【题目编号】MC1-1175
【题目】下列电路是一个:
【答案】A
[A]二极管半波整流器
[B]二极管全波整流器
[C]二极管桥式整流器
[D]二极管环形调制器
考点速览
图上有变压器、一只二极管和一只负载电阻。变压器次级的一端接二极管,二极管的另一端经负载电阻回到次级另一端,整个次级回路里只有一只二极管,次级绕组也没有中心抽头。输入是交流,输出是单向脉动的直流,这就是整流电路。只有一只二极管参与导电,所以它是二极管半波整流器(half-wave rectifier)。
一只二极管怎样把交流变成脉动直流
二极管的特性是单向导电:阳极电位高于阴极时导通,反之为截止。当变压器次级的电压处于正半周,二极管正向导通,电流经负载电阻流回次级,负载上得到一个半波电压;负半周到来时,二极管反向截止,回路断开,负载上电压为零。一个周期里只有一个半周有电流通过,输出的波形是一串间隔着空档的脉动直流。
脉动的直流不能直接给放大电路供电,还要靠滤波电容把空档填平。电容并在负载两端,二极管导通时它充电,二极管截止时它向负载放电,输出电压的起伏因此变小。空档越少、电容越大、负载越轻,输出就越平滑。加了滤波电容之后,二极管在截止期间要承受电容上的电压与次级电压的叠加,反向电压会升到接近次级峰值电压的两倍,选管时必须留出余量。
逐项辨析
选项 A 与图面吻合。次级绕组没有中心抽头,全图只有一只二极管串在次级与负载之间,每个周期只有半个周期导通,是标准的半波整流电路,本题答案即此。
选项 B 二极管全波整流器需要一只带中心抽头的次级绕组和两只二极管,两只管子轮流在正负半周导电,负载在每个半周都有电流。本题次级没有中心抽头,也找不到第二只二极管,做不成全波整流。
选项 C 二极管桥式整流器要四只二极管首尾相接成桥,交流从桥的两个对角输入、直流从另外两个对角输出,正负半周都有两管导通。图上只有一只二极管,桥的四条臂缺了三条,不成立。
选项 D 二极管环形调制器确实是四只二极管组成的环状结构,但它的用途是混频与调制:把音频或中频信号与载波相乘,得到上下两个边带,属于频率变换电路,不承担把交流变成直流的功能。它与整流器形似而神不同,不能混为一谈。
三种整流电路的三个差别
输出电压大小上,半波整流输出的直流平均值约为次级电压有效值的零点四五倍,中心抽头全波与桥式都约为零点九倍,同样的变压器绕组,全波与桥式拿到的电压高一倍。纹波频率上,半波整流的脉动频率与电源频率相同,全波与桥式翻倍,滤波电容可以取得小一些。二极管承受的反向电压上,半波整流约为次级峰值,桥式每只二极管同样约为峰值,而中心抽头全波整流每只管子要承受两倍峰值,所以绕组利用率与器件耐压之间存在取舍。
桥式整流看上去最划算:不需要中心抽头,输出电压与全波相同,每只二极管的耐压要求也不算高,代价是要多两只二极管,而且两个二极管串联导通会带来约一点四伏的压降,低压大电流场合要考虑这项损耗。
整流器在电台设备里的位置
发射机与接收机的电源几乎都是从交流市电整流得来的。早年的大功率电台用变压器降压、电子管或硅堆整流,再经大容量电容与扼流圈滤波,得到高压供电子管屏极使用。如今开关电源普及,五十赫兹的工频变压器被高频变压器取代,整流环节移到了几十千赫甚至更高的频率上,滤波元件因此可以做得很小。
换个角度看,接收机里也有整流电路:调幅信号的包络检波就是让二极管对中频信号整流,再用电容滤掉中频成分,取出音频包络。单二极管检波与半波整流在电路形式上几乎一样,区别只在于工作在什么频率、取出的是什么。理解了半波整流的波形,检波、自动增益控制和驻波检测这些电路也就顺理成章了。
应试要点
数二极管的个数,看次级有没有中心抽头:一只管子是半波;两只管子加中心抽头是全波;四只管子成桥是桥式;四只管子首尾相接成环并且用于频率变换的是环形调制器。再记住零点四五与零点九这两个输出电压系数,以及半波纹波频率与电源频率相同、全波桥式翻倍这两条判据,这类读图题就能稳稳拿分。