כיצד להבין מעגלי גזירת דיודות בסיסיים?
רשום את חיבורי הקתודה והאנודה של הדיודה ביחס לאות הקלט ומתח הייחוס (Vref).
מעגלי גזירה משמשים כמעט בכל מקום באלקטרוניקה, ולכן חיוני לתלמיד אלקטרוני ללמוד ולהבין את המושגים הכרוכים בהם. מעגלי גזירה הם המעגלים האלקטרוניים שיסירו את החלק של אות הכניסה או יתפסו אותם; הם נקראים גם כמגבלי מתח שכן הם מגבילים את המתח לערך קבוע מראש. התחל משלב 1 להליך שלב אחר שלב לפתרון מעגל הגזירה הבסיסי ולהבנת התהליך בקלות.
- 1שים לב לרכיבים המשמשים באותו מעגל ולמצב מתח הייחוס. רשום את חיבורי הקתודה והאנודה של הדיודה ביחס לאות הקלט ומתח הייחוס (Vref). השווה את המתח של VREF עם VM (או Vpeak) ו -Vm (או -Vpeak) ו לעשות פתק.
- 2התחל בניתוח המעגל. מכיוון שהכניסה הנתונה היא מתח זרם חילופין, הניתוח חייב להתבצע בשני שלבים נפרדים: אחד לחצי מחזור חיובי ואחד לחצי מחזור שלילי.
- 3ניתוח המעגל לחצי המחזור החיובי של מתח הכניסה. במהלך מחזור זה האנודה של הדיודה מחוברת לקלט דרך הנגד R ואת הקתודה של הדיודה ל- Vref. הדיודה תהיה מוטה קדימה רק אם האנודה של הדיודה חיובית יותר מהקטודה ומוטה לאחור כאשר האנודה פחות חיובית מהקטודה; לכן כאשר מתח הקלט עולה מ- 0 וולט ל- Vref הדיודה תהיה במצב מוטה הפוכה ומכאן שהפלט עוקב אחר הקלט. עם זאת, כאשר מתח הכניסה עולה על Vref, הדיודה תהיה קצרה. כעת צד הפלט מכיל רק Vref ולכן אנו מקבלים קו ישר בעוצמה Vref בצורת גל הפלט, עד שמתח הקלט הופך להיות פחות מה- Vref באותו מחזור, מכיוון שאחרי נקודה זו הדיודה תהיה במצב מוטה הפוכה ומכאן שהפלט עוקב אחר הקלט.
- 4ניתוח המעגל לחצי המחזור השלילי של מתח הכניסה. במהלך מחזור זה האנודה מחוברת לקלט דרך הנגד R וקתודה ל- Vref. מכיוון שהקתודה חיובית יותר מהאנודה, הדיודה (האידיאלית) תהיה מוטה הפוכה בכל מחצית המחזור השלילי, ומכאן שהיא תהיה מעגל פתוח. מכיוון שהדיודה פתוחה פתוחה, המעגל אינו שלם ושום זרם לא זורם במעגל, כל מה שתחיל בצד הקלט פשוט יופיע בצד הפלט ללא שינוי. לכן כל המחזור השלילי מופיע בפלט.
- 5הכר את צורות הגל של הקלט והפלט, כפי שמוצג באיור. שימו לב לחלק הגזוז במחזור החיובי, מכיוון שחלק הגזירה נמצא בציר ה- X החיובי המעגל נקרא גם מעגל גזירה חיובי.
- 6לפתור כל בעיה במעגלי גזירה. הדבר הטוב ביותר להתחיל הוא פשוט להחליף את מיקום הדיודה והנגד ולחזור על אותם צעדים.
- הדיודה המשמשת במעגל חייבת להיות אידיאלית. אחרת שקול את ירידת המתח קדימה והפוכה של הדיודה.
- אל תדאג אם המעגל הנתון הוא מעגל גוזז סדרתי או מעגל גוזז מקביל ממש בהתחלה. הבן את מעגל קוצץ אחד לחלוטין והמשיך למעגל אחר.
- פתרון של סוגים שונים של בעיות הוא טוב יותר מאשר פתרון של מספר רב יותר של בעיות מאותו סוג.
התחל משלב 1 להליך שלב אחר שלב לפתרון מעגל הגזירה הבסיסי ולהבנת התהליך בקלות.
- ה- Vm (או ה- Vp) חייב להיות גדול יותר ממתח הייחוס (Vm >> Vref) וה- Vm (או -Vp) חייב להיות פחות ממתח הייחוס (-Vm << Vref) כדי שהמעגל הנ"ל יעבוד כ מעגל גזירה מכיוון שתנאים אלה הופכים את הדיודה לקדימה ולהטיה לאחור בהתאמה.
- אל תזניחו אף רכיב במעגל מכיוון שכל אחד מהם תורם ליציאה בצורה זו או אחרת במעגלי גוזז.
- שים לב שדיודה אינה מוטה קדימה בכל מחזור החיובי החיובי. למרות שהוא נמצא במחצית החיוב החיובי, המתח החיובי הקלט חייב לחרוג מה- Vref כדי להפוך אותו להטיה קדימה.
- אל תבלבלו בין מעגלי גזירה למעגלי הידוק, מעגלי הידוק משמשים להידוק המתחים.
קרא גם: איך לבנות צפירה?
שאלות ותשובות
- מה אם ערך ה- vref גדול ממתח האספקה?שקול מקרה בו Vref = 6V ו- Vin (מתח אספקה) = 5V AC. מתח האספקה משתנה מ + 5 וולט ל -5 וולט, וזה השיא לשיא לערך. עכשיו בואו ננתח את המעגל למצב הנ"ל. מכיוון שה- vref גדול יותר מ- vin, הדיודה תהיה מוטה הפוכה, והיא תמיד תהיה כבויה (בעזרת איור 1). אז המעגל הופך למעגל פתוח לכל טווחי הקלט. מכיוון שמדובר במעגל פתוח, הוא פשוט עוקב אחר הקלט: לפיכך, vout = vin.
- מהי משוואת עיצוב הקליפר?בואו ניקח דוגמה פשוטה להבנת שאלה זו. נניח Vin = 20V (pp), Vref = 5V, ודיודה אידיאלית. המעגל זהה למוצג באיור 1. התחל לנתח את המעגל. אם הקלט גדול מ- 5 וולט, הדיודה מתחילה להתנהל (מכיוון שהיא תהיה מוטה קדימה), ואם הקלט הוא פחות מ- 5 וולט שבין 5-10 וולט, אז הדיודה תהיה מוטה לאחור, ו פלט עוקב אחר הקלט (Vout = Vin). מכאן שנוכל לכתוב את משוואות הפלט כ: Vout = Vref + V diode (כאשר הדיודה מוטה קדימה), ו- V דיודה = 0 (דיודה אידיאלית) Vout = Vref = 5 V Vout = Vin (כאשר הדיודה מוטה לאחור).
