不工作在直流电压中,所以要采用测量正向和反向電阻的方法来判定检波二極管质量。
    当检波二極管开路和短路时,都不能完成检波任务,所以收音电路均会出现收音无声故障。
    5.實用倍壓檢波電路工作原理分析
    如图9-52所示是实用倍压检波电路,电路中的C2和VD1、VD2构成二倍压检波电路,在收音电机路中用来将调幅信号转换成音频信号。电路中的C3是检波后的滤波電容。通过这一倍压检波电路得到的音频信号,经耦合電容C5加到音频放大管中。
    二極管
    图9-52 实用倍压检波电路
    继电器驱动电路中二極管保护电路及故障处理
    继电器内部具有线圈的结构,所以它在断电时会产生电压很大的反向电动势,会击穿继电器的驱动三極管,为此要在继电器驱动电路中设置二極管保护电路,以保护继电器驱动管。
    如图9-53所示是继电器驱动电路中的二極管保护电路,电路中的J1是继电器,VD1是驱动管VT1的保护二極管,R1和C1构成继电器内部开关触点的消火花电路。
    二極管
    图9-53 二極管保护电路
    二極管
    图9-54 等效电路
    1.電路工作原理分析)
    继电器内部有一组线圈,如图9-54所示是等效电路,在继电器断电前,流过继电器线圈L1的电流方向为从上而下,在断电后线圈产生反向电动势阻碍这一电流变化,即产生一个从上而下流过的电流,见图中虚线所示。根据前面介绍的线圈两端反向电动势鉴别方法可知,反向电动势在线圈L1上的极性为下正上负,见图中所示。如表9-44所示是这一电路中保护二極管工作原理说明。
    表9-44 保护二極管工作原理说明
    二極管
    2.故障檢測方法和電路故障分析;
    对于这一电路中的保护二極管不能采用测量二極管两端直流电压降的方法来判定检测故障,也不能采用在路测量二極管正向和反向電阻的方法,因为这一二極管两端并联着继电器线圈,这一线圈的直流電阻很小,所以无法通过测量电压降的方法来判定二極管质量。应该采用代替检查的方法。
    当保护二極管开路时,对继电器电路工作状态没有大的影响,但是没有了保护作用而很有可能会击穿驱动管;当保护二極管短路时,相当于将继电器线圈短接,这时继电器线圈中没有电流流过,继电器不能动作。
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