Un circuit qui supprime le pic d’une forme d’onde est connu sous le nom de clipper. Une tondeuse négative est illustrée sur la figure ci-dessous.
Analyse du fonctionnement du circuit Clapper
Ce schéma a été produit avec le programme de capture schématique Xcircuit. Xcircuit a produit la figure de liste SPICE net ci-dessous, à l’exception de la deuxième et avant-dernière paire de lignes qui ont été insérées avec un éditeur de texte.
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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: coupe le pic négatif à -0,7 V.
Demi-cycle positif
Pendant le demi-cycle positif de l’entrée de crête 5 V, la diode est polarisée en inverse. La diode ne conduit pas. C’est comme si la diode n’était pas là. Le demi-cycle positif est inchangé à la sortie V(2) de la figure ci-dessous. Étant donné que les pics positifs de sortie recouvrent en fait l’onde sinusoïdale d’entrée V(1), l’entrée a été décalée vers le haut dans le graphique pour plus de clarté. Dans Muscade, le module d’affichage des ÉPICES, la commande « plot v(1) +1) » accomplit cela.
V(1) + 1 est en fait V(1), une onde sinusoïdale de 10 Vptp, décalée de 1 V pour la clarté de l’affichage. La sortie V(2) est coupée à -0,7 V, par la diode D1.
Demi-cycle négatif
Pendant le demi-cycle négatif de l’entrée d’onde sinusoïdale de la figure ci-dessus, la diode est polarisée vers l’avant, c’est-à-dire conductrice. Le demi-cycle négatif de l’onde sinusoïdale est court-circuité. Le demi-cycle négatif de V(2) serait coupé à 0 V pour une diode idéale. La forme d’onde est coupée à -0,7 V en raison de la chute de tension directe de la diode au silicium. Le modèle spice est par défaut à 0,7 V, sauf si les paramètres de l’instruction model spécifient le contraire. Les diodes germanium ou Schottky se clipsent à des tensions plus basses.
Un examen plus approfondi du pic d’écrêtage négatif (figure ci-dessus) révèle qu’il suit l’entrée pendant une légère période de temps pendant que l’onde sinusoïdale se déplace vers -0,7 V. L’action d’écrêtage n’est efficace qu’après que l’onde sinusoïdale d’entrée dépasse -0,7 V. La diode n’est pas conductrice pendant le demi-cycle complet, cependant, pendant la majeure partie de celui-ci.
Circuit de coupe symétrique
L’ajout d’une diode anti-parallèle à la diode existante de la figure ci-dessus donne la coupe symétrique de la figure ci-dessous.
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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 |
Tondeuse symétrique: Les diodes anti-parallèles coupent les pics positifs et négatifs, laissant une sortie ± 0,7 V.
La diode D1 coupe le pic négatif à -0,7 V comme précédemment. La diode supplémentaire D2 conduit pendant des demi-cycles positifs de l’onde sinusoïdale lorsqu’elle dépasse 0,7 V, la diode directe chute. Le reste de la tension chute aux bornes de la résistance série. Ainsi, les deux pics de l’onde sinusoïdale d’entrée sont découpés dans la figure ci-dessous. La liste nette est dans la figure ci-dessus
La diode D1 se clipse à -0,7V lorsqu’elle conduit pendant les pics négatifs. D2 conduit pour les pics positifs, écrêtage à 0.7V
Forme générale de la tondeuse à diode
La forme la plus générale de la tondeuse à diode est illustrée sur la figure ci-dessous. Pour une diode idéale, l’écrêtage se produit au niveau de la tension d’écrêtage, V1 et V2. Cependant, les sources de tension ont été ajustées pour tenir compte de la chute directe de 0,7 V des diodes réelles en silicium. D1 se clipse à 1,3V + 0,7V = 2,0V lorsque la diode commence à conduire. D2 clips à -2,3V -0,7V = -3,0V lorsque D2 conduit.
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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 coupe l’onde sinusoïdale d’entrée à 2V. D2 coupe à -3V.
La tondeuse de la figure ci-dessus n’a pas à couper les deux niveaux. Pour couper à un niveau avec une diode et une source de tension, retirez l’autre diode et la source.
La liste nette est dans la figure ci-dessus. Les formes d’onde de la figure ci-dessous montrent l’écrêtage de v(1) à la sortie v(2).
D1 coupe l’onde sinusoïdale à 2V. D2 coupe à -3V.
Zener Diode Clipper
Il existe également un circuit de clipper à diodes zener dans la section « diode Zener ». Une diode zener remplace à la fois la diode et la source de tension CONTINUE.
Application Pratique des circuits Clipper
Une application pratique d’un clipper consiste à empêcher un signal vocal amplifié de surcharger un émetteur radio sur la figure ci-dessous. La suralimentation de l’émetteur génère des signaux radio parasites qui provoquent des interférences avec d’autres stations. La tondeuse est une mesure de protection.
Clipper empêche la transmission de l’émetteur radio par des pics vocaux.
Une onde sinusoïdale peut être équarrie en survolant une tondeuse. Une autre application de clipper est la protection des entrées exposées des circuits intégrés. L’entrée du circuit intégré est reliée à une paire de diodes comme au noeud « 2 » de la figure ci-dessus. Les sources de tension sont remplacées par les rails d’alimentation du circuit intégré. Par exemple, les circuits intégrés CMOS utilisent 0V et + 5 V. Les amplificateurs analogiques peuvent utiliser ±12V pour les sources V1 et V2.
- REVUE
- Une résistance et une diode pilotées par une source de tension ALTERNATIVE coupent le signal observé à travers la diode.
- Une paire de diodes Si anti-parallèles se clipsent symétriquement à ± 0,7V
- L’extrémité mise à la terre d’une diode clipper peut être déconnectée et câblée à une tension CONTINUE pour se clipser à un niveau arbitraire.
- Une tondeuse peut servir de mesure de protection, empêchant un signal de dépasser les limites du clip.
FEUILLES DE TRAVAIL CONNEXES:
- Feuille de calcul des circuits de coupe et de serrage