Circuiti tagliatori di diodi: progettazione e dimostrazione

Come suggerisce il nome, il circuito Clipper viene utilizzato per "tagliare" una parte del segnale di ingresso senza distorcere la parte rimanente della forma d'onda. È un circuito che modella le onde. Questo può essere molto utile nei circuiti dove il segnale in ingresso raggiunge un valore di tensione più alto di quello atteso. Questi circuiti possono essere implementati in vari modi a seconda della configurazione o della funzione del diodo.

Il clipping viene eseguito a ciclo positivo o negativo modificando la configurazione del diodo. Quindi ci sono clipper positivi o negativi a seconda del ciclo che viene ritagliato. Qui spiegheremo e dimostreremo diversi tipi di clipper utilizzando un oscilloscopio.

I principali tipi di clipper sono:

Clipper positivo di serie
Clipper positivo in serie con tensione di polarizzazione
Clipper negativo di serie
Clipper negativo in serie con tensione di polarizzazione
Clipper positivo di shunt
Clipper positivo shunt con tensione di polarizzazione
Shunt Negative Clipper
Clipper negativo in shunt con tensione di polarizzazione
Clipper combinato

1. Clipper positivo di serie

Come suggerisce il nome, questo circuito interrompe il semiciclo positivo del segnale di ingresso. Il diodo è collegato in serie con l'uscita come mostrato nella figura seguente:

Per progettare il circuito, basta seguire lo schema del circuito sopra. Collegare prima il terminale 12V del trasformatore all'estremità negativa del diodo e collegare un resistore da 10K all'estremità positiva del diodo, quindi collegare il terminale 0V del trasformatore all'altra estremità del resistore. Ora collega il primo canale dell'oscilloscopio al lato di ingresso e il secondo canale al lato di uscita. Accendi il trasformatore e l'oscilloscopio. E vedrai il semiciclo positivo del segnale di uscita interrotto.

Durante il semiciclo positivo il diodo è in polarizzazione inversa, quindi non c'è tensione di uscita, e durante il semiciclo negativo il diodo va in polarizzazione diretta e la caduta di tensione si verifica sull'uscita. Quindi vediamo il semiciclo positivo interrotto.

2. Clipper positivo in serie con tensione di polarizzazione

Molte volte abbiamo solo bisogno di troncare solo una piccola parte del segnale. Per fare ciò viene utilizzata la tensione di polarizzazione. Quindi, quando colleghiamo la tensione di polarizzazione con la resistenza, la tensione di uscita è la differenza tra la tensione di ingresso e la tensione di polarizzazione. In questo modo la metà positiva si aggancia al livello di tensione desiderato. Se fornisci una tensione negativa (Figura 2), taglierà parte del ciclo negativo come mostrato di seguito perché la tensione negativa si sommerà alla tensione di ingresso.

3. Clipper negativo di serie

Come suggerisce il nome, questo circuito interrompe il semiciclo negativo del segnale di ingresso. Il diodo è collegato in serie con l'uscita come mostrato nella figura seguente:

Per progettare il circuito, basta seguire lo schema del circuito sopra. In primo luogo collegare il terminale 12V del trasformatore all'estremità positiva del diodo e collegare un resistore da 10K all'estremità negativa del diodo, quindi collegare il terminale 0V del trasformatore all'altra estremità del resistore. Ora collega il primo canale dell'oscilloscopio al lato di ingresso e il secondo canale al lato di uscita. Accendi il trasformatore e l'oscilloscopio. E vedrai il semiciclo negativo del segnale di uscita interrotto.

Durante il semiciclo positivo il diodo è in polarizzazione diretta, quindi la caduta di tensione si verifica sull'uscita e durante il semiciclo negativo il diodo va in polarizzazione inversa e non c'è tensione di uscita sull'uscita. Quindi vediamo il semiciclo negativo troncato.

4. Clipper negativo in serie con tensione di polarizzazione

Funziona secondo lo stesso principio del clipper con polarizzazione positiva della serie. Ma qui la tensione di polarizzazione negativa viene utilizzata per tagliare la parte negativa del segnale perché la tensione di polarizzazione positiva verrà aggiunta alla tensione di ingresso.

5. Shunt Positive Clipper

In Shunt / Parallel Clipper, il diodo è collegato al lato di uscita e la resistenza è collegata al lato di ingresso. Si chiama parallelo perché l'uscita si sviluppa parallelamente al diodo. Lo schema elettrico è mostrato di seguito:

Per progettare il circuito, seguire lo schema del circuito mostrato sopra. In primo luogo collegare il terminale 12V del trasformatore al resistore 10K e collegare l'estremità positiva del diodo a questo resistore, quindi collegare il terminale 0V del trasformatore all'estremità negativa del diodo. Ora collega il primo canale dell'oscilloscopio al lato di ingresso e il secondo canale al lato di uscita. Accendi il trasformatore e l'oscilloscopio. E vedrai il semiciclo positivo del segnale di uscita interrotto.

Durante il semiciclo positivo il diodo è in polarizzazione diretta, quindi agisce come un cortocircuito e non c'è tensione di uscita in caso di cortocircuito. Ora durante il semiciclo negativo il diodo va in polarizzazione inversa e funge da circuito aperto e la tensione di uscita diventa uguale alla tensione di ingresso. Quindi vediamo il semiciclo positivo interrotto.

6. Shunt Clipper positivo con tensione di polarizzazione

Anche questo tipo di clipper funziona come i clipper polarizzati discussi in precedenza, ma questa volta la tensione di polarizzazione è collegata al diodo. Quindi, nel bias positivo, taglia solo la parte positiva, ma mentre è polarizzato negativamente, taglia anche una parte del mezzo ciclo negativo come mostrato nel diagramma sotto.

7. Shunt Negative Clipper

Questo filtro è progettato come il clipper positivo dello shunt, solo il diodo è collegato al contrario. Lo schema elettrico è riportato di seguito:

Per prima cosa collegare il terminale 12V del trasformatore al resistore 10K e collegare l'estremità negativa del diodo a questo resistore, quindi collegare il terminale 0V del trasformatore all'estremità positiva del diodo. Ora collega il primo canale dell'oscilloscopio al lato di ingresso e il secondo canale al lato di uscita. Accendi il trasformatore e l'oscilloscopio. E vedrai il semiciclo negativo del segnale di uscita interrotto.

Durante il semiciclo positivo il diodo è in polarizzazione inversa, quindi agisce come un circuito aperto e la tensione di uscita diventa uguale alla tensione di ingresso. Ora durante il semiciclo negativo il diodo va in polarizzazione diretta e funge da cortocircuito e non c'è tensione di uscita in caso di cortocircuito. Quindi vediamo il semiciclo negativo troncato.

8. Shunt Negative Clipper con tensione di polarizzazione

Sono anche simili ai clipper con polarizzazione negativa in serie, ma questa volta la tensione è collegata al diodo. È necessario utilizzare la tensione di polarizzazione negativa per ottenere il clipping nel ciclo negativo e il bias positivo per tagliare il ciclo positivo.

9. Clippers combinatori

Questi clipper vengono utilizzati per ritagliare entrambi i cicli positivi e negativi a un certo livello. Per ottenere ciò, vengono utilizzati due diodi in direzioni opposte. Per regolare il clipping è possibile applicare una tensione di polarizzazione in modo che il clipping venga applicato alla differenza di tensione tra l'ingresso e la tensione di polarizzazione. Lo schema elettrico è riportato di seguito:

Basta seguire lo schema del circuito mostrato sopra. Questo circuito è lo stesso dei circuiti paralleli / shunt sopra, ma qui abbiamo usato due diodi. Abbiamo realizzato il circuito senza utilizzare la tensione di polarizzazione, quindi in uscita entrambi i cicli verranno interrotti.

Durante il semiciclo positivo, D2 è polarizzato in avanti e D1 è polarizzato inverso. Quindi D2 diventerà un cortocircuito e D1 sarà un circuito aperto. Allo stesso modo per mezzo ciclo negativo si verificherà l'opposto della condizione di cui sopra. Ma l'uscita sarà al livello di differenza di tensione e poiché non abbiamo usato la tensione di polarizzazione, entrambi i cicli verranno interrotti.