Diode-knipcircuits
Diode-knipcircuits zijn elektronische circuits die diodes gebruiken om de amplitude van een elektrisch signaal te beperken of te regelen. Dit zijn elektrische circuits die een of meer diodes bevatten die de ingangssignalen trimmen. De output is afhankelijk van zowel de richting van de diode als de ingangssignalen. In onderstaande schakeling is een naar beneden gerichte diode in serie geschakeld met weerstand R 1 voor het beperken van de positieve helft van het ingangssignaal.
Werkingsprincipe en classificaties
Het werkingsprincipe is in feite de werking van diodes in het circuit. De diode geleidt niet bij spanningen lager dan de grenswaarde van 0,7V. Zodra de uitschakelspanning wordt overschreden, begint de stroom te stromen en blijft de spanningsval op dezelfde waarde. In omgekeerde voorspanning werkt de diode als een open circuit en elk ingangssignaal kan in deze toestand niet door de diode gaan en wordt gereflecteerd aan de uitgang, waarbij de parallel geschakelde diode wordt omzeild. Het knippen van spanningen kan van verschillende typen zijn. Deze worden hieronder besproken:
- Positieve diodeclipper
- Negatieve Diode Clipper
- Positieve en negatieve diodeclipper
- Positieve bias-diodeclipper
- Negatieve bias-diodeclipper
- Positieve en negatieve bias Clipper
- Zenerdiode-clipper
- Zenerdiode Volledige Golf Clipper
Positieve diodeknippers
Een positief diode-knipcircuit onderbreekt selectief de positieve helft van het AC-ingangssignaal. Een positief diodetrimmercircuit beperkt selectief de positieve halve cycli van een ingangssignaal, waardoor het gedeelte boven een bepaalde drempel kan passeren terwijl de rest van het signaal wordt verzwakt.
De diode blijft uitgeschakeld totdat de positieve halve-cyclusspanning ongeveer 0,7 V overschrijdt. Nadat de diode in de geleidende toestand is gekomen, blijft er, ongeacht de ingangsspanning, een voorwaartse spanningsval over de diode bestaan. De positieve halve-cyclusvorm van de uitgangsgolfvorm lijkt vlak te zijn. In de negatieve halve cyclus blijft de diode in de omgekeerde voorspanningstoestand en gedraagt hij zich als een open circuit. Als gevolg hiervan verschijnt de gehele signaalingang bij de diode. Deze schakeling verzwakt het ingangssignaal alleen tijdens positieve halve cycli. Elke spanning boven +0,7V wordt uitgeschakeld.
Negatieve Diode Clippers
Negatieve diode-clipping is een proces waarbij een diode wordt gebruikt om de signaalamplitude te beperken door een deel van het signaal te verwijderen of af te knippen.
Het negatieve clippingcircuit trimt de spanningen tijdens negatieve halve cycli. Het werkingsmechanisme is vergelijkbaar met het positieve diode-uitschakelcircuit, behalve dat de diodevoorspanning is omgekeerd. De negatieve spanning wordt door het negatieve uitschakelcircuit beperkt tot -0,7V. Elke spanningswaarde die onder deze drempel valt, wordt verzwakt.
Positieve en negatieve diodeknippers
Positieve en negatieve circuitclips zijn circuitcomponenten die de amplitude van een elektrisch signaal kunnen beperken of controleren door alleen bepaalde positieve of negatieve stromen door te laten, terwijl de rest wordt verminderd of onderdrukt.
De combinatie van positieve en negatieve clippingcircuits resulteert in een geïntegreerd clippingcircuit dat de spanningsamplitude in de positieve en negatieve circuits effectief beperkt. Diodes zijn gerangschikt in een antiparallelle configuratie, de ene geleidend en de andere niet-geleidend. In de positieve halve cyclus zal diode D 1 schakelt AAN en geleidt en D 2 schakelt uit of blijft open. Tijdens negatieve circulatie vindt het tegenovergestelde proces plaats. De positieve halve cycli van de uitgangsgolfvorm vertonen een maximale amplitude van +0,7 V, terwijl de negatieve halve cycli een minimale amplitude van -0,7 V vertonen.
Positieve bias-diodeclipper
Een diodeclipper met positieve cyclusvoorspanning knipt de amplitude van positieve spanningscycli in een elektrisch signaal af. De opstelling wordt hieronder geïllustreerd:
Het doel van het bovenstaande circuit is om de spanning boven +0,7+V te beperken VOOROORDEEL . Een diodechopper met positieve cyclusvoorspanning is een circuitelement dat selectief de amplitude van de positieve halve cycli van het ingangssignaal beperkt.
De voorwaartse spanningsval beperkt alleen de spanningslimiet die is ingesteld door de diodetrimcircuits. De voorspanning wordt in serie met de diode gebruikt om de startspanning te verhogen. De kathode van de diode wordt op nulpotentiaal gehouden, maar er is een spanning van +0,7 V nodig om een voorwaartse voorspanning op de anode te produceren. Daarom vereist de voorwaartse biasconditie een spanning van +0,7+V VOOROORDEEL .
Negatieve bias-diodeclipper
Een diodechopper met negatieve bias is een veel voorkomende circuitconfiguratie die wordt gebruikt om de amplitude van een ingangssignaal in elektronische systemen te beperken.
Een spanning met omgekeerde polariteit die in serie met de diode wordt aangelegd, is vergelijkbaar met de uitschakeling van een positief voorgespannen diode. Het clippingproces maakt het gemakkelijk om tegengestelde voorspanning op de diode toe te passen, maar de diode heeft een hogere spanning nodig om voorwaartse voorspanning te verkrijgen dan wanneer deze onbevooroordeeld zou zijn. Dit circuit beperkt spanningen onder -0,7 V VOOROORDEEL .
Positieve en negatieve bias-clippers
Voorgespannen positieve en negatieve diodes worden gebruikt om zowel de positieve als de negatieve helften effectief te verminderen. De voorspanning op elke tak kan variëren, afhankelijk van de specifieke vereisten. Deze diodeknippers werken in zowel de positieve als de negatieve helft.
Afsnijding vindt plaats bij respectievelijk +3,7 V en -5,7 V voor positieve en negatieve circuits, bij gebruik van drempels van +0,7 V en -0,7 V.
Zenerdiode-clipper
Een zenerdiodeclipper is een veelgebruikt onderdeel dat wordt gebruikt om de signaalamplitude in elektronische systemen te beperken.
Een clippingcircuit vereist een voorspanningsingang, waardoor zowel de complexiteit als de kosten van het circuit toenemen. Een zenerdiode werkt net als een diode in een voorwaartse bias-opstelling. Bij omgekeerde voorspanning begint de Zenerdiode elektriciteit te geleiden nadat de spanning de Zener-spanningswaarde overschrijdt. Beide cycli worden afgesneden met behulp van een zenerdiode. In negatieve cycli werkt de zenerdiode onder deze voorwaartse spanningsval, en in positieve cycli boven de zenerspanning (V MET ).
Zenerdiode Volledige Golf Clipper
De onderstaande afbeelding toont een full-wave clipper op basis van twee zenerdiodes. In dit circuit worden beide circuits begrensd door zenerdiodes met zenerspanningen (V MET ). Simpel gezegd: Z D1 wordt gebruikt voor het beperken van positieve halve cycli tot V Z1 en V Z2 , terwijl Z D2 wordt gebruikt voor het beperken van negatieve halve cycli tot V Z1 en V Z2 .
Conclusie
De functie van het diode-clippercircuit is om de spanning tot een bepaalde limiet te beperken of gelijk te maken. Het trimmen of wijzigen van het niveau van de uitgangsgolfvorm is afhankelijk van zowel de kenmerken van het ingangssignaal als de kenmerken van het circuit.