3.6: Circuitos Clipper

Un circuito que elimina el pico de una forma de onda se conoce como un clipper. Un clipper negativo se muestra en la Figura a continuación. Este diagrama esquemático se produjo con el programa de captura esquemática Xcircuit. Xcircuit produjo la lista neta SPICE Figura a continuación, a excepción de la segunda, y al lado del último par de líneas que se insertaron con un editor de texto.

Clipper: clips de pico negativo a -0.7 V.

Durante el medio ciclo positivo de la entrada de pico de 5 V, el diodo es polarizado invertido. El diodo no conduce. Es como si el diodo no estuviera ahí. El medio ciclo positivo no cambia en la salida V (2) en la Figura siguiente. Dado que los picos positivos de salida realmente se superponen a la onda sinusoidal de entrada V (1), la entrada se ha desplazado hacia arriba en la gráfica para mayor claridad. En Nuez moscada, el módulo de visualización SPICE, el comando “plot v (1) +1)” logra esto.

V (1) +1 es en realidad V (1), una onda sinusoidal de 10 Vptp, compensada por 1 V para mayor claridad de visualización. La salida de V (2) está recortada a -0.7 V, por el diodo D1.

Durante el medio ciclo negativo de entrada de onda sinusoidal de la Figura anterior, el diodo es polarizado hacia delante, es decir, conductor. El medio ciclo negativo de la onda senoidal está cortocircuitado. El medio ciclo negativo de V (2) se recortaría a 0 V para un diodo ideal. La forma de onda se recorta a -0.7 V debido a la caída de voltaje directo del diodo de silicio. El modelo de especias por defecto es 0.7 V a menos que los parámetros en la declaración del modelo especifiquen lo contrario. Los diodos de germanio o Schottky se sujetan a voltajes más bajos.

Un examen más detallado del pico recortado negativo (Figura anterior) revela que sigue la entrada por un ligero período de tiempo mientras la onda senoidal se mueve hacia -0.7 V. La acción de recorte solo es efectiva después de que la onda sinusoidal de entrada excede -0.7 V. El diodo no está conduciendo durante el medio ciclo completo, sin embargo, durante la mayor parte del mismo.

La adición de un diodo antiparalelo al diodo existente en la Figura anterior produce el recortador simétrico en la Figura siguiente.

Clipper simétrico: Los diodos antiparalelos recortan tanto el pico positivo como el negativo, dejando una salida de ± 0.7 V.

El diodo D1 corta el pico negativo a -0.7 V como antes. El diodo adicional D2 conduce para semiciclos positivos de la onda sinusoidal ya que excede 0.7 V, la caída del diodo directo. El resto del voltaje cae a través de la resistencia en serie. Así, ambos picos de la onda sinusoidal de entrada se recortan en la Figura siguiente. La lista neta está en la Figura anterior

El diodo D1 se fija a -0.7 V mientras conduce durante los picos negativos. D2 conduce para picos positivos, recortando a 0.7V.

La forma más general de la cortadora de diodos se muestra en la Figura a continuación. Para un diodo ideal, el recorte se produce al nivel de la tensión de recorte, V1 y V2. Sin embargo, las fuentes de voltaje se han ajustado para dar cuenta de la caída directa de 0.7 V de los diodos de silicio reales. D1 se fija a 1.3V +0.7V=2.0V cuando el diodo comienza a conducir. D2 se fija a -2.3V -0.7V=-3.0V cuando D2 conduce.

D1 corta la onda sinusoidal de entrada a 2V. D2 clips a -3V.

El cortapelos de la Figura anterior no tiene que recortar ambos niveles. Para recortar en un nivel con un diodo y una fuente de voltaje, retire el otro diodo y la fuente.

La lista neta se encuentra en la Figura anterior. Las formas de onda en la Figura siguiente muestran el recorte de v (1) en la salida v (2).

D1 corta la onda sinusoidal a 2V. D2 clips a -3V.

También hay un circuito clipper de diodo zener en la sección “Diodo Zener”. Un diodo zener reemplaza tanto al diodo como a la fuente de voltaje de CC.

Una aplicación práctica de un clipper es evitar que una señal de voz amplificada sobrecargue un transmisor de radio en la Figura a continuación. El transmisor genera señales de radio espurias que provocan interferencias con otras estaciones. El cortapelos es una medida de protección.

Clipper evita sobreconducir el transmisor de radio por picos de voz.

Una onda senoidal puede ser cuadrada al sobreconducir un cortapelos. Otra aplicación de clipper es la protección de entradas expuestas de circuitos integrados. La entrada del CI está conectada a un par de diodos como en el nodo “2” de la Figura anterior. Las fuentes de voltaje son reemplazadas por los rieles de suministro de energía del IC. Por ejemplo, los IC CMOS usan 0V y +5 V. Los amplificadores analógicos podrían usar ±12V para las fuentes V1 y V2.

REVISIÓN

• Una resistencia y un diodo impulsados por una fuente de voltaje de CA recorta la señal observada a través del diodo.
• Un par de diodos Si antiparalelos se sujetan simétricamente a ±0.7V
• El extremo conectado a tierra de un diodo o diodos clipper se puede desconectar y cablear a una tensión de CC para acortarse a un nivel arbitrario.
• Un cortapelos puede servir como medida de protección, evitando que una señal supere los límites del clip.