วงจรตัดไดโอด–ปัตตาเลี่ยนแรงดันไดโอด
แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์
วงจรตัดไดโอด-คุณจัดการกับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับคุณในการปกป้องจากไฟฟ้าแรงสูงขัดขวางหรือไม่?
ถ้าใช้วงจรตัดไดโอดจะช่วยได้ และนั่นเป็นเพราะมันช่วยให้คุณควบคุมรูปคลื่นของคุณได้
แต่เช่นเดียวกับวงจรส่วนใหญ่ มีหลักการทำงานที่คุณต้องเข้าใจ วิธีนี้ทำให้ใช้งานอุปกรณ์ได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังมีวงจรการตัดประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่
ข่าวดีก็คือ:
เราได้กล่าวถึงทั้งหมดนี้และอื่น ๆ ในบทความนี้ ดังนั้นติดอยู่รอบ ๆ
วงจรตัดไดโอด-วงจรตัดไดโอดคืออะไร?
คลิปเปอร์รูปคลื่นไดโอด
แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์
เครื่องตัดไดโอดเป็นวงจรสร้างคลื่น และทำงานโดยใช้รูปคลื่นอินพุต จากนั้นจะตัดทั้งสองส่วน ครึ่งบนหรือครึ่งล่าง ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของไดโอด คุณยังสามารถเรียกอุปกรณ์นี้ว่าตัวจำกัดไดโอด
เมื่อไดโอดปัตตาเลี่ยนตัดหรือคลิปสัญญาณอินพุต มันจะสร้างรูปคลื่นเอาท์พุต และรูปคลื่นนี้จะดูเหมือนอินพุตแบบแบน ดังนั้น คุณสามารถใช้วงจรตัดไดโอดสำหรับการใช้งานต่างๆ เพื่อปฏิรูปรูปคลื่นอินพุตด้วย Schottky และไดโอดสัญญาณ
หรือวงจรใช้ซีเนอร์ไดโอดเพื่อป้องกันไฟเกิน ดังนั้นไดโอดปัตตาเลี่ยนจะป้องกันวงจรจากไฟกระชากแรงสูง วิธีนี้จะช่วยให้แน่ใจว่าแรงดันไฟขาออกไม่เกินระดับที่กำหนด
ที่กล่าวว่าตัวต้านทานและไดโอดในอุดมคติเป็นส่วนประกอบสำคัญที่คุณต้องใช้ในการสร้างวงจรตัด แต่ในขณะใช้งาน การเพิ่มแบตเตอรี่กระแสตรงเป็นสิ่งสำคัญ จากนั้น คุณสามารถกำหนดระดับการตัดของคุณเป็นจำนวนที่ต้องการได้
วงจรตัดไดโอดทำงานอย่างไร?
หลักการทำงานของวงจรตัดไดโอดจะคล้ายกับไดโอด ยอมให้กระแสไหลผ่านตัวมันเองโดยยึดแรงดันไฟไว้—เมื่อไดโอดมีความเอนเอียงไปข้างหน้า
นอกจากนี้ จะไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอดเมื่อมีการเอนเอียงแบบย้อนกลับ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเทอร์มินัลจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
วงจรตัดไดโอด-หมวดหมู่ของกรรไกร
โดยทั่วไปแล้ว เรามีกรรไกรตัดเล็บทั่วไปสองประเภท: แบบขนานและแบบอนุกรม การกำหนดค่าที่คล้ายกันคือเมื่อไดโอดมีกิ่งขนานกับโหลด และการกำหนดค่าอนุกรมคือเมื่อไดโอดและเกียร์อยู่ในลำดับ
ปัตตาเลี่ยนไดโอดบวก
ปัตตาเลี่ยนไดโอดบวก
แหล่งที่มา: Tutorialspoint
เมื่อคุณมีปัตตาเลี่ยนบวก คุณจะสังเกตเห็นว่าไม่มีครึ่งรอบบวกของแรงดันไฟฟ้าอินพุต
นอกจากนี้ ถ้าไดโอดของคุณอยู่ในอนุกรมพร้อมกับโหลด คุณจะมีอคติย้อนกลับระหว่างวงจรครึ่งบวกของรูปคลื่นอินพุต เป็นผลให้วงจรไดโอดจะตัดวงจรครึ่งบวกออก และแรงดันไฟขาออกจะยังคงอยู่ที่ 0 โวลต์
จากนั้น เมื่ออินพุตของคุณมีวงจรลบ ไดโอดของคุณจะถูกไบแอสไปข้างหน้า ดังนั้น คุณจะเห็นกระบวนการลบครึ่งหนึ่งในผลลัพธ์
ที่กล่าวว่าเมื่อไดโอดของคุณขนานกับโหลดสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไดโอดจะถูกไบแอสไปข้างหน้าในช่วงครึ่งรอบบวก และไดโอดจะทำงานเหมือนสวิตช์ปิด ดังนั้นไดโอดจะดำเนินการอย่างหนัก ดังนั้นแรงดันตกคร่อมความต้านทานโหลดหรือไดโอดจะเป็นศูนย์
ดังนั้น ค่าแรงดันเอาต์พุตระหว่างครึ่งรอบบวกจะเป็นศูนย์ และเมื่อสัญญาณอินพุตมีครึ่งวงจรเชิงลบ ไดโอดของคุณจะถูกเอนเอียงแบบย้อนกลับ ดังนั้นมันจะทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด และแรงดันไฟขาเข้าทั้งหมดจะแสดงข้ามความต้านทานโหลดหรือไดโอด (ถ้าโหลดความต้านทานมากกว่าความต้านทาน)
ดังนั้นคุณสามารถพูดได้ว่าวงจรทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า และมีแรงดันเอาต์พุตเป็น [RL/ R + RL] VMAX = -VMAX (เมื่อ R< RL)
วงจรตัดไดโอด-คลิปเปอร์ไดโอดเชิงลบ
คลิปเปอร์ไดโอดเชิงลบ
แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์
วงจรตัดไดโอดเชิงลบเป็นเหมือนการย้อนกลับของการตัดขั้วบวก ดังนั้น เมื่อไดโอดของคุณมีความเอนเอียงไปข้างหน้าและรูปคลื่นไซน์มีวัฏจักรลบ มันจะตัดไปที่ -0.7 โวลต์
นอกจากนี้ เมื่อไดโอดมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับ จะยอมให้ครึ่งวงจรบวกไหลโดยไม่ได้รับผลกระทบ ดังนั้นคุณจะมีวงจรปัตตาเลี่ยนลบเมื่อไดโอดของคุณ จำกัด รอบครึ่งลบของแรงดันไฟฟ้าอินพุต
ไดโอดสามารถคลิปทั้งสองรอบได้หรือไม่? ใช่มันสามารถ และคุณสามารถเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานผกผันของไดโอดสองตัว ดังนั้นไดโอดตัวแรก (D1) จะตัดวงจรครึ่งบวกของรูปคลื่นไซน์อินพุท ในทางกลับกัน ไดโอดที่สอง (D2) จะตัดครึ่งวงจรเชิงลบ
ดังนั้น คุณสามารถใช้วงจรตัดไดโอดเพื่อตัดวงจรครึ่งลบ ครึ่งรอบบวก หรือสองวงจร ที่กล่าวว่ารูปคลื่นเอาต์พุตของคุณจะเป็นศูนย์—ถ้าคุณใช้ไดโอดในอุดมคติ แต่เมื่อคุณมีความลำเอียงไปข้างหน้า คุณจะสังเกตเห็นแรงดันตกคร่อมไดโอด ดังนั้นจุดตัดจะเกิดขึ้นที่ +0.7 โวลต์และ -0.7 โวลต์
แต่คุณสามารถได้รับค่าที่สูงกว่าเกณฑ์ ±0.7 โวลต์ และคุณสามารถทำได้โดยการเพิ่มแรงดันไบแอสให้กับไดโอด
หรือคุณสามารถเชื่อมโยงไดโอดหลายตัวเป็นอนุกรมเพื่อสร้างทวีคูณของ 0.7 โวลต์
วงจรตัดไดโอด-ปัตตาเลี่ยนรวม
ปัตตาเลี่ยนไดโอดรวม
แหล่งที่มา: ประตูวิจัย
ปัตตาเลี่ยนรวมมีประโยชน์เมื่อคุณต้องการตัดส่วนหนึ่งของครึ่งวงจรบวกและลบของแรงดันไฟฟ้าอินพุต ดังนั้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตของคุณสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก้อนแรก (+V1) ของ D1 จะมีการนำไฟฟ้าอย่างหนัก
แต่ D2 ของคุณจะมีอคติย้อนกลับ
ดังนั้น คุณจะเห็นแรงดันเอาต์พุตหรือ +V1 ที่เอาต์พุต
เมื่อพูดถึงสัญญาณแรงดันไฟขาเข้าเชิงลบ ไดโอด (D1) ของคุณจะยังคงมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับ จากนั้น +V1 จะคงอยู่ชั่วขณะหนึ่ง หลังจากนั้นสัญญาณเข้าจะเกิน +V1
นอกจากนี้ไดโอดที่สองหรือ D2 จะมีการนำหนัก แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตมากกว่าขนาดของแรงดันแบตเตอรี่ V2
ดังนั้น เอาต์พุตจะอยู่ที่ -V2 ระหว่างวงจรลบ และสิ่งนี้ใช้ได้ตราบใดที่ -V2 น้อยกว่าแรงดันสัญญาณอินพุต
วงจรตัดไดโอดแบบลำเอียง
วงจรตัดไดโอดแบบลำเอียง
แหล่งที่มา: Tutorialspoint
แรงดันไบแอสเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างวงจรตัดไดโอดสำหรับรูปคลื่นแรงดันไฟที่ระดับต่างๆ ดังนั้น ถ้าคุณต้องการให้ไดโอดของคุณมีความเอนเอียงไปข้างหน้าสำหรับการนำไฟฟ้า VBIAS + 0.7V ของคุณต้องน้อยกว่าอนุกรมแรงดันข้ามชุดค่าผสม
ตัวอย่างเช่น หากคุณตั้งค่าระดับ VBIAS ของคุณที่ 5.5 โวลต์ จะมีอคติไปข้างหน้าได้ก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ความเอนเอียงไปข้างหน้ามีความสำคัญมากกว่า 5.5 + 0.7 = 6.2 โวลต์ ดังนั้นวงจรจะตัดระดับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่สูงกว่าจุดอคตินี้
วงจรตัดไดโอด-การตัดไดโอดอคติเชิงลบ
เมื่อคุณเปลี่ยนแรงดันไบแอสของไดโอด คุณจะได้ระดับการจำกัดไดโอดหรือการตัดไดโอดแบบอื่น ดังนั้น คุณสามารถใช้ไดอะแฟรมไดอะแฟรมสองตัว หากคุณต้องการตัดวงจรครึ่งรอบเชิงลบและบวก
นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าคุณไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไบแอสเท่ากันสำหรับการตัดไดโอดบวกและลบ ตัวอย่างเช่น แรงดันไบแอสบวกของคุณอาจเป็น 8 โวลต์ ในขณะที่แรงดันไบแอสลบคือ 10
การตัดไดโอดอคติเชิงบวก
คุณสามารถเริ่มต้นด้วยการย้อนกลับแรงดันไบแอสและไดโอดของแบตเตอรี่ ดังนั้น เมื่อไดโอดดำเนินการที่วงจรลบของรูปคลื่นสัญญาณเอาท์พุต VBIAS จะยังคงอยู่ที่ระดับหนึ่ง
การตัดไดโอดของระดับอคติต่างๆ
ไดโอด (D1) จะดำเนินการเมื่อแรงดันไฟฟ้าครึ่งรอบบวกถึง +4.7V จากนั้นจะจำกัดรูปคลื่นไว้ที่ +4.7V
นอกจากนี้ เพื่อให้ D2 ดำเนินการได้ แรงดันไฟฟ้าต้องสูงถึง -6.7V ดังนั้นวงจรจะตัดแรงดันลบทั้งหมดที่อยู่ต่ำกว่า -6.7V และแรงดันบวกที่สูงกว่า +4.7V โดยอัตโนมัติ
ที่กล่าวว่าตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้ตั้งค่าระดับการตัดไดโอดต่ำเกินไปหรือรูปคลื่นอินพุตสูงเกินไป หรือคุณจะได้รูปคลื่นรูปคลื่นสี่เหลี่ยมเมื่อวงจรเอาพีครูปคลื่นสองอันออก
วงจรตัดซีเนอร์ไดโอด
แรงดันไบอัสทำให้มั่นใจได้ว่าคุณสามารถควบคุมรูปคลื่นของแรงดันไฟที่ตัดออกได้อย่างแม่นยำ แต่ข้อเสียของการใช้วงจรตัดไดโอดแบบเอนเอียงคือการใช้แหล่งพลังงานของแบตเตอรี่แรงเคลื่อนไฟฟ้าอีกแหล่งหนึ่ง ดังนั้นคุณสามารถใช้ซีเนอร์ไดโอดแทนได้
ไดโอดซีเนอร์ทำงานเฉพาะในพื้นที่สลายลำเอียงแบบย้อนกลับ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดไดโอดซีเนอร์หรือแอพพลิเคชั่นควบคุมแรงดันไฟฟ้า
เมื่อซีเนอร์ดำเนินการ มันจะทำงานเหมือนซิลิกอนไดโอดปกติที่มีแรงดันตกไปข้างหน้า 700mV (0.7V) ในภูมิภาคไปข้างหน้า นอกจากนี้ ในอคติย้อนกลับ แรงดันไฟยังคงถูกบล็อก และสิ่งนี้ยังคงอยู่จนกว่าแรงดันพังทลายของซีเนอร์ไดโอดจะถึง
คลิปรูปคลื่นที่แรงดันซีเนอร์เมื่อวงจรซีเนอร์ไดโอดอยู่ในอคติย้อนกลับ นอกจากนี้หลักสูตรยังทำหน้าที่เป็นไดโอดปกติที่มีค่าจุดเชื่อมต่อ 0.7V ในช่วงครึ่งรอบเชิงลบ
การประยุกต์ใช้วงจรตัดไดโอด
คุณสามารถใช้วงจรตัดไดโอดในแอปพลิเคชันต่อไปนี้:
พาวเวอร์ซัพพลาย
ขจัดคลื่นส่วนเกินในสัญญาณที่เกินระดับเสียงรบกวนเฉพาะในเครื่องส่งสัญญาณ FM
ปรับรูปคลื่นที่มีอยู่และสร้างคลื่นใหม่
คุณสามารถใช้มันเป็นไดโอดอิสระที่ปกป้องทรานซิสเตอร์จากเอฟเฟกต์ชั่วคราว
จำกัดแรงดันไฟฟ้าเข้าในอุปกรณ์
คำพูดสุดท้าย
วงจรตัดไดโอดมีประสิทธิภาพจำกัด ป้องกัน หรือตัดแรงดันสัญญาณอินพุตหรือรูปคลื่นต่ำกว่าหรือสูงกว่าระดับที่กำหนด และมีวงจรการหนีบหลายประเภท ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการบรรลุ
ที่กล่าวว่าคุณคิดอย่างไรเกี่ยวกับหัวข้อนี้?
คุณต้องการความช่วยเหลือในการสร้างวงจรตัดไดโอดที่ดีที่สุดสำหรับโครงการของคุณหรือไม่?
โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา
