Circuitos Clipper

Um circuito que remove o pico de uma forma de onda é conhecido como clipper . Um aparador de negativo é mostrado na figura abaixo.

Análise da operação do circuito do clapper

Este diagrama esquemático foi produzido com o programa de captura esquemática Xcircuit. Xcircuit produziu a lista de rede SPICE da Figura abaixo, exceto para a segunda, e próxima ao último par de linhas que foram inseridas com um editor de texto.

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

Clipper:recorta o pico negativo a -0,7 V.

Meio Ciclo Positivo

Durante o meio ciclo positivo da entrada de pico de 5 V, o diodo é polarizado reversamente. O diodo não conduz. É como se o diodo não existisse. O meio ciclo positivo permanece inalterado na saída V (2) na figura abaixo. Uma vez que os picos positivos de saída realmente se sobrepõem à onda senoidal de entrada V (1), a entrada foi deslocada para cima no gráfico para maior clareza. No Nutmeg, o módulo de exibição SPICE, o comando “plot v (1) +1)” faz isso.



V (1) +1 é na verdade V (1), uma onda senoidal de 10 Vptp, compensada por 1 V para clareza de exibição. A saída V (2) é cortada em -0,7 V, pelo diodo D1.

Meio ciclo negativo

Durante o meio ciclo negativo de entrada da onda senoidal da figura acima, o diodo é polarizado diretamente, ou seja, conduz. O meio ciclo negativo da onda senoidal está em curto. O meio ciclo negativo de V (2) seria cortado em 0 V para um diodo ideal. A forma de onda é cortada em -0,7 V devido à queda de tensão direta do diodo de silício. O modelo de especiarias é padronizado para 0,7 V, a menos que os parâmetros na instrução do modelo especifiquem o contrário. Os diodos de germânio ou Schottky se encaixam em tensões mais baixas.

Um exame mais detalhado do pico negativo cortado (figura acima) revela que ele segue a entrada por um pequeno período de tempo enquanto a onda senoidal está se movendo em direção a -0,7 V. A ação de corte só é eficaz depois que a onda senoidal de entrada excede -0,7 V. O diodo não está conduzindo por meio ciclo completo, porém, durante a maior parte dele.

Circuito de corte simétrico

A adição de um diodo antiparalelo ao diodo existente na figura acima produz o clipper simétrico na figura abaixo.

 * SPICE 03438.eps D1 0 2 diodo D2 2 0 diodo R1 2 1 1,0k V1 1 0 SIN (0 5 1k) .model diodo d .tran 0,05m 3m .end 

Cortador simétrico:diodos antiparalelos cortam o pico positivo e negativo, deixando uma saída de ± 0,7 V.

O diodo D1 corta o pico negativo em -0,7 V como antes. O diodo adicional D2 conduz para semiciclos positivos da onda senoidal conforme ela excede 0,7 V, a queda direta do diodo. O restante da tensão cai no resistor em série. Assim, ambos os picos da onda senoidal de entrada são cortados na Figura abaixo. A lista de rede está na figura acima



O diodo D1 grampeia em -0,7 V enquanto conduz durante picos negativos. D2 conduz para picos positivos, corte em 0,7V

Forma geral do cortador de diodo

A forma mais geral do cortador de diodo é mostrada na figura abaixo. Para um diodo ideal, o corte ocorre no nível da tensão de corte, V1 e V2. No entanto, as fontes de tensão foram ajustadas para levar em conta a queda direta de 0,7 V dos diodos de silício reais. D1 grampeia a 1,3 V + 0,7 V =2,0 V quando o diodo começa a conduzir. D2 faz clip em -2,3 V -0,7 V =-3,0 V quando D2 conduz.

 * SPICE 03439.eps V1 3 0 1,3 V2 4 0 -2,3 D1 2 3 diodo D2 4 2 diodo R1 2 1 1,0k V3 1 0 SIN (0 5 1k) .modelo diodo d .tran 0,05m 3m. 

D1 corta a onda senoidal de entrada em 2V. D2 clipes a -3 V.

O clipper da figura acima não precisa cortar os dois níveis. Para cortar em um nível com um diodo e uma fonte de tensão, remova o outro diodo e fonte.

A lista da rede está na figura acima. As formas de onda na figura abaixo mostram o corte de v (1) na saída v (2).



D1 corta a onda senoidal em 2V. D2 clipes em -3V.

Cortador de Diodo Zener

Há também um circuito clipper de diodo zener na seção “diodo Zener”. Um diodo zener substitui o diodo e a fonte de tensão DC.

Aplicação prática de circuitos de tosquia

Uma aplicação prática de um clipper é evitar que um sinal de fala amplificado ultrapasse um transmissor de rádio na Figura abaixo. Ao dirigir, o transmissor gera sinais de rádio espúrios que causam interferência com outras estações. O clipper é uma medida de proteção.



O Clipper evita o excesso de transmissão do transmissor de rádio por picos de voz.

Uma onda senoidal pode ser quadrada com o overdrive de um clipper. Outra aplicação do clipper é a proteção de entradas expostas de circuitos integrados. A entrada do IC é conectada a um par de diodos como no nó “2” da Figura acima. As fontes de tensão são substituídas pelos trilhos de alimentação do IC. Por exemplo, os ICs CMOS usam 0V e +5 V. Os amplificadores analógicos podem usar ± 12V para as fontes V1 e V2.

• REVER
• Um resistor e um diodo acionado por uma fonte de tensão AC corta o sinal observado através do diodo.
• Um par de diodos de Si antiparalelos prendem simetricamente a ± 0,7 V
• A extremidade aterrada de um (s) diodo (s) clipper pode ser desconectada e ligada a uma tensão DC para cortar em um nível arbitrário.
• Um clipper pode servir como medida de proteção, evitando que um sinal ultrapasse os limites do clip.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de circuitos Clipper e Clamper