Mạch cắt diode: thiết kế và trình diễn

Như tên cho thấy, mạch Clipper được sử dụng để "cắt" một phần tín hiệu đầu vào mà không làm biến dạng phần còn lại của dạng sóng. Đó là một mạch định hình sóng. Điều này có thể rất hữu ích trong các mạch mà tín hiệu đầu vào đạt được giá trị điện áp cao hơn giá trị mong đợi. Các mạch này có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau tùy theo cấu hình hoặc chức năng của diode.

Việc cắt được thực hiện theo chu kỳ dương hoặc âm bằng cách thay đổi cấu hình của diode. Vì vậy, có những dao cắt tích cực hoặc tiêu cực tùy thuộc vào chu kỳ nào đang được cắt. Ở đây chúng tôi sẽ giải thích và chứng minh các loại tông đơ khác nhau bằng cách sử dụng Máy hiện sóng.

Các loại tông đơ chính là:

Dòng Clipper tích cực
Dòng Clipper tích cực với điện áp phân cực
Bộ cắt âm loạt
Bộ cắt âm hàng loạt với điện áp phân cực
Shunt Positive Clipper
Shunt Tích cực Clipper với điện áp phân cực
Shunt Tiêu cực Clipper
Bộ cắt âm Shunt với điện áp phân cực
Máy cắt kết hợp

1. Dòng Clipper tích cực

Như tên cho thấy, mạch này cắt nửa chu kỳ tích cực của tín hiệu đầu vào. Diode được mắc nối tiếp với đầu ra như trong hình bên dưới:

Để thiết kế mạch, chỉ cần làm theo sơ đồ mạch ở trên. Đầu tiên kết nối đầu cuối 12V của máy biến áp với đầu âm của diode và kết nối điện trở 10K với đầu dương của diode và sau đó kết nối đầu 0V của máy biến áp với đầu kia của điện trở. Bây giờ kết nối kênh đầu tiên của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh thứ hai với phía đầu ra. Bật máy biến áp và máy hiện sóng. Và, bạn sẽ thấy nửa chu kỳ tích cực của tín hiệu đầu ra bị cắt bớt.

Trong nửa chu kỳ dương, diode phân cực ngược nên không có điện áp đầu ra, và trong nửa chu kỳ âm, diode phân cực thuận và sự sụt giảm điện áp xảy ra trên đầu ra. Do đó, chúng tôi thấy nửa chu kỳ tích cực bị cắt bớt.

2. Dòng Clipper tích cực với điện áp phân cực

Nhiều khi chúng ta chỉ cần cắt bớt một phần nhỏ của tín hiệu. Để làm điều đó điện áp phân cực được sử dụng. Vì vậy, khi chúng ta kết nối điện áp phân cực với điện trở thì điện áp đầu ra là sự khác biệt giữa điện áp đầu vào và điện áp phân cực. Đây là cách mà một nửa tích cực chuyển sang mức điện áp mong muốn. Nếu bạn cung cấp điện áp âm (Hình 2), nó sẽ cắt một số phần của chu kỳ âm như hình dưới đây vì điện áp âm sẽ cộng với điện áp đầu vào.

3. Bộ cắt âm hàng loạt

Như tên cho thấy, mạch này cắt nửa chu kỳ âm của tín hiệu đầu vào. Diode được mắc nối tiếp với đầu ra như trong hình bên dưới:

Để thiết kế mạch, chỉ cần làm theo sơ đồ mạch ở trên. Đầu tiên kết nối đầu cuối 12V của máy biến áp với đầu dương của diode và kết nối một điện trở 10K với đầu âm của diode và sau đó kết nối đầu 0V của máy biến áp với đầu kia của điện trở. Bây giờ kết nối kênh đầu tiên của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh thứ hai với phía đầu ra. Bật máy biến áp và máy hiện sóng. Và, bạn sẽ thấy nửa chu kỳ âm của tín hiệu đầu ra bị cắt bớt.

Trong nửa chu kỳ dương, điốt ở trong phân cực thuận, do đó, sự sụt giảm điện áp xảy ra trên đầu ra và trong nửa chu kỳ âm, điốt sẽ phân cực ngược và không có điện áp đầu ra trên đầu ra. Do đó, chúng ta thấy nửa chu kỳ âm bị cắt bớt.

4. Dòng Clipper âm với điện áp phân cực

Điều này hoạt động trên nguyên tắc tương tự như bộ cắt phân cực tích cực loạt. Nhưng ở đây điện áp phân cực âm được sử dụng để cắt phần âm của tín hiệu vì điện áp phân cực dương sẽ được thêm vào điện áp đầu vào.

5. Shunt Positive Clipper

Trong Shunt / Parallel Clipper, diode được kết nối với phía đầu ra và điện trở được kết nối ở phía đầu vào. Nó được gọi là song song vì đầu ra được phát triển song song với diode. Sơ đồ mạch được hiển thị dưới đây:

Để thiết kế mạch, hãy làm theo sơ đồ mạch như trên. Đầu tiên kết nối đầu cuối 12V của máy biến áp với điện trở 10K và kết nối đầu dương của diode với điện trở này và sau đó kết nối đầu 0V của máy biến áp với đầu âm của diode. Bây giờ kết nối kênh đầu tiên của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh thứ hai với phía đầu ra. Bật máy biến áp và máy hiện sóng. Và, bạn sẽ thấy nửa chu kỳ tích cực của tín hiệu đầu ra bị cắt bớt.

Trong nửa chu kỳ dương, diode phân cực thuận vì vậy, nó hoạt động như một mạch ngắn và không có điện áp đầu ra trong trường hợp ngắn mạch. Bây giờ trong nửa chu kỳ âm, diode chuyển sang phân cực ngược và hoạt động như mạch hở và điện áp đầu ra trở nên bằng điện áp đầu vào. Do đó, chúng tôi thấy nửa chu kỳ tích cực bị cắt bớt.

6. Shunt Positive Clipper với Bias Voltage

Loại bộ cắt này cũng hoạt động giống như bộ cắt phân cực đã thảo luận trước đó nhưng lần này điện áp phân cực được kết nối với diode. Vì vậy, trong xu hướng tích cực nó chỉ cắt phần tích cực nhưng trong khi xu hướng tiêu cực nó cũng cắt bỏ một số phần của nửa chu kỳ âm như thể hiện trong sơ đồ dưới đây.

7. Máy cắt âm thanh Shunt

Bộ lọc này được thiết kế giống như bộ cắt tích cực shunt, chỉ là diode được kết nối ngược lại. Sơ đồ mạch được đưa ra dưới đây:

Đầu tiên kết nối đầu cuối 12V của máy biến áp với điện trở 10K và kết nối đầu âm của diode với điện trở này và sau đó kết nối đầu 0V của máy biến áp với đầu dương của diode. Bây giờ kết nối kênh đầu tiên của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh thứ hai với phía đầu ra. Bật máy biến áp và máy hiện sóng. Và, bạn sẽ thấy nửa chu kỳ âm của tín hiệu đầu ra bị cắt bớt.

Trong nửa chu kỳ dương, diode phân cực ngược nên nó hoạt động như một mạch hở và điện áp đầu ra bằng với điện áp đầu vào. Bây giờ trong nửa chu kỳ âm, diode chuyển sang phân cực thuận và hoạt động như ngắn mạch và không có điện áp đầu ra trong trường hợp ngắn mạch. Do đó, chúng ta thấy nửa chu kỳ âm bị cắt bớt.

8. Bộ cắt âm cực Shunt với điện áp phân cực

Chúng cũng tương tự như bộ cắt phân cực âm nối tiếp nhưng lần này điện áp được kết nối với diode. Bạn phải sử dụng điện áp phân cực âm để đạt được phân cực trong chu kỳ âm và phân cực dương để cắt chu kỳ dương.

9. Chân chèo kết hợp

Những dụng cụ cắt này được sử dụng để cắt cả chu kỳ tích cực và tiêu cực ở một mức độ nào đó. Để thực hiện điều này, hai điốt được sử dụng theo các hướng ngược nhau. Để điều chỉnh quá trình cắt, một điện áp phân cực có thể được áp dụng để việc cắt được thực hiện theo hiệu điện thế giữa đầu vào và điện áp phân cực. Sơ đồ mạch được đưa ra dưới đây:

Chỉ cần làm theo sơ đồ mạch hiển thị ở trên. Mạch này giống như các mạch song song / shunt ở trên nhưng chúng tôi đã sử dụng hai điốt ở đây. Chúng tôi đã tạo mạch mà không sử dụng điện áp phân cực, vì vậy ở đầu ra, cả hai chu kỳ sẽ bị cắt bớt.

Trong nửa chu kỳ dương, D2 phân cực thuận và D1 phân cực ngược. Vì vậy D2 sẽ trở thành ngắn mạch và D1 sẽ được mở mạch. Và tương tự đối với nửa chu kỳ âm, điều kiện ngược lại sẽ xảy ra. Nhưng đầu ra sẽ ở mức chênh lệch điện áp và vì chúng tôi đã không sử dụng điện áp phân cực nên cả hai chu kỳ sẽ bị cắt bớt.