Circuiti di ritaglio di diodi
I circuiti di clipping a diodi sono circuiti elettronici che utilizzano diodi per limitare o controllare l'ampiezza di un segnale elettrico. Si tratta di circuiti elettrici che contengono uno o più diodi che regolano i segnali di ingresso. L'uscita dipende sia dalla direzione del diodo che dai segnali di ingresso. Nel circuito sottostante, un diodo rivolto verso il basso è collegato in serie al resistore R 1 per limitare la metà positiva del segnale di ingresso.
Principio di funzionamento e classificazioni
Il principio di funzionamento è fondamentalmente il funzionamento dei diodi nel circuito. Il diodo non conduce a tensioni inferiori al valore di interruzione di 0,7 V. Non appena viene superata la tensione di interruzione, la corrente inizia a circolare e la caduta di tensione rimane allo stesso valore. In condizione di polarizzazione inversa, il diodo agisce come un circuito aperto e qualsiasi segnale di ingresso non può passare attraverso il diodo in questa condizione e viene riflesso sull'uscita bypassando il diodo collegato in parallelo. Il taglio delle tensioni può essere di diverso tipo. Questi sono discussi di seguito:
- Tagliatore di diodi positivi
- Tagliatore di diodi negativi
- Clipper per diodi positivi e negativi
- Clipper diodo di polarizzazione positivo
- Clipper diodo di polarizzazione negativo
- Tagliatore di bias positivo e negativo
- Tagliatore di diodi Zener
- Clipper a onda intera con diodo Zener
Clipper a diodi positivi
Un circuito di ritaglio del diodo positivo interrompe selettivamente la metà positiva del segnale CA in ingresso. Un circuito trimmer a diodo positivo limita selettivamente i semicicli positivi di un segnale di ingresso, consentendo il passaggio della parte superiore a una determinata soglia e attenuando il resto del segnale.
Il diodo rimane spento finché la tensione del semiciclo positivo non supera circa 0,7 V. Dopo che il diodo entra nello stato di conduzione, indipendentemente dalla tensione di ingresso, viene mantenuta una caduta di tensione diretta attraverso il diodo. La forma del semiciclo positivo della forma d'onda di uscita sembra essere piatta. Nel semiciclo negativo il diodo rimane in condizione di polarizzazione inversa e si comporta come un circuito aperto. Di conseguenza, l'intero segnale in ingresso appare sul diodo. Questo circuito attenua solo il segnale di ingresso durante i semicicli positivi. Qualsiasi tensione superiore a +0,7 V verrà interrotta.
Tagliatori di diodi negativi
Il clipping del diodo negativo è un processo in cui un diodo viene utilizzato per limitare l'ampiezza del segnale rimuovendo o ritagliando una porzione del segnale.
Il circuito di ritaglio negativo regola le tensioni durante i semicicli negativi. Il meccanismo di funzionamento è simile al circuito di interruzione del diodo positivo, tranne per il fatto che la polarizzazione del diodo è invertita. La tensione negativa è limitata a -0,7 V dal circuito di interruzione negativo. Qualsiasi valore di tensione che scende al di sotto di questa soglia verrà attenuato.
Tagliatori di diodi positivi e negativi
I clip del circuito positivo e negativo sono componenti del circuito che possono limitare o controllare l'ampiezza di un segnale elettrico consentendo il passaggio solo di determinate correnti positive o negative riducendo o sopprimendo il resto.
La combinazione di circuiti di ritaglio positivo e negativo dà come risultato un circuito di ritaglio integrato che limita efficacemente l'ampiezza della tensione nei circuiti positivo e negativo. I diodi sono disposti in una configurazione antiparallela, uno conduttivo e l'altro non conduttivo. Nel semiciclo positivo, il diodo D 1 si accende e conduce e D 2 si spegne o rimane aperto. Durante la circolazione negativa avviene il processo opposto. I semicicli positivi della forma d'onda di uscita mostrano un'ampiezza massima di +0,7 V mentre i semicicli negativi mostrano un'ampiezza minima di -0,7 V.
Clipper diodo di polarizzazione positivo
Un tagliatore di diodi di polarizzazione a ciclo positivo ritaglia l'ampiezza dei cicli di tensione positivi in un segnale elettrico. La disposizione è illustrata di seguito:
Lo scopo del circuito sopra è limitare la tensione sopra +0,7+V PREGIUDIZIO . Un chopper di diodi di polarizzazione a ciclo positivo è un elemento circuitale che limita selettivamente l'ampiezza dei semicicli positivi del segnale di ingresso.
La caduta di tensione diretta limita solo il limite di tensione impostato dai circuiti di trim del diodo. La tensione di polarizzazione viene utilizzata in serie con il diodo per aumentare la tensione iniziale. Il catodo del diodo è mantenuto a potenziale zero, ma è necessaria una tensione di +0,7 V per produrre una polarizzazione diretta sull'anodo. Pertanto, la condizione di polarizzazione diretta richiede una tensione di +0,7+V PREGIUDIZIO .
Clipper diodo di polarizzazione negativo
Un chopper di diodi a polarizzazione negativa è una configurazione circuitale comune utilizzata per limitare l'ampiezza di un segnale di ingresso nei sistemi elettronici.
Una tensione di polarità inversa applicata in serie al diodo è simile all'interruzione di un diodo con polarizzazione positiva. Il processo di ritaglio semplifica l'applicazione della polarizzazione inversa al diodo, ma il diodo richiede una tensione maggiore per la polarizzazione diretta rispetto a se non fosse polarizzato. Questo circuito limita le tensioni inferiori a -0,7 V PREGIUDIZIO .
Tagliatori di bias positivi e negativi
Diodi positivi e negativi polarizzati vengono utilizzati per ridurre efficacemente sia la metà positiva che quella negativa. La tensione di polarizzazione su ciascun ramo può variare in base ai requisiti specifici. Questi tagliatori a diodi funzionano sia nella metà positiva che in quella negativa.
Il taglio avviene rispettivamente a +3,7 V e -5,7 V per i circuiti positivo e negativo, quando si utilizzano le soglie di +0,7 V e -0,7 V.
Tagliatore di diodi Zener
Un tagliatore di diodi Zener è un componente comune utilizzato per limitare l'ampiezza del segnale nei sistemi elettronici.
Un circuito di ritaglio richiede una tensione di ingresso di polarizzazione, aumentando sia la complessità che il costo del circuito. Un diodo Zener funziona proprio come un diodo in una disposizione di polarizzazione diretta. Quando polarizzato in modo inverso, il diodo Zener inizia a condurre elettricità dopo che la tensione supera il valore della tensione Zener. Entrambi i cicli vengono eliminati utilizzando un diodo Zener. Nei cicli negativi, il diodo Zener opera al di sotto di questa caduta di tensione diretta e, nei cicli positivi, al di sopra della tensione Zener (V CON ).
Clipper a onda intera con diodo Zener
L'immagine sotto mostra un clipper a onda intera basato su due diodi Zener. In questo circuito, entrambi i circuiti sono limitati da diodi Zener con tensioni Zener (V CON ). In poche parole, Z D1 viene utilizzato per limitare i semicicli positivi a V Z1 e V Z2 , mentre Z D2 viene utilizzato per limitare i semicicli negativi a V Z1 e V Z2 .
Conclusione
La funzione del circuito clipper a diodi è limitare o equalizzare la tensione entro un certo limite. Il taglio o la modifica del livello della forma d'onda di uscita dipende sia dalle caratteristiche del segnale di ingresso che dalle caratteristiche del circuito.