Circuite de tăiere cu diode: proiectare și demonstrație

După cum sugerează și numele, circuitul Clipper este utilizat pentru a „clipi” o porțiune a semnalului de intrare fără a distorsiona partea rămasă a formei de undă. Este un circuit de modelare a undelor. Acest lucru poate fi foarte util în circuitele în care semnalul de intrare atinge o valoare a tensiunii mai mare decât cea așteptată. Aceste circuite pot fi implementate în diferite moduri în funcție de configurația sau funcția diodei.

Decuparea se face fie de ciclu pozitiv, fie negativ prin schimbarea configurației diodei. Deci, există tăietori pozitivi sau negativi, în funcție de ciclul care este tăiat. Aici vom explica și demonstra diferite tipuri de tăietoare folosind un osciloscop.

Principalele tipuri de tăietoare sunt:

1. Seria Positive Clipper
2. Seria Clipper pozitiv cu tensiune de polarizare
3. Seria Negru Clipper
4. Seria tuns negativ cu tensiune de polarizare
5. Shunt Positive Clipper
6. Shunt Positive Clipper cu tensiune de polarizare
7. Shunt Negative Clipper
8. Shunt Negru Clipper cu tensiune de polarizare
9. Combinational Clipper

1. Seria Positive Clipper

După cum sugerează și numele, acest circuit deconectează semiciclul pozitiv al semnalului de intrare. Dioda este conectată în serie cu ieșire așa cum se arată în figura de mai jos:

Pentru a proiecta circuitul, trebuie doar să urmați schema circuitului de mai sus. Mai întâi conectați terminalul 12V al transformatorului la capătul negativ al diodei și conectați un rezistor de 10K la capătul pozitiv al diodei și apoi conectați terminalul 0V al transformatorului la celălalt capăt al rezistorului. Acum conectați primul canal al osciloscopului la partea de intrare și al doilea canal la partea de ieșire. Porniți transformatorul și osciloscopul. Și veți vedea semiciclul pozitiv al semnalului de ieșire decupat.

În timpul semiciclului pozitiv, dioda este în polarizare inversă, deci nu există tensiune de ieșire, iar în timpul semiciclului negativ, dioda intră în polarizare înainte și căderea de tensiune are loc pe ieșire. Prin urmare, vedem semiciclul pozitiv decupat.

2. Seria de tunsor pozitiv cu tensiune de polarizare

De multe ori avem nevoie doar de o mică parte din semnal pentru a fi decupată. Pentru a face acest lucru, este utilizată tensiunea de polarizare. Deci, atunci când conectăm tensiunea de polarizare cu rezistența, atunci tensiunea de ieșire este diferența dintre tensiunea de intrare și tensiunea de polarizare. Acesta este modul în care jumătatea pozitivă se oprește la nivelul de tensiune dorit. Dacă furnizați tensiune negativă (Figura 2), aceasta va clipi o parte a ciclului negativ așa cum se arată mai jos, deoarece tensiunea negativă se va adăuga la tensiunea de intrare.

3. Seria tăietoare negative

După cum sugerează și numele, acest circuit deconectează semiciclul negativ al semnalului de intrare. Dioda este conectată în serie cu ieșire așa cum se arată în figura de mai jos:

Pentru a proiecta circuitul, trebuie doar să urmați schema circuitului de mai sus. În primul rând conectați terminalul 12V al transformatorului la capătul pozitiv al diodei și conectați un rezistor de 10K la capătul negativ al diodei și apoi conectați terminalul 0V al transformatorului la celălalt capăt al rezistorului. Acum conectați primul canal al osciloscopului la partea de intrare și al doilea canal la partea de ieșire. Porniți transformatorul și osciloscopul. Și, veți vedea semiciclul negativ al semnalului de ieșire decupat.

În timpul semiciclului pozitiv, dioda este în polarizare directă, deci scăderea tensiunii are loc pe ieșire și în timpul semiciclului negativ dioda intră în polarizare inversă și nu există tensiune de ieșire în ieșire. Prin urmare, vedem semiciclul negativ decupat.

4. Tunsor negativ din serie cu tensiune de polarizare

Acest lucru funcționează pe același principiu ca și dispozitivul de tăiere pozitiv din serie. Dar aici tensiunea de polarizare negativă este utilizată pentru a clipi porțiunea negativă a semnalului, deoarece tensiunea de polarizare pozitivă se va adăuga la tensiunea de intrare.

5. Shunt Positive Clipper

În Shunt / Parallel Clipper, dioda este conectată la partea de ieșire și rezistența este conectată la partea de intrare. Se numește paralel, deoarece ieșirea este dezvoltată în paralel cu dioda. Schema circuitului este prezentată mai jos:

Pentru a proiecta circuitul, urmați schema de circuite prezentată mai sus. În primul rând conectați terminalul 12V al transformatorului la rezistorul 10K și conectați capătul pozitiv al diodei la acest rezistor și apoi conectați terminalul 0V al transformatorului la capătul negativ al diodei. Acum conectați primul canal al osciloscopului la partea de intrare și al doilea canal la partea de ieșire. Porniți transformatorul și osciloscopul. Și veți vedea semiciclul pozitiv al semnalului de ieșire decupat.

În timpul semiciclului pozitiv, dioda se află în polarizare directă, deci acționează ca un scurtcircuit și nu există tensiune de ieșire în caz de scurtcircuit. Acum, în timpul semiciclului negativ, dioda merge în polarizare inversă și acționează ca un circuit deschis, iar tensiunea de ieșire devine egală cu tensiunea de intrare. Prin urmare, vedem semiciclul pozitiv decupat.

6. Shunt Positive Clipper cu tensiune de polarizare

Acest tip de mașină de tuns funcționează, de asemenea, la fel ca și tunsorile polarizate discutate mai devreme, dar de această dată tensiunea de polarizare este conectată cu dioda. Deci, în polarizarea pozitivă, decupează doar partea pozitivă, dar, în timp ce este polarizată negativ, decupează o parte a semiciclului negativ așa cum se arată în diagrama de mai jos.

7. Shunt Negative Clipper

Acest filtru este conceput la fel ca tăietorul cu șunt pozitiv, doar dioda este conectată în sens invers. Schema circuitului este dată mai jos:

Mai întâi conectați terminalul 12V al transformatorului la rezistorul 10K și conectați capătul negativ al diodei la acest rezistor și apoi conectați terminalul 0V al transformatorului la capătul pozitiv al diodei. Acum conectați primul canal al osciloscopului la partea de intrare și al doilea canal la partea de ieșire. Porniți transformatorul și osciloscopul. Și, veți vedea semiciclul negativ al semnalului de ieșire decupat.

În timpul semiciclului pozitiv, dioda este în polarizare inversă, deci acționează ca un circuit deschis și tensiunea de ieșire devine egală cu tensiunea de intrare. Acum, în timpul semiciclului negativ, dioda merge în polarizare înainte și acționează ca un scurtcircuit și nu există tensiune de ieșire în caz de scurtcircuit. Prin urmare, vedem semiciclul negativ decupat.

8. Shunt Negative Clipper cu tensiune de polarizare

Ele sunt, de asemenea, similare cu tunsorile negative de serie, dar de această dată tensiunea este conectată cu dioda. Trebuie să utilizați tensiunea de polarizare negativă pentru a realiza decuparea în ciclu negativ și polarizarea pozitivă pentru a decupa ciclul pozitiv.

9. Tăietoare combinaționale

Aceste tăietoare sunt folosite pentru a reduce atât ciclurile pozitive, cât și cele negative la un anumit nivel. Pentru a realiza acest lucru, două diode sunt utilizate în direcții opuse. Pentru a regla decuparea, se poate aplica o tensiune de polarizare, astfel încât decuparea să se facă la diferența de tensiune dintre tensiunea de intrare și de polarizare. Schema circuitului este dată mai jos:

Doar urmați schema de circuite prezentată mai sus. Acest circuit este același cu circuitele paralele / de șunt de mai sus, dar am folosit două diode aici. Am realizat circuitul fără a utiliza tensiunea de polarizare, astfel încât la ieșire ambele cicluri vor fi decupate.

În timpul semiciclului pozitiv, D2 este polarizat înainte și D1 este inversat. Deci D2 va deveni scurtcircuit și D1 va fi în circuit deschis. Și în mod similar pentru jumătate de ciclu negativ va apărea opusul condiției de mai sus. Dar ieșirea va fi la nivelul diferenței de tensiune și, deoarece nu am folosit tensiunea de polarizare, astfel încât ambele cicluri vor fi decupate.