วงจรตัดไดโอด
วงจรตัดไดโอดเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไดโอดเพื่อจำกัดหรือควบคุมความกว้างของสัญญาณไฟฟ้า เหล่านี้เป็นวงจรไฟฟ้าที่มีไดโอดตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปที่ตัดสัญญาณอินพุต เอาต์พุตขึ้นอยู่กับทั้งทิศทางของไดโอดและสัญญาณอินพุต ในวงจรด้านล่าง ไดโอดที่คว่ำหน้าลงจะต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน R 1 เพื่อจำกัดครึ่งบวกของสัญญาณอินพุต
หลักการทำงานและการจำแนกประเภท
หลักการทำงานคือการทำงานของไดโอดในวงจรโดยพื้นฐาน ไดโอดจะไม่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าค่าคัตออฟ 0.7V ทันทีที่แรงดันไฟตัดเกิน กระแสจะเริ่มไหล และแรงดันตกยังคงเป็นค่าเดิม ในสภาวะไบแอสแบบย้อนกลับ ไดโอดจะทำหน้าที่เหมือนวงจรเปิดและสัญญาณอินพุตใดๆ จะไม่สามารถผ่านไดโอดได้ในสภาวะนี้ และจะสะท้อนไปที่เอาต์พุตโดยเลี่ยงผ่านไดโอดที่ต่ออยู่แบบขนาน การตัดแรงดันไฟฟ้าอาจมีได้หลายประเภท สิ่งเหล่านี้จะกล่าวถึงด้านล่าง:
- คลิปเปอร์ไดโอดเชิงบวก
- Clipper ไดโอดเชิงลบ
- Clipper ไดโอดบวกและลบ
- Clipper ไบแอสไดโอดเชิงบวก
- Clipper ไบแอสไดโอดเชิงลบ
- Clipper อคติเชิงบวกและเชิงลบ
- กรรไกรตัดซีเนอร์ไดโอด
- ซีเนอร์ไดโอดปัตตาเลี่ยนฟูลเวฟ
กรรไกรตัดไดโอดเชิงบวก
วงจรตัดไดโอดเชิงบวกจะเลือกตัดสัญญาณ AC อินพุตครึ่งหนึ่งที่เป็นบวก วงจรทริมเมอร์ไดโอดเชิงบวกจะจำกัดครึ่งรอบเชิงบวกของสัญญาณอินพุต โดยปล่อยให้ส่วนที่อยู่เหนือเกณฑ์ที่กำหนดผ่านไปได้ในขณะที่กำลังลดทอนสัญญาณที่เหลือ
ไดโอดจะยังคงปิดอยู่จนกว่าแรงดันไฟฟ้าครึ่งวงจรบวกจะเกินประมาณ 0.7V หลังจากที่ไดโอดเข้าสู่สถานะการนำไฟฟ้า โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า แรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าจะยังคงอยู่ทั่วไดโอด รูปร่างครึ่งรอบเชิงบวกของรูปคลื่นเอาท์พุตดูเหมือนจะแบน ในครึ่งวงจรลบ ไดโอดจะยังคงอยู่ในสภาวะรีเวิร์สไบแอสและทำหน้าที่เหมือนวงจรเปิด เป็นผลให้สัญญาณอินพุตทั้งหมดปรากฏที่ไดโอด วงจรนี้จะลดทอนสัญญาณอินพุตระหว่างครึ่งรอบที่เป็นบวกเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าใดๆ ที่สูงกว่า +0.7V จะถูกตัดออก
กรรไกรตัดเล็บไดโอดเชิงลบ
การตัดไดโอดเชิงลบเป็นกระบวนการที่ใช้ไดโอดเพื่อจำกัดความกว้างของสัญญาณโดยการถอดหรือตัดส่วนของสัญญาณ
วงจรตัดวงจรลบจะตัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างครึ่งรอบลบ กลไกการทำงานคล้ายกับวงจรตัดไดโอดบวก ยกเว้นว่าไบอัสของไดโอดจะกลับกัน แรงดันไฟลบถูกจำกัดไว้ที่ -0.7V โดยวงจรตัดไฟลบ ค่าแรงดันไฟฟ้าใดๆ ที่ต่ำกว่าเกณฑ์นี้จะถูกลดทอนลง
กรรไกรตัดเล็บไดโอดบวกและลบ
คลิปวงจรบวกและลบเป็นส่วนประกอบของวงจรที่สามารถจำกัดหรือควบคุมแอมพลิจูดของสัญญาณไฟฟ้าโดยปล่อยให้กระแสบวกหรือลบบางกระแสผ่านไปได้ในขณะที่ลดหรือระงับส่วนที่เหลือ
การรวมกันของวงจรการตัดบวกและลบส่งผลให้เกิดวงจรการตัดรวมที่จำกัดแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าในวงจรบวกและลบอย่างมีประสิทธิภาพ ไดโอดถูกจัดเรียงในลักษณะขนานกัน โดยตัวหนึ่งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า และอีกตัวเป็นสื่อไม่นำไฟฟ้า ในครึ่งวงจรบวก ไดโอด D 1 เปิดและดำเนินการและ D 2 ปิดหรือยังคงเปิดอยู่ ในระหว่างการไหลเวียนเชิงลบ กระบวนการตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น ครึ่งรอบเชิงบวกของรูปคลื่นเอาท์พุตแสดงแอมพลิจูดสูงสุดที่ +0.7V ในขณะที่ครึ่งรอบเชิงลบแสดงแอมพลิจูดต่ำสุดที่ -0.7V
Clipper ไบแอสไดโอดเชิงบวก
กรรไกรตัดเล็บไดโอดไบอัสแบบบวกจะตัดความกว้างของวงจรแรงดันไฟฟ้าบวกในสัญญาณไฟฟ้า ข้อตกลงมีภาพประกอบด้านล่าง:
วัตถุประสงค์ของวงจรข้างต้นคือการจำกัดแรงดันไฟฟ้าให้สูงกว่า +0.7+V อคติ . ตัวสับไดโอดไบแอสวงจรบวกเป็นองค์ประกอบของวงจรที่เลือกจำกัดแอมพลิจูดของครึ่งรอบบวกของสัญญาณอินพุต
แรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าจะจำกัดขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยวงจรตัดแต่งไดโอดเท่านั้น แรงดันไบแอสจะใช้อนุกรมกับไดโอดเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น แคโทดของไดโอดจะคงอยู่ที่ศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ แต่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า +0.7V เพื่อสร้างไบแอสไปข้างหน้าบนขั้วบวก ดังนั้นสภาวะอคติไปข้างหน้าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่ +0.7+V อคติ .
Clipper ไบแอสไดโอดเชิงลบ
ตัวสับไดโอดไบแอสเชิงลบคือการกำหนดค่าวงจรทั่วไปที่ใช้เพื่อจำกัดความกว้างของสัญญาณอินพุตในระบบอิเล็กทรอนิกส์
แรงดันไฟฟ้าขั้วย้อนกลับที่ใช้อนุกรมกับไดโอดจะคล้ายกับค่าตัดของไดโอดที่มีไบแอสเชิงบวก กระบวนการตัดทำให้ง่ายต่อการใช้อคติย้อนกลับกับไดโอด แต่ไดโอดต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเพื่อส่งต่ออคติมากกว่าถ้าเป็นกลาง วงจรนี้จำกัดแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า -0.7-V อคติ .
Clippers อคติเชิงบวกและเชิงลบ
ไดโอดบวกและลบแบบเอนเอียงใช้เพื่อลดครึ่งบวกและลบอย่างมีประสิทธิภาพ แรงดันไบอัสในแต่ละสาขาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะ กรรไกรตัดไดโอดเหล่านี้ทำงานในครึ่งบวกและลบ
จุดตัดเกิดขึ้นที่ +3.7V และ -5.7V สำหรับวงจรบวกและลบ ตามลำดับ เมื่อใช้เกณฑ์ +0.7V และ -0.7V
กรรไกรตัดซีเนอร์ไดโอด
ปัตตาเลี่ยนไดโอดซีเนอร์เป็นส่วนประกอบทั่วไปที่ใช้ในการจำกัดความกว้างของสัญญาณในระบบอิเล็กทรอนิกส์
วงจรคลิปปิ้งต้องใช้อินพุตแรงดันไบแอส ซึ่งจะทำให้ทั้งความซับซ้อนและราคาของวงจรเพิ่มขึ้น ซีเนอร์ไดโอดทำงานเหมือนกับไดโอดในการจัดเรียงไบแอสไปข้างหน้า เมื่อกลับทิศทางไบแอส ไดโอดซีเนอร์จะเริ่มนำไฟฟ้าหลังจากที่แรงดันไฟฟ้าเกินค่าแรงดันซีเนอร์ ทั้งสองรอบถูกตัดออกโดยใช้ซีเนอร์ไดโอด ในรอบลบ ไดโอดซีเนอร์จะทำงานต่ำกว่าแรงดันไปข้างหน้าตก และในรอบบวก จะสูงกว่าแรงดันซีเนอร์ (V กับ ).
ซีเนอร์ไดโอดปัตตาเลี่ยนแบบเต็มคลื่น
ภาพด้านล่างแสดงปัตตาเลี่ยนแบบคลื่นเต็มซึ่งมีซีเนอร์ไดโอดสองตัว ในวงจรนี้ ทั้งสองวงจรถูกจำกัดโดยซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันซีเนอร์ (V กับ ). พูดง่ายๆ ก็คือ Z D1 ใช้สำหรับจำกัดครึ่งรอบเชิงบวกไว้ที่ V Z1 และวี Z2 ในขณะที่ Z D2 ใช้สำหรับจำกัดครึ่งรอบเชิงลบไว้ที่ V Z1 และวี Z2 .
บทสรุป
หน้าที่ของวงจรไดโอดปัตตาเลี่ยนคือการจำกัดหรือปรับแรงดันไฟฟ้าให้เท่ากับขีดจำกัดที่กำหนด การตัดทอนหรือปรับเปลี่ยนระดับของรูปคลื่นเอาท์พุตจะขึ้นอยู่กับทั้งลักษณะของสัญญาณอินพุตและลักษณะของวงจร