een circuit dat de piek van een golfvorm verwijdert, wordt clipper genoemd. Een negatieve clipper is weergegeven in de afbeelding hieronder.
Clapper Circuit Operation Analysis
dit schema is gemaakt met Xcircuit schematic capture program. Xcircuit produceerde de onderstaande SPICE net-lijst, met uitzondering van het tweede, en een na laatste paar regels die werden ingevoegd met een teksteditor.
|
|
*SPICE 03437.eps * A K ModelName D1 0 2 diode R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran .05m 3m .end |
Clipper: clips negatieve piek bij -0,7 V.
positieve halve cyclus
tijdens de positieve halve cyclus van de 5 V piekinvoer wordt de diode omgekeerd bevooroordeeld. De diode leidt niet. Het is alsof de diode er niet is. De positieve halve cyclus is onveranderd bij de uitgang V (2) in de onderstaande figuur. Aangezien de output positieve pieken eigenlijk overlays de input sinus golf V (1), de input is verschoven naar boven in de plot voor duidelijkheid. In nootmuskaat, de SPICE display module, het commando “plot v(1)+1)” bereikt dit.
V (1)+1 is eigenlijk V(1), een sinusgolf van 10 Vptp, die voor de duidelijkheid met 1 V wordt gecompenseerd. V (2) uitgang wordt geknipt op -0,7 V, door diode D1.
negatieve halve cyclus
tijdens de negatieve halve cyclus van de sinusinvoer van bovenstaande figuur is de diode naar voren vertekend, dat wil zeggen geleidend. De negatieve halve cyclus van de sinusgolf wordt kortgesloten. De negatieve halve cyclus van V (2) zou worden geknipt op 0 V voor een ideale diode. De golfvorm wordt geknipt op -0,7 V door de voorwaartse spanningsval van de silicium diode. Het spice model staat standaard op 0.7 V tenzij de parameters in het model statement anders aangeven. Germanium of Schottky diodes clip bij lagere spanningen.
nader onderzoek van de negatieve geknipte piek (figuur hierboven) laat zien dat deze de invoer gedurende een kleine periode volgt terwijl de sinus zich naar -0,7 V beweegt. De diode is niet geleidend voor de volledige halve cyclus, hoewel, gedurende het grootste deel van het.
symmetrische Clipper Circuit
de toevoeging van een anti-parallelle diode aan de bestaande diode in de bovenstaande figuur geeft de symmetrische clipper in onderstaande figuur.
|
|
*SPICE 03438.eps D1 0 2 diode D2 2 0 diode R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.05m 3m .end |
symmetrische clipper: Anti-parallelle diodes clip zowel positieve als negatieve piek, waardoor een ± 0,7 V uitgang.
diode D1 filmt de negatieve piek bij -0,7 V zoals voorheen. De extra diode D2 leidt voor positieve halve cycli van de sinus als deze 0,7 V, de voorwaartse diode daling overschrijdt. De rest van de spanning daalt over de serieweerstand. Dus, beide pieken van de invoer sinus worden geknipt in onderstaande figuur. De netlijst is in figuur hierboven
. D2 leidt voor positieve pieken, knippen op 0.7V
algemene vorm van de Diode Clipper
de meest algemene vorm van de diode clipper is weergegeven in onderstaande figuur. Voor een ideale diode vindt de clipping plaats op het niveau van de clipping voltage, V1 en V2. Echter, de spanningsbronnen zijn aangepast om rekening te houden met de 0.7 V voorwaartse daling van de echte silicium diodes. D1 clips op 1,3 V + 0,7 V = 2,0 V wanneer de diode begint te leiden. D2 clips op -2.3 V -0.7 V=-3.0 V wanneer D2 geleidt.
|
|
*SPICE 03439.eps V1 3 0 1.3 V2 4 0 -2.3 D1 2 3 diode D2 4 2 diode R1 2 1 1.0k V3 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.05m 3m .end |
D1 clips de ingang zenuw op 2V. D2 clips op-3V.
de clipper in bovenstaande figuur hoeft niet beide niveaus te knippen. Om op één niveau met één diode en één spanningsbron te clippen, verwijdert u de andere diode en bron.
de netto-lijst is in bovenstaande figuur weergegeven. De golfvormen in onderstaande figuur tonen het knippen van v (1) bij uitgang v(2).
D1 clips de Zener diode Clipper
er is ook een zener diode clipper circuit in de “Zener diode” sectie. Een zenerdiode vervangt zowel de diode als de DC-spanningsbron.
praktische toepassing van Clipper Circuits
een praktische toepassing van een clipper is om te voorkomen dat een versterkt spraaksignaal een radiozender overdrijft in onderstaande figuur. Over het besturen van de zender genereert valse radiosignalen die interferentie met andere stations veroorzaken. De clipper is een beschermende maatregel.
Clipper voorkomt dat de radiozender via spraakpieken wordt overgestuurd.
een pezenwave kan worden opgeklopt door een clipper over te drijven. Een andere clipper toepassing is de bescherming van blootgestelde ingangen van geïntegreerde schakelingen. De ingang van de IC is verbonden met een paar diodes zoals bij knoop “2” van figuur hierboven . De spanningsbronnen worden vervangen door de voedingsrails van de IC. Bijvoorbeeld, CMOS IC ‘ s gebruiken 0V en +5 V. analoge versterkers kunnen ±12V gebruiken voor de V1 en V2 bronnen.
- REVIEW
- een weerstand en diode aangedreven door een WISSELSPANNINGSBRON clipt het signaal dat over de diode wordt waargenomen.
- een paar anti-parallelle Si-dioden clip symmetrisch op ±0,7 V
- het geaarde uiteinde van een clipperdiode(s) kan worden losgekoppeld en aangesloten op een gelijkspanning om op een willekeurig niveau te clippen.
- een clipper kan dienen als beschermende maatregel om te voorkomen dat een signaal de clipgrenzen overschrijdt.
gerelateerde werkbladen:
- werkblad voor Clipper-en Klemcircuits