Circuits d'écrêtage à diodes: conception et démonstration

Comme son nom l'indique, le circuit Clipper est utilisé pour «couper» une partie du signal d'entrée sans déformer la partie restante de la forme d'onde. C'est un circuit de mise en forme d'onde. Cela peut être très utile dans les circuits où le signal d'entrée atteint une valeur de tension plus élevée que celle attendue. Ces circuits peuvent être mis en œuvre de différentes manières selon la configuration ou la fonction de la diode.

L'écrêtage se fait soit en cycle positif soit en cycle négatif en modifiant la configuration de la diode. Il y a donc des tondeuses positives ou négatives selon le cycle qui est coupé. Ici, nous allons expliquer et démontrer différents types de tondeuses à l'aide d'un oscilloscope.

Les principaux types de tondeuses sont:

Série Positive Clipper
Tondeuse positive série avec tension de polarisation
Tondeuse négative série
Tondeuse négative série avec tension de polarisation
Shunt Positive Clipper
Clipper positif shunt avec tension de polarisation
Clipper négatif shunt
Shunt Clipper négatif avec tension de polarisation
Clipper Combinationale

1. Série Positive Clipper

Comme son nom l'indique, ce circuit coupe le demi-cycle positif du signal d'entrée. La diode est connectée en série avec la sortie comme indiqué dans la figure ci-dessous:

Pour concevoir le circuit, suivez simplement le schéma ci-dessus. Connectez d'abord la borne 12V du transformateur à l'extrémité négative de la diode et connectez une résistance 10K à l'extrémité positive de la diode, puis connectez la borne 0V du transformateur à l'autre extrémité de la résistance. Connectez maintenant le premier canal de l'oscilloscope au côté entrée et le deuxième canal au côté sortie. Allumez le transformateur et l'oscilloscope. Et vous verrez le demi-cycle positif du signal de sortie coupé.

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en polarisation inverse, il n'y a donc pas de tension de sortie, et pendant le demi-cycle négatif, la diode passe en polarisation directe et la chute de tension se produit à travers la sortie. Par conséquent, nous voyons le demi-cycle positif coupé.

2. Tondeuse positive de série avec tension de polarisation

Plusieurs fois, nous n'avons besoin que d'une petite partie du signal pour être coupée. Pour ce faire, une tension de polarisation est utilisée. Ainsi, lorsque nous connectons la tension de polarisation à la résistance, la tension de sortie est la différence entre la tension d'entrée et la tension de polarisation. C'est ainsi que la moitié positive se coupe au niveau de tension souhaité. Si vous fournissez une tension négative (Figure 2), il coupera une partie du cycle négatif comme indiqué ci-dessous car la tension négative s'additionnera avec la tension d'entrée.

3. Tondeuse négative série

Comme son nom l'indique, ce circuit coupe le demi-cycle négatif du signal d'entrée. La diode est connectée en série avec la sortie comme indiqué dans la figure ci-dessous:

Pour concevoir le circuit, suivez simplement le schéma ci-dessus. Connectez d'abord la borne 12V du transformateur à l'extrémité positive de la diode et connectez une résistance 10K à l'extrémité négative de la diode, puis connectez la borne 0V du transformateur à l'autre extrémité de la résistance. Connectez maintenant le premier canal de l'oscilloscope au côté entrée et le deuxième canal au côté sortie. Allumez le transformateur et l'oscilloscope. Et vous verrez le demi-cycle négatif du signal de sortie coupé.

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en polarisation directe, ainsi, la chute de tension se produit sur la sortie et pendant le demi-cycle négatif, la diode passe en polarisation inverse et il n'y a pas de tension de sortie sur la sortie. Par conséquent, nous voyons le demi-cycle négatif coupé.

4. Clipper négatif en série avec tension de polarisation

Cela fonctionne sur le même principe que la tondeuse à polarisation positive série. Mais ici, la tension de polarisation négative est utilisée pour couper la partie négative du signal car la tension de polarisation positive sera ajoutée à la tension d'entrée.

5. Shunt Positive Clipper

Dans Shunt / Parallel Clipper, la diode est connectée côté sortie et la résistance est connectée côté entrée. Il est appelé parallèle car la sortie est développée en parallèle à la diode. Le schéma de circuit est illustré ci-dessous:

Pour concevoir le circuit, suivez le schéma de circuit illustré ci-dessus. Connectez d'abord la borne 12V du transformateur à la résistance 10K et connectez l'extrémité positive de la diode à cette résistance, puis connectez la borne 0V du transformateur à l'extrémité négative de la diode. Connectez maintenant le premier canal de l'oscilloscope au côté entrée et le deuxième canal au côté sortie. Allumez le transformateur et l'oscilloscope. Et vous verrez le demi-cycle positif du signal de sortie coupé.

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en polarisation directe, elle agit donc comme un court-circuit et il n'y a pas de tension de sortie en cas de court-circuit. Maintenant, pendant le demi-cycle négatif, la diode passe en polarisation inverse et agit comme un circuit ouvert et la tension de sortie devient égale à la tension d'entrée. Par conséquent, nous voyons le demi-cycle positif coupé.

6. Shunt Positive Clipper avec tension de polarisation

Ce type de tondeuse fonctionne également de la même manière que les tondeuses polarisées évoquées précédemment, mais cette fois, la tension de polarisation est connectée à une diode. Ainsi, en polarisation positive, il ne coupe que la partie positive, mais bien qu'il soit polarisé négativement, il coupe également une partie du demi-cycle négatif comme indiqué dans le diagramme ci-dessous.

7. Shunt Negative Clipper

Ce filtre est conçu de la même manière que le clipper positif shunt, seule la diode est connectée en sens inverse. Le schéma électrique est donné ci-dessous:

Connectez d'abord la borne 12V du transformateur à la résistance 10K et connectez l'extrémité négative de la diode à cette résistance, puis connectez la borne 0V du transformateur à l'extrémité positive de la diode. Connectez maintenant le premier canal de l'oscilloscope au côté entrée et le deuxième canal au côté sortie. Allumez le transformateur et l'oscilloscope. Et vous verrez le demi-cycle négatif du signal de sortie coupé.

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en polarisation inverse, elle agit donc comme un circuit ouvert et la tension de sortie devient égale à la tension d'entrée. Maintenant, pendant le demi-cycle négatif, la diode passe en polarisation directe et agit comme un court-circuit et il n'y a pas de tension de sortie en cas de court-circuit. Par conséquent, nous voyons le demi-cycle négatif coupé.

8. Clipper négatif shunt avec tension de polarisation

Ils sont également similaires aux clippers à polarisation négative série, mais cette fois, la tension est connectée à une diode. Vous devez utiliser la tension de polarisation négative pour obtenir l'écrêtage en cycle négatif et la polarisation positive pour écrêter le cycle positif.

9. Clippers combinés

Ces tondeuses sont utilisées pour couper les cycles positifs et négatifs à un certain niveau. Pour ce faire, deux diodes sont utilisées dans des directions opposées. Pour réguler l'écrêtage, une tension de polarisation peut être appliquée de sorte que l'écrêtage soit effectué à la différence de tension entre la tension d'entrée et la tension de polarisation. Le schéma électrique est donné ci-dessous:

Suivez simplement le schéma ci-dessus. Ce circuit est le même que les circuits parallèles / shunt ci-dessus, mais nous avons utilisé deux diodes ici. Nous avons fait le circuit sans utiliser la tension de polarisation, donc en sortie, les deux cycles seront coupés.

Pendant un demi-cycle positif, D2 est polarisé en direct et D1 est en polarisation inverse. Donc D2 deviendra un court-circuit et D1 sera un circuit ouvert. Et de même pour un demi-cycle négatif, l'opposé de la condition ci-dessus se produira. Mais la sortie sera au niveau de la différence de tension et comme nous n'avons pas utilisé la tension de polarisation, les deux cycles seront coupés.