Circuits de tondeuses

Un circuit qui supprime le pic d'une forme d'onde est appelé clipper . Un clipper négatif est montré dans la figure ci-dessous.

Analyse du fonctionnement du circuit de clapet

Ce schéma a été produit avec le programme de capture schématique Xcircuit. Xcircuit a produit la liste nette SPICE Figure ci-dessous, à l'exception de la deuxième et de l'avant-dernière paire de lignes qui ont été insérées avec un éditeur de texte.

*SPICE 03437.eps * A K ModelName D1 0 2 diode R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran .05m 3m .end 

Clipper :écrête le pic négatif à -0,7 V.

Demi-cycle positif

Pendant le demi-cycle positif de l'entrée de crête de 5 V, la diode est polarisée en inverse. La diode ne conduit pas. C'est comme si la diode n'était pas là. L'alternance positive est inchangée à la sortie V(2) sur la figure ci-dessous. Étant donné que les pics positifs de sortie recouvrent en fait l'onde sinusoïdale d'entrée V (1), l'entrée a été décalée vers le haut dans le tracé pour plus de clarté. Dans Nutmeg, le module d'affichage SPICE, la commande "plot v(1)+1)" accomplit cela.

V(1)+1 est en fait V(1), une onde sinusoïdale de 10 Vptp, décalée de 1 V pour la clarté de l'affichage. La sortie V(2) est écrêtée à -0,7 V, par la diode D1.

Demi-cycle négatif

Pendant le demi-cycle négatif de l'entrée d'onde sinusoïdale de la figure ci-dessus, la diode est polarisée en direct, c'est-à-dire conductrice. Le demi-cycle négatif de l'onde sinusoïdale est court-circuité. Le demi-cycle négatif de V(2) serait écrêté à 0 V pour une diode idéale. La forme d'onde est écrêtée à -0,7 V en raison de la chute de tension directe de la diode au silicium. La valeur par défaut du modèle Spice est de 0,7 V, à moins que les paramètres de la déclaration de modèle ne spécifient le contraire. Les diodes Germanium ou Schottky se clippent à des tensions inférieures.

Un examen plus approfondi du pic écrêté négatif (figure ci-dessus) révèle qu'il suit l'entrée pendant une légère période de temps tandis que l'onde sinusoïdale se déplace vers -0,7 V. L'action d'écrêtage n'est efficace qu'une fois que l'onde sinusoïdale d'entrée dépasse -0,7 V. La diode n'est pas conductrice pendant tout le demi-cycle, cependant, pendant la majeure partie.

Circuit de tondeuse symétrique

L'ajout d'une diode anti-parallèle à la diode existante de la figure ci-dessus donne le clipper symétrique de la figure ci-dessous.

*SPICE 03438.eps D1 0 2 diode D2 2 0 diode R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.05m 3m .end 

Clipper symétrique :les diodes anti-parallèles écrêtent à la fois les crêtes positives et négatives, laissant une sortie de ± 0,7 V.

La diode D1 coupe le pic négatif à -0,7 V comme auparavant. La diode supplémentaire D2 conduit pendant des demi-cycles positifs de l'onde sinusoïdale lorsqu'elle dépasse 0,7 V, la chute directe de la diode. Le reste de la tension chute aux bornes de la résistance série. Ainsi, les deux pics de l'onde sinusoïdale d'entrée sont écrêtés dans la figure ci-dessous. La liste nette est dans la figure ci-dessus

La diode D1 écrête à -0,7 V car elle conduit pendant les pics négatifs. D2 conduit pour les pics positifs, écrêtant à 0,7V

Forme générale du coupe-diode

La forme la plus générale de l'écrêteur de diodes est illustrée dans la figure ci-dessous. Pour une diode idéale, l'écrêtage se produit au niveau de la tension d'écrêtage, V1 et V2. Cependant, les sources de tension ont été ajustées pour tenir compte de la chute directe de 0,7 V des vraies diodes au silicium. D1 se clipse à 1,3V +0,7V=2,0V lorsque la diode commence à conduire. D2 écrête à -2,3V -0,7V=-3,0V lorsque D2 est conducteur.

*SPICE 03439.eps V1 3 0 1.3 V2 4 0 -2.3 D1 2 3 diode D2 4 2 diode R1 2 1 1.0k V3 1 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.05m 3m .end 

D1 coupe l'onde sinusoïdale d'entrée à 2V. Clips D2 à -3V.

La tondeuse de la figure ci-dessus n'a pas besoin de couper les deux niveaux. Pour écrêter à un niveau avec une diode et une source de tension, retirez l'autre diode et source.

La liste nette est dans la figure ci-dessus. Les formes d'onde de la figure ci-dessous montrent l'écrêtage de v(1) à la sortie v(2).

D1 coupe l'onde sinusoïdale à 2V. D2 clips à -3V.

Clipper à diode Zener

Il existe également un circuit d'écrêtage à diode Zener dans la section "Diode Zener". Une diode Zener remplace à la fois la diode et la source de tension continue.

Application pratique des circuits de tondeuse

Une application pratique d'un écrêteur est d'empêcher un signal vocal amplifié de surcharger un émetteur radio dans la figure ci-dessous. La conduite excessive de l'émetteur génère des signaux radio parasites qui provoquent des interférences avec d'autres stations. La tondeuse est une mesure de protection.

Clipper empêche la surconduite de l'émetteur radio par les pics de voix.

Une onde sinusoïdale peut être mise au carré en surchargeant une tondeuse. Une autre application d'écrêtage est la protection des entrées exposées des circuits intégrés. L'entrée du CI est connectée à une paire de diodes comme au nœud "2" de la figure ci-dessus. Les sources de tension sont remplacées par les rails d'alimentation du CI. Par exemple, les circuits intégrés CMOS utilisent 0 V et +5 V. Les amplificateurs analogiques peuvent utiliser ±12 V pour les sources V1 et V2.

• AVIS
• Une résistance et une diode alimentées par une source de tension alternative écrêtent le signal observé aux bornes de la diode.
• Une paire de diodes Si anti-parallèles se clipsent symétriquement à ±0,7 V
• L'extrémité mise à la terre d'une ou plusieurs diodes d'écrêtage peut être déconnectée et câblée à une tension continue pour écrêter à un niveau arbitraire.
• Un clipper peut servir de mesure de protection, empêchant un signal de dépasser les limites d'écrêtage.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail sur la tondeuse et les circuits de la pince