ダイオードクリッピング回路
ダイオード クリッピング回路は、ダイオードを使用して電気信号の振幅を制限または制御する電子回路です。これらは、入力信号を調整する 1 つまたは複数のダイオードを含む電気回路です。出力はダイオードの方向と入力信号の両方に依存します。以下の回路では、下向きのダイオードが抵抗 R と直列に接続されています。 1 入力信号の正の半分を制限します。
動作原理と分類
動作原理は基本的に回路内のダイオードの動作です。ダイオードは、カットオフ値の 0.7V より低い電圧では導通しません。カットオフ電圧を超えるとすぐに電流が流れ始め、電圧降下は同じ値に留まります。逆バイアス状態では、ダイオードは開回路のように動作し、この状態では入力信号はダイオードを通過できず、並列に接続されたダイオードをバイパスして出力で反射されます。電圧のクリッピングにはさまざまなタイプがあります。これらについては以下で説明します。
- 正のダイオードクリッパー
- マイナスダイオードクリッパー
- 正負ダイオードクリッパー
- 正バイアス ダイオード クリッパー
- 負バイアス ダイオード クリッパー
- 正および負のバイアスクリッパー
- ツェナーダイオードクリッパー
- ツェナーダイオード全波クリッパー
正ダイオードクリッパー
正のダイオード クリップ回路は、入力 AC 信号の正の半分を選択的に遮断します。正のダイオード トリマー回路は、入力信号の正の半サイクルを選択的に制限し、特定のしきい値を超える部分を通過させ、信号の残りの部分を減衰させます。
ダイオードは、正の半サイクル電圧が約 0.7V を超えるまでオフのままです。ダイオードが導通状態になった後は、入力電圧に関係なく、ダイオードの両端の順方向電圧降下が維持されます。出力波形の正の半サイクルの形状は平坦に見えます。負の半サイクルでは、ダイオードは逆バイアス状態のままで、開回路のように動作します。その結果、信号入力全体がダイオードに現れます。この回路は、正の半サイクル中にのみ入力信号を減衰します。 +0.7V を超える電圧は遮断されます。
マイナスダイオードクリッパー
ネガティブ ダイオード クリッピングは、ダイオードを使用して信号の一部を削除またはクリップすることによって信号振幅を制限するプロセスです。
負のクリッピング回路は、負の半サイクル中に電圧を調整します。動作メカニズムは、ダイオードのバイアスが逆であることを除いて、正のダイオードのカットオフ回路と同様です。負電圧はマイナスカットオフ回路により-0.7Vに制限されます。このしきい値を下回る電圧値は減衰されます。
正および負のダイオードクリッパー
正負の回路クリップは、特定の正または負の電流のみを通過させ、残りの電流を低減または抑制することにより、電気信号の振幅を制限または制御できる回路コンポーネントです。
正および負のクリッピング回路を組み合わせると、正および負の回路の電圧振幅を効果的に制限する統合クリッピング回路が得られます。ダイオードは逆並列構成で配置され、一方が導通、他方が非導通になります。正の半サイクルでは、ダイオード D 1 スイッチをオンにして導通させ、D 2 スイッチがオフになるか、開いたままになります。負の循環では、逆のプロセスが発生します。出力波形の正の半サイクルは +0.7V の最大振幅を示し、負の半サイクルは -0.7V の最小振幅を示します。
正バイアス ダイオード クリッパー
正サイクル バイアス ダイオード クリッパーは、電気信号の正電圧サイクルの振幅をクリップします。配置を以下に示します。
上記の回路の目的は、+0.7+V を超える電圧を制限することです。 バイアス 。正サイクル バイアス ダイオード チョッパーは、入力信号の正の半サイクルの振幅を選択的に制限する回路要素です。
順方向電圧降下は、ダイオードトリム回路によって設定された電圧制限を制限するだけです。バイアス電圧は、開始電圧を高めるためにダイオードと直列に使用されます。ダイオードのカソードはゼロ電位に保持されますが、アノードに順方向バイアスを生成するには +0.7V の電圧が必要です。したがって、順バイアス条件には +0.7+V の電圧が必要です。 バイアス 。
負バイアス ダイオード クリッパー
負バイアス ダイオード チョッパーは、電子システムで入力信号の振幅を制限するために使用される一般的な回路構成です。
ダイオードと直列に印加される逆極性電圧は、正にバイアスされたダイオードのカットオフに似ています。クリッピング プロセスにより、ダイオードに逆バイアスを簡単に適用できますが、ダイオードを順バイアスするには、バイアスされていない場合よりも高い電圧が必要です。この回路は電圧を -0.7 V 以下に制限します。 バイアス 。
正および負のバイアス クリッパー
バイアスされた正および負のダイオードを使用して、正と負の両方の半分を効果的に低減します。各分岐のバイアス電圧は、特定の要件に基づいて変化する場合があります。これらのダイオード クリッパーは、正と負の両方の半分で動作します。
+0.7V と -0.7V のしきい値を使用すると、正回路と負回路でそれぞれ +3.7V と -5.7V でカットオフが発生します。
ツェナーダイオードクリッパー
ツェナー ダイオード クリッパーは、電子システムの信号振幅を制限するために使用される一般的なコンポーネントです。
クリッピング回路にはバイアス電圧入力が必要であり、回路の複雑さとコストの両方が増加します。ツェナー ダイオードは、順方向バイアス構成のダイオードと同様に機能します。逆バイアスの場合、電圧がツェナー電圧値を超えた後、ツェナー ダイオードは電気を流し始めます。どちらのサイクルもツェナー ダイオードを使用してトリミングされます。負のサイクルでは、ツェナー ダイオードはこの順方向電圧降下以下で動作し、正のサイクルではツェナー電圧 (V) を超えて動作します。 と ）。
ツェナーダイオード全波クリッパー
下の図は、2 つのツェナー ダイオードをベースにした全波クリッパーを示しています。この回路では、両方の回路がツェナー電圧 (V) のツェナー ダイオードによって制限されます。 と ）。簡単に言えば、Z D1 正の半サイクルを V に制限するために使用されます。 Z1 とV Z2 、Z D2 負の半サイクルを V に制限するために使用されます。 Z1 とV Z2 。
結論
ダイオード クリッパー回路の機能は、電圧を一定の制限に制限または等化することです。出力波形のレベルのトリミングまたは変更は、入力信号の特性と回路の特性の両方に依存します。