Mạch cắt điốt
Mạch cắt điốt là các mạch điện tử sử dụng điốt để hạn chế hoặc kiểm soát biên độ của tín hiệu điện. Đây là những mạch điện có chứa một hoặc nhiều điốt cắt tín hiệu đầu vào. Đầu ra phụ thuộc vào cả hướng của diode và tín hiệu đầu vào. Trong mạch điện dưới đây, một điốt hướng xuống dưới được mắc nối tiếp với điện trở R 1 để hạn chế nửa dương của tín hiệu đầu vào.
Nguyên tắc làm việc và phân loại
Nguyên lý làm việc về cơ bản là hoạt động của điốt trong mạch. Diode không dẫn điện ở điện áp thấp hơn giá trị ngưỡng 0,7V. Ngay khi vượt quá điện áp cắt, dòng điện bắt đầu chạy và điện áp rơi vẫn giữ nguyên giá trị. Trong điều kiện phân cực ngược, diode hoạt động giống như một mạch hở và bất kỳ tín hiệu đầu vào nào cũng không thể đi qua diode trong điều kiện này và được phản xạ ở đầu ra bỏ qua diode được kết nối song song. Việc cắt điện áp có thể có nhiều loại khác nhau. Những điều này được thảo luận dưới đây:
- Máy cắt điốt dương
- Máy cắt điốt âm
- Clipper điốt dương và âm
- Bộ cắt điốt phân cực dương
- Máy cắt điốt phân cực âm
- Clipper thiên vị tích cực và tiêu cực
- Máy cắt điốt Zener
- Máy cắt toàn sóng điốt Zener
Máy cắt điốt dương
Mạch cắt diode dương sẽ cắt một nửa dương của tín hiệu AC đầu vào một cách có chọn lọc. Mạch điều chỉnh điốt dương giới hạn có chọn lọc nửa chu kỳ dương của tín hiệu đầu vào, cho phép phần trên ngưỡng nhất định đi qua trong khi làm suy giảm phần còn lại của tín hiệu.
Diode vẫn tắt cho đến khi điện áp nửa chu kỳ dương vượt quá khoảng 0,7V. Sau khi diode chuyển sang trạng thái dẫn điện, bất kể điện áp đầu vào là bao nhiêu, điện áp chuyển tiếp vẫn được duy trì trên diode. Hình dạng nửa chu kỳ dương của dạng sóng đầu ra có vẻ phẳng. Trong nửa chu kỳ âm, diode vẫn ở trạng thái phân cực ngược và hoạt động như một mạch hở. Kết quả là toàn bộ tín hiệu đầu vào xuất hiện ở diode. Mạch này chỉ làm suy giảm tín hiệu đầu vào trong nửa chu kỳ dương. Mọi điện áp trên +0,7V sẽ bị cắt.
Máy cắt điốt âm
Cắt diode âm là một quá trình trong đó diode được sử dụng để hạn chế biên độ tín hiệu bằng cách loại bỏ hoặc cắt một phần tín hiệu.
Mạch cắt âm cắt điện áp trong nửa chu kỳ âm. Cơ chế hoạt động tương tự như mạch cắt diode dương, ngoại trừ việc phân cực diode bị đảo ngược. Điện áp âm được giới hạn ở -0,7V bởi mạch cắt âm. Bất kỳ giá trị điện áp nào giảm xuống dưới ngưỡng này sẽ bị suy giảm.
Máy cắt điốt dương và âm
Kẹp mạch dương và âm là các thành phần mạch có thể giới hạn hoặc kiểm soát biên độ của tín hiệu điện bằng cách chỉ cho phép một số dòng điện dương hoặc âm nhất định đi qua trong khi giảm hoặc triệt tiêu phần còn lại.
Sự kết hợp giữa các mạch cắt dương và âm dẫn đến mạch cắt tích hợp giúp hạn chế hiệu quả biên độ điện áp trong mạch dương và âm. Điốt được sắp xếp theo cấu hình phản song song, một dẫn điện và một không dẫn điện. Ở nửa chu kỳ dương, diode D 1 BẬT và tiến hành và D 2 tắt hoặc vẫn mở. Trong quá trình tuần hoàn âm, quá trình ngược lại xảy ra. Nửa chu kỳ dương của dạng sóng đầu ra có biên độ cực đại là +0,7V trong khi nửa chu kỳ âm có biên độ tối thiểu là -0,7V.
Bộ cắt điốt phân cực dương
Một diode cắt diode phân cực chu kỳ dương sẽ cắt biên độ của các chu kỳ điện áp dương trong tín hiệu điện. Sự sắp xếp được minh họa dưới đây:
Mục đích của mạch trên là giới hạn điện áp trên +0,7+V THIÊN KIẾN . Bộ cắt diode phân cực chu kỳ dương là một phần tử mạch giới hạn có chọn lọc biên độ của nửa chu kỳ dương của tín hiệu đầu vào.
Việc giảm điện áp chuyển tiếp chỉ giới hạn giới hạn điện áp được đặt bởi các mạch cắt diode. Điện áp phân cực được dùng nối tiếp với diode để tăng điện áp khởi động. Cực âm của diode được giữ ở điện thế bằng 0, nhưng cần có điện áp +0,7V để tạo ra độ lệch thuận trên cực dương. Do đó, điều kiện phân cực thuận yêu cầu điện áp +0,7+V THIÊN KIẾN .
Máy cắt điốt phân cực âm
Bộ cắt diode phân cực âm là cấu hình mạch phổ biến được sử dụng để hạn chế biên độ của tín hiệu đầu vào trong hệ thống điện tử.
Điện áp phân cực ngược mắc nối tiếp với diode tương tự như điểm cắt của diode phân cực dương. Quá trình cắt giúp dễ dàng áp dụng độ phân cực ngược cho diode, nhưng diode yêu cầu điện áp cao hơn để phân cực thuận so với khi nó không phân cực. Mạch này giới hạn điện áp dưới -0,7-V THIÊN KIẾN .
Bộ cắt xu hướng tích cực và tiêu cực
Điốt dương và âm phân cực được sử dụng để giảm một nửa dương và âm một cách hiệu quả. Điện áp phân cực trên mỗi nhánh có thể thay đổi tùy theo yêu cầu cụ thể. Các máy cắt diode này hoạt động ở cả hai nửa dương và âm.
Điểm cắt xảy ra ở mức +3,7V và -5,7V tương ứng đối với các mạch dương và âm khi sử dụng ngưỡng +0,7V và -0,7V.
Máy cắt điốt Zener
Bộ cắt diode Zener là thành phần phổ biến được sử dụng để hạn chế biên độ tín hiệu trong các hệ thống điện tử.
Mạch cắt yêu cầu đầu vào điện áp phân cực, làm tăng cả độ phức tạp cũng như giá thành của mạch. Điốt Zener hoạt động giống như một điốt được sắp xếp phân cực thuận. Khi phân cực ngược, diode Zener bắt đầu dẫn điện sau khi điện áp vượt quá giá trị điện áp Zener. Cả hai chu kỳ đều được cắt bớt bằng cách sử dụng diode Zener. Trong các chu kỳ âm, diode Zener hoạt động dưới mức sụt áp chuyển tiếp này và trong các chu kỳ dương, trên điện áp Zener (V VỚI ).
Máy cắt toàn sóng điốt Zener
Hình ảnh bên dưới thể hiện một máy cắt toàn sóng dựa trên hai điốt Zener. Trong mạch này, cả hai mạch đều được giới hạn bởi điốt Zener với điện áp Zener (V VỚI ). Nói một cách đơn giản, Z D1 được sử dụng để giới hạn nửa chu kỳ dương ở V Z1 và V Z2 , trong khi Z D2 được sử dụng để giới hạn nửa chu kỳ âm ở V Z1 và V Z2 .
Phần kết luận
Chức năng của mạch cắt diode là giới hạn hoặc cân bằng điện áp đến một giới hạn nhất định. Việc cắt bớt hoặc sửa đổi mức của dạng sóng đầu ra phụ thuộc vào cả đặc tính của tín hiệu đầu vào và đặc tính của mạch.