Circuitos cortadores de diodos: diseño y demostración

Como sugiere el nombre, el circuito Clipper se utiliza para "recortar" una parte de la señal de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda. Es un circuito de formación de ondas. Esto puede ser muy útil en los circuitos donde la señal de entrada alcanza un valor de voltaje más alto que el esperado. Estos circuitos se pueden implementar de varias formas según la configuración o función del diodo.

El recorte se realiza en ciclo positivo o negativo cambiando la configuración del diodo. Por lo tanto, hay cortadoras positivas o negativas según el ciclo que se esté recortando. Aquí explicaremos y demostraremos diferentes tipos de maquinillas usando un osciloscopio.

Los principales tipos de maquinillas son:

Cortadora positiva serie
Clipper serie positivo con voltaje de polarización
Clipper serie negativo
Clipper serie negativo con voltaje de polarización
Cortadora positiva de derivación
Cortadora positiva de derivación con voltaje de polarización
Cortadora de derivación negativa
Cortadora de derivación negativa con voltaje de polarización
Clipper Combinacional

1. Series Clipper positivo

Como sugiere el nombre, este circuito corta el semiciclo positivo de la señal de entrada. El diodo está conectado en serie con la salida como se muestra en la siguiente figura:

Para diseñar el circuito, simplemente siga el diagrama de circuito anterior. Primero conecte el terminal de 12V del transformador al extremo negativo del diodo y conecte una resistencia de 10K al extremo positivo del diodo y luego conecte el terminal de 0V del transformador al otro extremo de la resistencia. Ahora conecte el primer canal del osciloscopio al lado de entrada y el segundo canal al lado de salida. Encienda el transformador y el osciloscopio. Y verá recortado el semiciclo positivo de la señal de salida.

Durante el semiciclo positivo, el diodo está en polarización inversa, por lo que no hay voltaje de salida, y durante el semiciclo negativo, el diodo entra en polarización directa y la caída de voltaje ocurre en la salida. Por lo tanto, vemos recortado el semiciclo positivo.

2. Series Clipper positivo con voltaje de polarización

Muchas veces solo necesitamos recortar una pequeña parte de la señal. Para hacer eso, se usa voltaje de polarización. Entonces, cuando conectamos el voltaje de polarización con la resistencia, entonces el voltaje de salida es la diferencia entre el voltaje de entrada y el voltaje de polarización. Así es como la mitad positiva se recorta al nivel de voltaje deseado. Si proporciona voltaje negativo (Figura 2), recortará parte del ciclo negativo como se muestra a continuación porque el voltaje negativo se sumará al voltaje de entrada.

3. Series Clipper negativo

Como sugiere el nombre, este circuito corta el semiciclo negativo de la señal de entrada. El diodo está conectado en serie con la salida como se muestra en la siguiente figura:

Para diseñar el circuito, simplemente siga el diagrama de circuito anterior. Primero conecte el terminal de 12V del transformador al extremo positivo del diodo y conecte una resistencia de 10K al extremo negativo del diodo y luego conecte el terminal de 0V del transformador al otro extremo de la resistencia. Ahora conecte el primer canal del osciloscopio al lado de entrada y el segundo canal al lado de salida. Encienda el transformador y el osciloscopio. Y verá recortado el semiciclo negativo de la señal de salida.

Durante el semiciclo positivo, el diodo está en polarización directa, por lo que la caída de voltaje ocurre a través de la salida y durante el semiciclo negativo, el diodo entra en polarización inversa y no hay voltaje de salida en la salida. Por tanto, vemos recortado el semiciclo negativo.

4. Clipper serie negativo con voltaje de polarización

Esto funciona con el mismo principio que el clipper sesgado positivo de la serie. Pero aquí se usa voltaje de polarización negativa para recortar la parte negativa de la señal porque el voltaje de polarización positivo se agregará al voltaje de entrada.

5. Cortadora con derivación positiva

En Shunt / Parallel Clipper, el diodo está conectado al lado de salida y la resistencia está conectada al lado de entrada. Se llama paralelo porque la salida se desarrolla en paralelo al diodo. El diagrama del circuito se muestra a continuación:

Para diseñar el circuito, siga el diagrama de circuito que se muestra arriba. Primero conecte el terminal de 12V del transformador a la resistencia de 10K y conecte el extremo positivo del diodo a esta resistencia y luego conecte el terminal de 0V del transformador al extremo negativo del diodo. Ahora conecte el primer canal del osciloscopio al lado de entrada y el segundo canal al lado de salida. Encienda el transformador y el osciloscopio. Y verá recortado el semiciclo positivo de la señal de salida.

Durante el semiciclo positivo, el diodo está en polarización directa, por lo que actúa como un cortocircuito y no hay voltaje de salida en caso de cortocircuito. Ahora, durante el semiciclo negativo, el diodo tiene polarización inversa y actúa como circuito abierto y el voltaje de salida se vuelve igual al voltaje de entrada. Por lo tanto, vemos recortado el semiciclo positivo.

6. Cortadora en derivación positiva con voltaje de polarización

Este tipo de clipper también funciona igual que los clippers polarizados discutidos anteriormente, pero esta vez el voltaje de polarización está conectado con un diodo. Entonces, en la polarización positiva, recorta solo la parte positiva, pero aunque está sesgada negativamente, también recorta una parte del semiciclo negativo como se muestra en el diagrama a continuación.

7. Cortadora de derivación negativa

Este filtro está diseñado igual que el clipper positivo en derivación, solo que el diodo está conectado al revés. El diagrama del circuito se da a continuación:

Primero conecte el terminal de 12V del transformador a la resistencia de 10K y conecte el extremo negativo del diodo a esta resistencia y luego conecte el terminal de 0V del transformador al extremo positivo del diodo. Ahora conecte el primer canal del osciloscopio al lado de entrada y el segundo canal al lado de salida. Encienda el transformador y el osciloscopio. Y verá recortado el semiciclo negativo de la señal de salida.

Durante el semiciclo positivo, el diodo está en polarización inversa, por lo que actúa como un circuito abierto y el voltaje de salida se vuelve igual al voltaje de entrada. Ahora, durante el semiciclo negativo, el diodo entra en polarización directa y actúa como cortocircuito y no hay voltaje de salida en caso de cortocircuito. Por tanto, vemos recortado el semiciclo negativo.

8. Cortadora negativa en derivación con voltaje de polarización

También son similares a los recortadores de polarización negativa en serie, pero esta vez el voltaje está conectado con un diodo. Debe utilizar el voltaje de polarización negativa para lograr el recorte en el ciclo negativo y la polarización positiva para recortar el ciclo positivo.

9. Clippers combinacionales

Estos cortapelos se utilizan para recortar los ciclos positivo y negativo hasta cierto nivel. Para lograr esto, se utilizan dos diodos en direcciones opuestas. Para regular el recorte, se puede aplicar un voltaje de polarización para que el recorte se realice a la diferencia de voltaje entre la entrada y el voltaje de polarización. El diagrama del circuito se da a continuación:

Simplemente siga el diagrama de circuito que se muestra arriba. Este circuito es el mismo que los circuitos en paralelo / en derivación anteriores, pero aquí hemos usado dos diodos. Hemos hecho el circuito sin usar el voltaje de polarización, por lo que en la salida ambos ciclos se cortarán.

Durante el semiciclo positivo, D2 está polarizado hacia adelante y D1 está polarizado hacia atrás. Entonces D2 se convertirá en cortocircuito y D1 estará en circuito abierto. Y de manera similar, para el semiciclo negativo ocurrirá lo contrario de la condición anterior. Pero la salida estará en el nivel de diferencia de voltaje y como no hemos usado el voltaje de polarización, ambos ciclos se cortarán.