Un circuito que elimina el pico de una forma de onda se conoce como clipper. En la siguiente figura se muestra un cortapelos negativo.
Análisis de operación de Circuito de Claqueta
Este diagrama esquemático se produjo con el programa de captura esquemática Xcircuit. Xcircuit produjo la siguiente figura de la lista de redes de ESPECIAS, excepto el segundo y el penúltimo par de líneas que se insertaron con un editor de texto.
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*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 de pico negativo a -0.7 V.
Medio ciclo positivo
Durante el medio ciclo positivo de la entrada de pico de 5 V, el diodo se invierte sesgado. El diodo no conduce. Es como si el diodo no estuviera allí. El medio ciclo positivo no cambia en la salida V (2) de la figura siguiente. Dado que los picos positivos de salida en realidad superponen la onda sinusoidal de entrada V(1), la entrada se ha desplazado hacia arriba en la gráfica para mayor claridad. En Nuez moscada, el módulo de visualización de ESPECIAS, el comando «plot v(1)+1)» logra esto.
V (1) + 1 es en realidad V(1), una onda sinusoidal de 10 Vptp, compensada por 1 V para claridad de pantalla. La salida V (2) se recorta a -0.7 V, mediante diodo D1.
Medio ciclo negativo
Durante el medio ciclo negativo de entrada de onda sinusoidal de la figura anterior, el diodo está sesgado hacia adelante, es decir, conductivo. El medio ciclo negativo de la onda sinusoidal está en cortocircuito. El medio ciclo negativo de V (2) se recortaría a 0 V para un diodo ideal. La forma de onda se recorta a -0,7 V debido a la caída de voltaje hacia adelante del diodo de silicio. El modelo spice tiene un valor predeterminado de 0,7 V, a menos que los parámetros de la instrucción model especifiquen lo contrario. Los diodos de germanio o Schottky se sujetan a voltajes más bajos.
Un examen más detallado del pico recortado negativo (figura anterior) revela que sigue la entrada durante un ligero período de tiempo mientras la onda sinusoidal se mueve hacia -0,7 V. La acción de recorte solo es efectiva después de que la onda sinusoidal de entrada exceda de -0,7 V. El diodo no conduce durante el medio ciclo completo, sin embargo, durante la mayor parte del mismo.
Circuito Clipper simétrico
La adición de un diodo anti-paralelo al diodo existente en la figura de arriba produce el clipper simétrico en la figura de abajo.
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*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 |
Simétrica clipper: Anti-paralelo diodos clip positivos y negativos de pico, dejando a un ± 0,7 V de salida.
El diodo D1 sujeta el pico negativo a -0,7 V como antes. El diodo adicional D2 conduce para semiciclos positivos de la onda sinusoidal a medida que excede los 0,7 V, la caída del diodo delantero. El resto de la tensión cae a través de la resistencia de serie. Por lo tanto, ambos picos de la onda sinusoidal de entrada se recortan en la figura a continuación. La lista de red se encuentra en la figura anterior
El diodo D1 se engancha a -0.7 V mientras conduce durante picos negativos. D2 conduce para picos positivos, recorte a 0.7V
Forma general de la cortadora de diodos
La forma más general de la cortadora de diodos se muestra en la figura a continuación. Para un diodo ideal, el recorte se produce al nivel de la tensión de recorte, V1 y V2. Sin embargo, las fuentes de voltaje se han ajustado para tener en cuenta la caída hacia delante de 0,7 V de los diodos de silicio reales. D1 clips en 1.3 V +0.7 V=2.0 V cuando el diodo comienza a conducir. D2 se engancha a -2,3 V -0,7 V=-3,0 V cuando D2 conduce.
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*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 la entrada de onda senoidal en 2V. D2 clips en -3V.
El recortador de la figura anterior no tiene que recortar ambos niveles. Para sujetar a un nivel con un diodo y una fuente de voltaje, retire el otro diodo y la fuente.
La lista de red se encuentra en la figura anterior. Las formas de onda de la siguiente figura muestran el recorte de v(1) en la salida v(2).
Clips D1 la onda sinusoidal a 2V. Clips D2 a-3V.
Clipper de diodo Zener
También hay un circuito clipper de diodo zener en la sección» diodo Zener». Un diodo zener reemplaza tanto al diodo como a la fuente de voltaje de CC.
Aplicación práctica de Circuitos Clipper
Una aplicación práctica de un clipper es evitar que una señal de voz amplificada sature un transmisor de radio en la Figura a continuación. El exceso de conducción del transmisor genera señales de radio falsas que causan interferencia con otras estaciones. El clipper es una medida de protección.
Clipper evita el exceso de conducción del transmisor de radio por picos de voz.
Una onda sinusoidal se puede cuadrar con un cortapelos. Otra aplicación de clipper es la protección de entradas expuestas de circuitos integrados. La entrada del CI está conectada a un par de diodos como en el nodo » 2 » de la figura anterior . Las fuentes de tensión se sustituyen por los rieles de alimentación del CI. Por ejemplo, los CI CMOS usan 0V y +5 V. Los amplificadores analógicos pueden usar ±12V para las fuentes V1 y V2.
- REVISIÓN
- Una resistencia y un diodo accionados por una fuente de voltaje de CA captan la señal observada a través del diodo.
- Un par de diodos Si antiparalelos se enganchan simétricamente a ±0,7 V
- El extremo conectado a tierra de un diodo clipper se puede desconectar y conectar a un voltaje de CC para enganchar a un nivel arbitrario.
- Una cortadora puede servir como medida de protección, evitando que una señal supere los límites de la pinza.
HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:
- Hoja de cálculo de Circuitos de Clipper y Clamper