/ / Diode Clipping Circuits og Diode Clipper

Diode Clipping Circuits og Diode Clipper

dioder

Denne klippingen av inngangssignalet gir enutgangsbølgeform som ligner en flatt versjon av inngangen. For eksempel er halvbølge-likeretteren en clipper-krets, siden alle spenninger under null er eliminert.

Men Diode Clipping Circuits kan brukes en rekke applikasjoner for å modifisereen inngangsbølgeform som bruker signal- og Schottky-dioder eller gir overspenningsbeskyttelse ved bruk av zenerdioder for å sikre at utgangsspenningen aldri overskrider et visst nivå som beskytter kretsen mot høyspentspikes. Deretter kan diodeklippekretser brukes i spenningsbegrensende applikasjoner.

Vi så i Signaldioder veiledning at når en diode er fremover forspent dengir strøm til å passere gjennom seg selv spenning spenningen. Når dioden er omvendt forspent, strømmer ingen strøm gjennom det, og spenningen over dens terminaler er upåvirket, og dette er den grunnleggende driften av diodeklipperkretsen.

Selv om inngangsspenningen til diodeklipperkretsene kan ha hvilken som helst bølgeform, vil vi anta at inngangsspenningen er sinusformet. Tenk på kretsene nedenfor.

Positive Diode Clipping Circuits

positive diode klippekretser

I denne diode klippekretsen er diodenfremoverforspent (anode mer positiv enn katode) under den positive halv-syklusen av sinusformet inngangsbølgeform. For at dioden skal bli forspenning, må den ha inngangsspenningsstørrelsen større enn +0,7 volt (0,3 volt for en germaniumdiode).

Når dette skjer, begynner diodene å utføreog holder spenningen over seg selv konstant ved 0.7V til sinusformet bølgeform faller under denne verdien. Dermed kan utgangsspenningen som er tatt over dioden aldri overstige 0,7 volt i den positive halv-syklusen.

I den negative halvcyklen er diodenrevers-forspent (katode mer positiv enn anode) blokkerer strømstrømmen gjennom seg selv og som et resultat har ingen effekt på den negative halvparten av sinusformet spenning som passerer til lasten uendret. Dioden begrenser derfor den positive halvdelen av inngangsbølgeformen og er kjent som en positiv klipperkrets.

Negative Diode Clipping Circuits

negative diode klipping kretser

Her er omvendt sant. Dioden er forspent i den negative halvcyklusen av sinusformet bølgeform og begrenser eller klipper den til -0,7 volt, samtidig som den positive halvcyklen kan passere uendret når den er motsatt. Da dioden begrenser den negative halv-syklusen til inngangsspenningen, kalles det derfor en negativ klipperkrets.

Clipping av begge halvcykler

diode klippekrets

Hvis vi koblet to dioder i omvendt parallell som vist, ville både de positive og negative halv-syklusene bli kuttet som diode D1 klipp den positive halv-syklusen av sinusformet inngangsbølgeform mens dioden D2 klipp den negative halv-syklusen. Diodeklippingskretser kan da brukes til å klippe den positive halvcyklussen, den negative halvcyklussen eller begge deler.

For ideelle dioder vil utgangsbølgeformen ovenfor værevære null. På grunn av forspenningsspenningsfallet over diodene oppstår imidlertid det faktiske klipsepunktet ved henholdsvis +0,7 volt og -0,7 volt. Men vi kan øke denne ± 0,7V terskelen til enhver verdi vi vil ha opp til maksimumsverdien, (VTOPP) av sinusformet bølgeform, enten ved å koble flere dioder i serie til å lage multipler på 0,7 volt, eller ved å tilføre en spenningsforspenning til diodene.

Biased Diode Clipping Circuits

For å produsere diode-klippingskretser for spenningsbølgeformer på forskjellige nivåer, en biaspenning, VPARTISKHET legges i serie med dioden for å produsere en kombinasjonsklipper som vist. Spenningen over seriekombinasjonen må være større enn VPARTISKHET + 0,7V før dioden blir tilstrekkelig forspent for å utføre. For eksempel, hvis VPARTISKHET nivå er satt til 4,0 volt, da sinusformet spenning ved diodeens anodeterminal må være større enn 4,0 + 0,7 = 4,7 volt for det å bli forutinntatt. Eventuelle anode spenningsnivåer over dette forspenningspunktet er klippet av.

Positive Bias Diode Clipping

positiv bias diode clipping krets

På samme måte, ved å reversere dioden og batterispenningsspenningen holdes en negativ halv-syklus av utgangsbølgeformen til et nivå -VPARTISKHET - 0,7V som vist.

Negativ Bias Diode Clipping

negativ bias diode clipping krets

En variabel diode klipping eller diode begrensende nivåkan oppnås ved å variere dysens spenningsspenning. Hvis både de positive og negative halv-syklusene skal klippes, brukes to forspente klipdioder. Men for både positiv og negativ diodeklipping må ikke spenningsspenningen være den samme. Den positive spenningsspenningen kan være på ett nivå, for eksempel 4 volt, og den negative forspenningsspenningen ved en annen, for eksempel 6 volt som vist.

Diode Clipping av forskjellige Bias nivåer

bias diode clipping krets

Når spenningen i den positive halv-syklusen når +4,7 V, diode D1 utfører og begrenser bølgeformen ved +4,7 V. Diode D2 fører ikke til spenningen når -6,7 V. Derfor blir alle positive spenninger over +4,7 V og negative spenninger under -6,7 V klippet automatisk.

Fordelen med forspente diode klipping kretserer det at det forhindrer at utgangssignalet overskrider forhåndsinnstilte spenningsgrenser for begge halvcykler av inngangsbølgeformen, som kan være en inngang fra en støyende sensor eller de positive og negative forsyningsskinner av en strømforsyning.

Hvis diodeklippnivåene er satt for lave eller inngangsbølgeformen er for stor, kan eliminering av begge bølgeformtoppene ende opp med en firkantbølgeformet bølgeform.

Zener Diode Clipping Circuits

Bruken av en biaspenning betyr at beløpetav spenningsbølgeformen som er klippet av, kan kontrolleres nøyaktig. Men en av de største ulempene med å bruke spenningsforsynte diodeklipperkretser er at de trenger en ekstra emf batterikilde som kanskje ikke er et problem.

En enkel måte å skape forspent diode klipping kretser uten behov for en ekstra emf forsyning er å bruke Zener Diodes.

Som vi vet er zener dioden en annen typediode som er spesielt produsert for å operere i sin omvendt forspente sammenbruddsområde og som sådan kan brukes til spenningsregulering eller zener-diodeklipping. I fremoverregionen virker zener som en vanlig silikondiode med et fremspenningsfall på 0,7V (700mV) ved utførelse, det samme som ovenfor.

Imidlertid i spenningsområdet, spenningener blokkert til zener dioder nedbrytning spenning er nådd. På dette punktet øker omvendt strøm gjennom zener kraftig, men zener spenningen, VZ over enheten forblir konstant selv om zener strømmen, jegZ varierer.

Da kan vi sette denne zener-handlingen til en god effekt ved å bruke dem til å klippe en bølgeform som vist.

Zener Diode Clipping

zener diode clipping circuit

Zener-dioden fungerer som en partisk diodeklippekrets med biaspenning som er lik zener nedbrytningsspenningen. I denne kretsen i den positive halvdel av bølgeformen er zener-dioden omvendt forspent slik at bølgeformen klippes ved zener spenningen, VZD1. Under den negative halvsyklusen virker zener som en normal diode med sin vanlige 0,7 V krysningsverdi.

Vi kan utvikle denne ideen ytterligere ved å bruke zener-dioderens reversspenningsegenskaper for å klippe begge halvdelene av en bølgeform ved hjelp av seriekoblede back-to-back-zener-dioder som vist.

Full-wave Zener Diode Clipping

full bølge zener diode clipping

Utgangsbølgeformen fra fullbølge zener diodeKlippingskretser ligner den for den forrige spenningsforspente diodeklipperkretsen. Utgangsbølgeformen vil bli klippet ved zener spenningen pluss 0,7 V forover volt dråpe på den andre dioden. Så for eksempel vil den positive halv-syklusen bli klippet ved summen av zener diode, ZD1 pluss 0,7V fra ZD2 og omvendt for den negative halv-syklusen.

Zener dioder er produsert med et bredt spekterav spenninger og kan brukes til å gi forskjellige spenningsreferanser på hver halvsyklus, det samme som ovenfor. Zener-dioder er tilgjengelige med zener nedbrytningsspenninger, VZ som strekker seg fra 2.4 til 33 volt, med en typisk toleranse på 1 eller 5%. Legg merke til at en gang i området for omvendt nedbrytning vil fullstrømmen strømme gjennom zener-dioden, slik at en egnet strømbegrensningsmotstand, R1 må velges.

Diode Clipping Summary

I tillegg til å bli brukt som likerettere, kan dioderbrukes også til å klippe toppen, eller bunnen, eller begge en bølgeform på et bestemt DC nivå og sende det til utgangen uten forvrengning. I eller eksempler ovenfor har vi antatt at bølgeformen er sinusformet, men i teorien kan enhver formet inngangsbølgeform brukes.

Diode Clipping Circuits brukes til å eliminere amplitude støy eller spenningspikes, spenningsregulering eller for å produsere nye bølgeformer fra et eksisterende signal, slik som kvaring av toppene av en sinusformet bølgeform for å oppnå en rektangulær bølgeform som sett ovenfor.

Den vanligste bruken av en "diode clipping"er som svinghjul eller frihjulsdiode koblet parallelt over en induktiv last for å beskytte omkoblingstransistoren danner reversspenningstransienter.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar