Diode-clipper-circuits: ontwerp en demonstratie

Zoals de naam al doet vermoeden, wordt het Clipper-circuit gebruikt om een ​​deel van het ingangssignaal te "knippen" zonder het resterende deel van de golfvorm te vervormen. Het is een golfvormend circuit. Dit kan erg handig zijn in de circuits waar het ingangssignaal een hogere spanningswaarde bereikt dan verwacht. Deze circuits kunnen op verschillende manieren worden geïmplementeerd, afhankelijk van de configuratie of functie van de diode.

Het knippen gebeurt in een positieve of negatieve cyclus door de configuratie van de diode te veranderen. Er zijn dus positieve of negatieve tondeuses, afhankelijk van welke cyclus wordt geknipt. Hier zullen we verschillende soorten tondeuses uitleggen en demonstreren met behulp van een oscilloscoop.

De belangrijkste soorten tondeuses zijn:

1. Serie Positieve Clipper
2. Serie positieve tondeuse met voorspanning
3. Serie Negatieve Clipper
4. Serie negatieve tondeuse met voorspanning
5. Shunt Positieve Clipper
6. Shunt-positieve tondeuse met voorspanning
7. Shunt negatieve clipper
8. Shunt negatieve tondeuse met voorspanning
9. Combinationele tondeuse

1. Serie Positieve Clipper

Zoals de naam suggereert, knipt dit circuit de positieve halve cyclus van het ingangssignaal af. De diode is in serie geschakeld met uitgang zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding:

Volg het bovenstaande schakelschema om het circuit te ontwerpen. Verbind eerst de 12V-aansluiting van de transformator met het negatieve uiteinde van de diode en sluit een weerstand van 10K aan op het positieve uiteinde van de diode en sluit vervolgens de 0V-aansluiting van de transformator aan op het andere uiteinde van de weerstand. Verbind nu het eerste kanaal van de oscilloscoop met de ingangszijde en het tweede kanaal met de uitgangszijde. Schakel de transformator en oscilloscoop in. En u zult zien dat de positieve halve cyclus van het uitgangssignaal wordt afgekapt.

Tijdens de positieve halve cyclus is de diode in tegengestelde richting zodat er geen uitgangsspanning is, en tijdens de negatieve halve cyclus gaat de diode in voorwaartse voorspanning en vindt de spanningsval over de uitgang plaats. Daarom zien we de positieve halve cyclus afgekapt.

2. Serie positieve tondeuse met voorspanning

Vaak hebben we maar een klein deel van het signaal nodig om te worden afgekapt. Om dat te doen, wordt bias-spanning gebruikt. Dus als we de bias-spanning met de weerstand verbinden, is de uitgangsspanning het verschil tussen ingangsspanning en bias-spanning. Dit is hoe de positieve helft afknipt tot het gewenste spanningsniveau. Als u een negatieve spanning levert (afbeelding 2), wordt een deel van de negatieve cyclus afgekapt, zoals hieronder weergegeven, omdat de negatieve spanning zal optellen met de ingangsspanning.

3. Serie negatieve tondeuse

Zoals de naam suggereert, knipt dit circuit de negatieve halve cyclus van het ingangssignaal af. De diode is in serie geschakeld met uitgang zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding:

Volg het bovenstaande schakelschema om het circuit te ontwerpen. Verbind eerst de 12V-aansluiting van de transformator met het positieve uiteinde van de diode en sluit een weerstand van 10K aan op het negatieve uiteinde van de diode en sluit vervolgens de 0V-aansluiting van de transformator aan op het andere uiteinde van de weerstand. Verbind nu het eerste kanaal van de oscilloscoop met de ingangszijde en het tweede kanaal met de uitgangszijde. Schakel de transformator en oscilloscoop in. En u zult zien dat de negatieve halve cyclus van het uitgangssignaal wordt afgekapt.

Tijdens de positieve halve cyclus is de diode in voorwaartse voorspanning, dus de spanningsval vindt plaats over de uitgang en tijdens de negatieve halve cyclus gaat de diode in tegengestelde voorspanning en is er geen uitgangsspanning over de uitgang. Daarom zien we de negatieve halve cyclus afgekapt.

4. Serie negatieve tondeuse met voorspanning

Dit werkt op hetzelfde principe als de serie positieve vooringenomenheid clipper. Maar hier wordt een negatieve voorspanning gebruikt om het negatieve gedeelte van het signaal af te knippen, omdat de positieve voorspanning wordt opgeteld bij de ingangsspanning.

5. Shunt Positieve Clipper

Bij Shunt / Parallel Clipper is de diode verbonden met de uitgangszijde en de weerstand is verbonden met de ingangszijde. Het wordt parallel genoemd omdat de output parallel aan de diode wordt ontwikkeld. Het schakelschema is hieronder weergegeven:

Volg het bovenstaande schakelschema om het circuit te ontwerpen. Verbind eerst de 12V-aansluiting van de transformator met de 10K-weerstand en verbind het positieve uiteinde van de diode met deze weerstand en sluit vervolgens de 0V-aansluiting van de transformator aan op het negatieve uiteinde van de diode. Verbind nu het eerste kanaal van de oscilloscoop met de ingangszijde en het tweede kanaal met de uitgangszijde. Schakel de transformator en oscilloscoop in. En u zult zien dat de positieve halve cyclus van het uitgangssignaal wordt afgekapt.

Tijdens de positieve halve cyclus staat de diode in voorwaartse richting, dus hij werkt als een kortsluiting en er is geen uitgangsspanning in geval van kortsluiting. Nu gaat tijdens de negatieve halve cyclus de diode in tegengestelde richting en werkt als een open circuit en wordt de uitgangsspanning gelijk aan de ingangsspanning. Daarom zien we de positieve halve cyclus afgekapt.

6. Shunt positieve tondeuse met voorspanning

Dit type tondeuse werkt ook hetzelfde als de vooringenomen tondeuse die eerder is besproken, maar deze keer is de voorspanning verbonden met een diode. Dus bij positieve voorspanning knipt het alleen het positieve deel af, maar terwijl het negatief is bevooroordeeld, knipt het ook een deel van de negatieve halve cyclus af, zoals weergegeven in het onderstaande diagram.

7. Shunt negatieve tondeuse

Dit filter is hetzelfde ontworpen als de shunt-positieve tondeuse, alleen is de diode omgekeerd aangesloten. Het schakelschema wordt hieronder gegeven:

Verbind eerst de 12V-aansluiting van de transformator met de 10K-weerstand en verbind de negatieve kant van de diode met deze weerstand en sluit vervolgens de 0V-klem van de transformator aan op de positieve kant van de diode. Verbind nu het eerste kanaal van de oscilloscoop met de ingangszijde en het tweede kanaal met de uitgangszijde. Schakel de transformator en oscilloscoop in. En u zult zien dat de negatieve halve cyclus van het uitgangssignaal wordt afgekapt.

Tijdens de positieve halve cyclus staat de diode in tegengestelde richting, dus hij werkt als een open circuit en de uitgangsspanning wordt gelijk aan de ingangsspanning. Nu gaat tijdens de negatieve halve cyclus de diode in voorwaartse voorspanning en werkt als kortsluiting en is er geen uitgangsspanning in geval van kortsluiting. Daarom zien we de negatieve halve cyclus afgekapt.

8. Shunt negatieve tondeuse met voorspanning

Ze zijn ook vergelijkbaar met serie negatief voorgespannen clippers, maar deze keer is de spanning verbonden met een diode. U moet de negatieve bias-spanning gebruiken om de clipping in een negatieve cyclus te bereiken en de positieve bias om de positieve cyclus af te knippen.

9. Gecombineerde tondeuses

Deze tondeuse wordt gebruikt om zowel de positieve als de negatieve cycli tot op zekere hoogte af te knippen. Om dit te bereiken, worden twee diodes in tegengestelde richtingen gebruikt. Om de afsnijding te regelen kan een voorspanning worden aangelegd, zodat de afsnijding plaatsvindt op het spanningsverschil tussen ingangs- en instelspanning. Het schakelschema wordt hieronder gegeven:

Volg gewoon het schakelschema hierboven. Dit circuit is hetzelfde als de bovenstaande parallelle / shunt-circuits, maar we hebben hier twee diodes gebruikt. We hebben het circuit gemaakt zonder de bias-spanning te gebruiken, dus in de uitvoer worden beide cycli afgekapt.

Tijdens een positieve halve cyclus is de D2 voorwaarts voorgespannen en D1 is in tegengestelde richting. Dus D2 wordt kortsluiting en D1 wordt een open circuit. En evenzo zal bij een negatieve halve cyclus het tegenovergestelde van de bovenstaande voorwaarde optreden. Maar de output zal op het spanningsverschilniveau zijn en aangezien we de voorspanning niet hebben gebruikt, worden beide cycli afgekapt.