วงจรไดโอดปัตตาเลี่ยน: การออกแบบและการสาธิต

ตามชื่อที่แนะนำวงจร Clipper ใช้เพื่อ "คลิป" ส่วนหนึ่งของสัญญาณอินพุตโดยไม่บิดเบือนส่วนที่เหลือของรูปคลื่น มันคือวงจรสร้างคลื่น สิ่งนี้มีประโยชน์มากในวงจรที่สัญญาณอินพุตมีค่าแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าที่คาดไว้ วงจรเหล่านี้สามารถดำเนินการได้หลายวิธีตามการกำหนดค่าหรือฟังก์ชันของไดโอด

การตัดจะทำในวงจรบวกหรือลบโดยการเปลี่ยนการกำหนดค่าของไดโอด ดังนั้นจึงมีปัตตาเลี่ยนที่เป็นบวกหรือลบขึ้นอยู่กับรอบที่จะถูกตัดออก เราจะอธิบายและสาธิตประเภทต่างๆของปัตตาเลี่ยนโดยใช้ Oscilloscope

ประเภทหลักของปัตตาเลี่ยนคือ:

ซีรี่ส์ Positive Clipper
ซีรี่ส์ Positive Clipper พร้อมแรงดันไบแอส
ซีรี่ส์ Negative Clipper
Series Negative Clipper พร้อมแรงดันไบแอส
Shunt Positive Clipper
Shunt Positive Clipper พร้อมแรงดันไบแอส
Shunt Negative Clipper
Shunt Negative Clipper พร้อมแรงดันไบแอส
Combinational Clipper

1. Series Positive Clipper

เป็นชื่อแนะนำ, คลิปวงจรนี้ออกรอบครึ่งบวกของสัญญาณอินพุตไดโอดเชื่อมต่อเป็นอนุกรมพร้อมเอาต์พุตดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ในการออกแบบวงจรเพียงทำตามแผนผังวงจรด้านบน ขั้นแรกให้เชื่อมต่อขั้ว 12V ของหม้อแปลงเข้ากับปลายด้านลบของไดโอดและเชื่อมต่อตัวต้านทาน 10K เข้ากับปลายขั้วบวกของไดโอดจากนั้นเชื่อมต่อขั้ว 0V ของหม้อแปลงเข้ากับอีกด้านหนึ่งของตัวต้านทาน ตอนนี้เชื่อมต่อช่องแรกของออสซิลโลสโคปเข้ากับด้านอินพุตและช่องที่สองไปยังด้านเอาต์พุต เปิดหม้อแปลงและออสซิลโลสโคป และคุณจะเห็นครึ่งรอบบวกของสัญญาณเอาท์พุตถูกตัดออก

ในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดจะมีอคติย้อนกลับดังนั้นจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าขาออกและในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะมีอคติไปข้างหน้าและแรงดันตกจะเกิดขึ้นระหว่างเอาท์พุท ดังนั้นเราจึงเห็นครึ่งรอบการบวกถูกตัดออก

2. Series Positive Clipper พร้อมแรงดันไบแอส

หลายครั้งเราต้องการเพียงส่วนเล็ก ๆ ของสัญญาณที่จะตัดออก ในการทำนั้นจะใช้แรงดันไบอัส ดังนั้นเมื่อเราเชื่อมต่อแรงดันไบอัสกับความต้านทานแรงดันขาออกคือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันไบแอส นี่คือวิธีที่คลิปครึ่งบวกออกไปยังระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ หากคุณให้แรงดันไฟฟ้าลบ (รูปที่ 2) มันจะตัดบางส่วนของวงจรลบดังที่แสดงด้านล่างเนื่องจากแรงดันลบจะรวมกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

3. ซีรี่ส์ Negative Clipper

เป็นชื่อแนะนำ, คลิปวงจรนี้ออกรอบครึ่งเชิงลบของสัญญาณอินพุตไดโอดเชื่อมต่อเป็นอนุกรมพร้อมเอาต์พุตดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ในการออกแบบวงจรเพียงทำตามแผนผังวงจรด้านบน ขั้นแรกให้เชื่อมต่อขั้ว 12V ของหม้อแปลงเข้ากับปลายขั้วบวกของไดโอดและเชื่อมต่อตัวต้านทาน 10K กับปลายด้านลบของไดโอดจากนั้นเชื่อมต่อขั้ว 0V ของหม้อแปลงเข้ากับอีกด้านหนึ่งของตัวต้านทาน ตอนนี้เชื่อมต่อช่องแรกของออสซิลโลสโคปเข้ากับด้านอินพุตและช่องที่สองไปยังด้านเอาต์พุต เปิดหม้อแปลงและออสซิลโลสโคป และคุณจะเห็นครึ่งวงจรลบของสัญญาณเอาท์พุตถูกตัดออก

ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นบวกไดโอดจะมีอคติไปข้างหน้าดังนั้นแรงดันตกจะเกิดขึ้นระหว่างเอาท์พุทและในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะมีอคติย้อนกลับและไม่มีแรงดันไฟฟ้าขาออกระหว่างเอาต์พุต ดังนั้นเราจึงเห็นครึ่งรอบที่เป็นลบถูกตัดออก

4. Series Negative Clipper พร้อมแรงดันไบแอส

สิ่งนี้ทำงานบนหลักการเดียวกับชุดปัตตาเลี่ยนที่มีอคติเชิงบวก แต่ในที่นี้จะใช้แรงดันไบแอสเชิงลบเพื่อตัดส่วนลบของสัญญาณเนื่องจากแรงดันไบแอสบวกจะถูกเพิ่มเข้าไปในแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

5. Shunt Positive Clipper

ในShunt / Parallel Clipperไดโอดจะเชื่อมต่อกับด้านเอาต์พุตและเชื่อมต่อความต้านทานที่ด้านอินพุต เรียกว่าขนานเนื่องจากเอาต์พุตได้รับการพัฒนาแบบขนานกับไดโอด แผนภาพวงจรแสดงด้านล่าง:

ในการออกแบบวงจรให้ทำตามแผนผังวงจรที่แสดงด้านบน ขั้นแรกให้เชื่อมต่อขั้ว 12V ของหม้อแปลงเข้ากับตัวต้านทาน 10K และต่อปลายขั้วบวกของไดโอดเข้ากับตัวต้านทานนี้จากนั้นเชื่อมต่อขั้ว 0V ของหม้อแปลงเข้ากับปลายด้านลบของไดโอด ตอนนี้เชื่อมต่อช่องแรกของออสซิลโลสโคปเข้ากับด้านอินพุตและช่องที่สองไปยังด้านเอาต์พุต เปิดหม้อแปลงและออสซิลโลสโคป และคุณจะเห็นสัญญาณของรอบครึ่งบวกตัดออก

ในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดจะมีอคติไปข้างหน้าดังนั้นจึงทำหน้าที่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรและไม่มีแรงดันไฟฟ้าขาออกในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจร ตอนนี้ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะมีอคติย้อนกลับและทำหน้าที่เป็นวงจรเปิดและแรงดันขาออกจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ดังนั้นเราจะเห็นรอบครึ่งบวกตัดออก

6. Shunt Positive Clipper ที่มีแรงดันไบแอส

ปัตตาเลี่ยนประเภทนี้ยังใช้งานได้เช่นเดียวกับปัตตาเลี่ยนแบบเอนเอียงที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ แต่คราวนี้แรงดันไบอัสจะเชื่อมต่อกับไดโอด ดังนั้นในการให้น้ำหนักเชิงบวกจะตัดเฉพาะส่วนที่เป็นบวก แต่ในขณะที่เอนเอียงไปในทางลบมันก็จะตัดบางส่วนของครึ่งรอบเชิงลบดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง

7. Shunt Negative Clipper

ฟิลเตอร์นี้ได้รับการออกแบบให้เหมือนกับปัตตาเลี่ยน shunt positive เพียงแค่ต่อไดโอดกลับด้าน แผนภาพวงจรแสดงไว้ด้านล่าง:

ขั้นแรกให้เชื่อมต่อขั้ว 12V ของหม้อแปลงกับตัวต้านทาน 10K และต่อปลายด้านลบของไดโอดเข้ากับตัวต้านทานนี้จากนั้นเชื่อมต่อขั้ว 0V ของหม้อแปลงเข้ากับปลายด้านบวกของไดโอด ตอนนี้เชื่อมต่อช่องแรกของออสซิลโลสโคปเข้ากับด้านอินพุตและช่องที่สองไปยังด้านเอาต์พุต เปิดหม้อแปลงและออสซิลโลสโคป และคุณจะเห็นสัญญาณของเชิงลบรอบครึ่งตัดออก

ในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดจะมีอคติย้อนกลับดังนั้นจึงทำหน้าที่เป็นวงจรเปิดและแรงดันขาออกจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ตอนนี้ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะมีอคติไปข้างหน้าและทำหน้าที่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรและไม่มีแรงดันขาออกในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นเราจะเห็นวงจรเชิงลบครึ่งหนึ่งถูกตัดออก

8. Shunt Negative Clipper ที่มีแรงดันไบแอส

นอกจากนี้ยังคล้ายกับปัตตาเลี่ยนลบอคติแบบอนุกรม แต่คราวนี้แรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อกับไดโอด คุณต้องใช้แรงดันไบอัสลบเพื่อให้เกิดการตัดในวงจรลบและอคติเชิงบวกเพื่อตัดวงจรบวก

9. ปัตตาเลี่ยนผสม

ปัตตาเลี่ยนเหล่านี้ใช้เพื่อตัดวงจรทั้งด้านบวกและด้านลบในระดับหนึ่ง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้จะใช้ไดโอดสองตัวในทิศทางตรงกันข้ามกัน ในการควบคุมการตัดสามารถใช้แรงดันไบแอสเพื่อให้การตัดเสร็จสิ้นกับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันไบแอส แผนภาพวงจรแสดงไว้ด้านล่าง:

เพียงทำตามแผนภาพวงจรที่แสดงด้านบน วงจรนี้เหมือนกับวงจรขนาน / ปัดด้านบน แต่เราใช้ไดโอดสองตัวที่นี่ เราได้สร้างวงจรโดยไม่ใช้แรงดันไบอัสดังนั้นในเอาต์พุตทั้งสองรอบจะถูกตัดออก

ในช่วงครึ่งรอบบวก D2 จะเอนเอียงไปข้างหน้าและ D1 อยู่ในอคติย้อนกลับ ดังนั้น D2 จะลัดวงจรและ D1 จะเป็นวงจรเปิด และในทำนองเดียวกันสำหรับครึ่งวัฏจักรที่เป็นลบตรงกันข้ามกับเงื่อนไขข้างต้นจะเกิดขึ้น แต่เอาต์พุตจะอยู่ที่ระดับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าและเนื่องจากเราไม่ได้ใช้แรงดันไบอัสดังนั้นทั้งสองรอบจะถูกตัดออก