Схемы клиперов

Схема, которая удаляет пик формы волны, известна как ограничитель . . Негативный клипер показан на рисунке ниже.

Анализ работы контура заслонки

Эта принципиальная схема была создана с помощью программы захвата схем Xcircuit. Xcircuit создала список цепей SPICE, показанный ниже, за исключением второй и предпоследней пары строк, которые были вставлены с помощью текстового редактора.

 * SPICE 03437.eps * A K Название модели D1 0 2 диода R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN (0 5 1k) .model диод d .tran .05m 3m .end 

Clipper:ограничивает отрицательный пик при -0,7 В.

Положительный полупериод

Во время положительного полупериода пикового входа 5 В диод имеет обратное смещение. Диод не проводит. Как будто диода не было. Положительный полупериод не изменяется на выходе V (2) на рисунке ниже. Поскольку выходные положительные пики фактически перекрывают входную синусоидальную волну V (1), входной сигнал был сдвинут вверх на графике для ясности. В Nutmeg, модуле отображения SPICE, это выполняется командой «plot v (1) +1)».

V (1) +1 на самом деле представляет собой V (1), синусоидальную волну 10 Vptp, смещенную на 1 V для ясности отображения. Выход V (2) ограничен диодом D1 при -0,7 В.

Отрицательный полупериод

Во время отрицательного полупериода входного синусоидального сигнала, показанного на рисунке выше, диод смещен в прямом направлении, то есть проводящий. Отрицательный полупериод синусоиды закорочен. Отрицательный полупериод V (2) будет ограничен 0 В для идеального диода. Форма волны ограничена -0,7 В из-за прямого падения напряжения на кремниевом диоде. Модель Spice по умолчанию составляет 0,7 В, если в параметрах модели не указано иное. Германиевые диоды или диоды Шоттки фиксируются при более низких напряжениях.

Более пристальное рассмотрение отрицательного ограниченного пика (рисунок выше) показывает, что он следует за входом в течение небольшого периода времени, пока синусоидальная волна приближается к -0,7 В. Ограничение действует только после того, как входная синусоида превышает -0,7 В. Однако диод не проводит полный полупериод в течение большей его части.

Схема симметричного клипсатора

Добавление антипараллельного диода к существующему диоду на рисунке выше дает симметричный ограничитель, показанный на рисунке ниже.

 * SPICE 03438.eps D1 0 2 диод D2 2 0 диод R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN (0 5 1k) .model diode d .tran 0.05m 3m .end 

Симметричный ограничитель:антипараллельные диоды ограничивают как положительный, так и отрицательный пик, оставляя выходное напряжение ± 0,7 В.

Диод D1, как и раньше, фиксирует отрицательный пик на -0,7 В. Дополнительный диод D2 проводит положительные полупериоды синусоидальной волны, поскольку она превышает 0,7 В, прямое падение диода. Остальная часть напряжения падает на последовательном резисторе. Таким образом, оба пика входной синусоиды ограничены на рисунке ниже. Список цепей представлен на рисунке выше

Диод D1 фиксируется при -0,7 В, поскольку он проводит во время отрицательных пиков. D2 проводит для положительных пиков, ограничение при 0,7 В

Общий вид диодного клипсатора

Наиболее общий вид диодного ограничителя показан на рисунке ниже. Для идеального диода ограничение происходит на уровне напряжения ограничения V1 и V2. Однако источники напряжения были отрегулированы с учетом прямого падения напряжения на 0,7 В реальных кремниевых диодов. D1 фиксируется при 1,3 В + 0,7 В =2,0 В, когда диод начинает проводить. D2 зажимается при -2,3 В -0,7 В =-3,0 В, когда D2 проводит.

 * SPICE 03439.eps V1 3 0 1,3 V2 4 0 -2,3 D1 2 3 диода D2 4 2 диода R1 2 1 1,0k V3 1 0 SIN (0 5 1k). модель диода d .tran 0,05 м 3 м. конец 

D1 ограничивает входной синусоидальный сигнал на уровне 2 В. D2 фиксируется при -3 В.

Машинка для стрижки на рисунке выше не должна обрезать оба уровня. Чтобы отсечь на одном уровне один диод и один источник напряжения, удалите другой диод и источник.

Список цепей представлен на рисунке выше. Осциллограммы на рисунке ниже показывают ограничение v (1) на выходе v (2).

D1 ограничивает синусоиду на уровне 2 В. D2 зажимает при -3В.

Ограничитель стабилитрона

Также в секции «стабилитрон» есть схема стабилитрона с ограничителем. Стабилитрон заменяет как диод, так и источник постоянного напряжения.

Практическое применение схем машинки для стрижки

Практическое применение ограничителя - предотвращение перегрузки усиленного речевого сигнала на радиопередатчик, показанный на рисунке ниже. Избыточное движение передатчика генерирует ложные радиосигналы, которые создают помехи другим станциям. Машинка для стрижки - это защитная мера.

Clipper предотвращает перегрузку радиопередатчика пиками голоса.

Синусоидальную волну можно выровнять, перегрузив машинку для стрижки. Еще одно применение ограничителя - защита открытых входов интегральных схем. Вход ИС подключен к паре диодов, как в узле «2» на рисунке выше. Источники напряжения заменены на шины питания ИМС. Например, КМОП-микросхемы используют 0 В и +5 В. Аналоговые усилители могут использовать ± 12 В для источников V1 и V2.

• ОБЗОР
• Резистор и диод, управляемые источником переменного напряжения, ограничивают сигнал, наблюдаемый на диоде.
• Пара встречно-параллельных кремниевых диодов симметрично зажимается при напряжении ± 0,7 В.
• Заземленный конец ограничивающего диода (диодов) можно отключить и подключить к источнику постоянного напряжения для ограничения произвольного уровня.
• Ограничитель может служить защитной мерой, не позволяя сигналу выйти за пределы ограничения.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Рабочий лист клипсаторов и зажимов