מעגלי חיתוך דיודה
מעגלי חיתוך דיודות הם מעגלים אלקטרוניים המשתמשים בדיודות כדי להגביל או לשלוט על משרעת האות החשמלי. אלו הם מעגלים חשמליים המכילים דיודה אחת או יותר המקצצות את אותות הכניסה. הפלט תלוי הן בכיוון הדיודה והן באותות הכניסה. במעגל למטה, דיודה הפונה כלפי מטה מחוברת בסדרה עם הנגד R 1 להגבלת החצי החיובי של אות הקלט.
עקרון עבודה וסיווגים
עקרון העבודה הוא בעצם הפעולה של דיודות במעגל. הדיודה אינה מוליכה במתחים הנמוכים מערך הניתוק של 0.7V. ברגע שחורג ממתח הניתוק, הזרם מתחיל לזרום, ומפל המתח נשאר באותו ערך. במצב מוטה הפוך, הדיודה פועלת כמו מעגל פתוח וכל אות כניסה לא יכול לעבור דרך הדיודה במצב זה ומשתקף במוצא עוקף את הדיודה המחוברת בסידור מקביל. חיתוך המתחים יכול להיות מסוגים שונים. אלה נדונים להלן:
- קליפר דיודה חיובי
- קליפר דיודה שלילית
- קליפר דיודה חיובי ושלילי
- קליפר דיודה הטיה חיובית
- קליפר דיודה הטיה שלילית
- קליפר הטיה חיובית ושליליה
- זנר דיודה קליפר
- קליפר גל מלא של דיודה זנר
קליפרס דיודה חיוביים
מעגל חיתוך דיודה חיובי מנתק באופן סלקטיבי את החצי החיובי של אות AC הכניסה. מעגל גוזם דיודה חיובי מגביל באופן סלקטיבי את חצאי המחזורים החיוביים של אות כניסה, ומאפשר לחלק שמעל סף מסוים לעבור תוך הנחתה של שאר האות.
הדיודה נשארת כבויה עד שמתח חצי המחזור החיובי עולה על 0.7V בערך. לאחר שהדיודה נכנסת למצב מוליכה, ללא קשר למתח הכניסה, נשמרת מפל מתח קדימה על פני הדיודה. צורת חצי המחזור החיובית של צורת הגל של הפלט נראית שטוחה. בחצי המחזור השלילי, הדיודה נשארת במצב הטיה הפוכה ומתנהגת כמו מעגל פתוח. כתוצאה מכך, כל קלט האות מופיע בדיודה. מעגל זה מחליש את אות הכניסה רק במהלך חצי מחזורים חיוביים. כל מתח מעל +0.7V ינותק.
קליפרס דיודה שלילית
חיתוך דיודה שלילית הוא תהליך שבו משתמשים בדיודה כדי להגביל את משרעת האות על ידי הסרה או חיתוך של חלק מהאות.
מעגל החיתוך השלילי חותך את המתחים במהלך חצי מחזורים שליליים. מנגנון הפעולה דומה למעגל הניתוק החיובי של הדיודה, אלא שהטיית הדיודה הפוכה. המתח השלילי מוגבל ל-0.7V על ידי מעגל הניתוק השלילי. כל ערך מתח שיורד מתחת לסף זה יוחלש.
קליפרס דיודה חיוביים ושליליים
תפסי מעגלים חיוביים ושליליים הם רכיבי מעגל שיכולים להגביל או לשלוט על המשרעת של אות חשמלי על ידי מתן אפשרות רק לזרמים חיוביים או שליליים מסוימים לעבור תוך הפחתה או דיכוי של השאר.
השילוב של מעגלי גזירה חיוביים ושליליים מביא למעגל גזירה משולב המגביל למעשה את משרעת המתח במעגלים החיוביים והשליליים. דיודות מסודרות בתצורה אנטי מקבילה, אחת מוליכה והשנייה לא מוליכה. בחצי המחזור החיובי, דיודה D 1 מדליק ומוליך ו-D 2 נכבה או נשאר פתוח. במהלך מחזור שלילי מתרחש תהליך הפוך. חצאי המחזורים החיוביים של צורת הגל של הפלט מראים משרעת מקסימלית של +0.7V בעוד שחצאי המחזורים השליליים מראים משרעת מינימלית של -0.7V.
קליפר דיודה הטיה חיובית
קוצץ דיודות הטיית מחזור חיובי חותך את המשרעת של מחזורי מתח חיובי באות חשמלי. ההסדר מודגם להלן:
מטרת המעגל לעיל היא להגביל את המתח מעל +0.7+V הֲטָיָה . קוצץ דיודה הטיית מחזור חיובי הוא רכיב מעגל המגביל באופן סלקטיבי את משרעת חצאי המחזורים החיוביים של אות הכניסה.
נפילת המתח קדימה מגבילה רק את מגבלת המתח שנקבעה על ידי מעגלי חיתוך הדיודה. מתח ההטיה משמש בסדרה עם הדיודה כדי להגביר את מתח ההתחלה. הקתודה של הדיודה מוחזקת בפוטנציאל אפס, אך נדרש מתח של +0.7V כדי לייצר הטיה קדימה על האנודה. לכן, מצב ההטיה קדימה דורש מתח של +0.7+V הֲטָיָה .
קליפר דיודה הטיה שלילית
קוצץ דיודה הטיה שלילית הוא תצורת מעגל נפוצה המשמשת להגבלת המשרעת של אות כניסה במערכות אלקטרוניות.
מתח בקוטביות הפוכה המופעל בסדרה עם הדיודה דומה לניתוק של דיודה מוטה חיובית. תהליך הגזירה מקל על הפעלת הטיה הפוכה על הדיודה, אך הדיודה דורשת מתח גבוה יותר כדי להטות קדימה מאשר אם היא הייתה בלתי מוטה. מעגל זה מגביל מתחים מתחת ל-0.7-V הֲטָיָה .
קליפרס הטיות חיוביות ושליליות
דיודות חיוביות ושליליות מוטות משמשות כדי להפחית ביעילות גם חצאים חיוביים ושליליים. מתח ההטיה בכל ענף עשוי להשתנות בהתאם לדרישות הספציפיות. קוצץ דיודות אלו פועלים בחצי חיובי ושלילי כאחד.
ניתוק מתרחש ב-+3.7V ו-5.7V עבור מעגלים חיוביים ושליליים, בהתאמה, בעת שימוש בספים +0.7V ו-0.7V.
זנר דיודה קליפר
קוצץ דיודות זנר הוא רכיב נפוץ המשמש להגבלת משרעת האות במערכות אלקטרוניות.
מעגל גזירה דורש כניסת מתח הטיה, מה שמגדיל הן את המורכבות והן את העלות של המעגל. דיודת זנר פועלת בדיוק כמו דיודה בסידור הטיה קדימה. כאשר היפוך מוטה, דיודת הזנר מתחילה להוליך חשמל לאחר שהמתח עולה על ערך מתח הזנר. שני המחזורים נחתכים באמצעות דיודת זנר. במחזורים שליליים, דיודת הזנר פועלת מתחת למפלת מתח קדימה זו, ובמחזורים חיוביים, מעל מתח הזנר (V עם ).
קליפר גל מלא של דיודה זנר
התמונה למטה מציגה קוצץ גל מלא המבוסס על שתי דיודות זנר. במעגל זה, שני המעגלים מוגבלים על ידי דיודות זנר עם מתחי זנר (V עם ). במילים פשוטות, Z ד1 משמש להגבלת חצי מחזורים חיוביים ל-V Z1 ו-V Z2 , בעוד ז ד2 משמש להגבלת חצי מחזורים שליליים ל-V Z1 ו-V Z2 .
סיכום
תפקידו של מעגל קוצץ הדיודות הוא להגביל או להשוות את המתח לגבול מסוים. חיתוך או שינוי רמת צורת הגל במוצא תלוי הן במאפייני אות הכניסה והן במאפייני המעגל.