Elektronik- und Elektrostudenten müssen die Konzepte von Clipping-Schaltungen erlernen und Probleme im Zusammenhang mit Clipping-Schaltungen lösen. Clipping-Probleme sind nicht vollständig abgeschlossen, bis Sie die Übertragungseigenschaften dieser Schaltung zeichnen. Tatsächlich beinhalten viele der Fragen, die sich auf Clipping-Schaltungen beziehen, Übertragungseigenschaften als Teil dieser Frage. Das Zeichnen der Übertragungseigenschaften für eine Schaltung wird einfach, wenn Sie die Schaltung vollständig verstanden haben. Die Übertragungscharakteristik für eine grundlegende Dioden-Clipping-Schaltung ist definiert als der Verlauf der Eingangsspannung (Vinp auf der X-Achse) V/S-Ausgangsspannung (Vout auf der Y-Achse) dieser Schaltung.
Schritte
Schritt 1. Verstehen Sie die grundlegenden Dioden-Clipping-Schaltungen vollständig
Das Zeichnen der Übertragungseigenschaften für die Schaltung wird einfach, wenn Sie die Schaltung vollständig verstehen und in der Lage sind, ihre Ausgangswellenform zu erhalten.
Schritt 2. Untersuchen Sie die Ausgangswellenform für die obige Schaltung
Verstehen Sie die Ausgangswellenform der Schaltung. Beobachten Sie die Vref-Linie (Referenzspannung), die sich auf der positiven X-Achse in der Eingangswellenform befindet. Beachten Sie auch, dass oberhalb der Vref-Linie die Ausgabe auf Vref in der Ausgangswellenform begrenzt wird.
Schritt 3. Die Übertragungseigenschaften müssen für positive und negative Eingangsspannungen analysiert werden
Da die Übertragungscharakteristik als Auftrag von Vinp (Eingangsspannung) gegen Vout (Ausgangsspannung) definiert ist, kann die Eingangsspannung positiv, negativ oder null sein.
Starten Sie daher die Analyse für beide Arten von Eingaben. Notieren Sie die erhaltene Ausgangsspannung für die entsprechende Eingangsspannung. Das Plotten wird einfach, wenn Sie mit der Analyse der Schaltung von den negativen Eingangsspannungen beginnen (Sie können jedoch auch mit der Analyse von positiven Eingangsspannungen beginnen)
Schritt 4. Analysieren Sie die Schaltung auf negative Eingangsspannungen
Wenn die negative Eingangsspannung an die Schaltung angelegt wird, wird die Diode (Ideal) in Sperrrichtung vorgespannt. Daher wird der Stromkreis geöffnet und es fließt kein Strom durch den Stromkreis.
Daher folgt die Ausgangsspannung an jedem Punkt einfach der Eingangsspannung an diesem Punkt ohne jegliche Modifikation. Das Auftragen des Graphen von Vinp gegen Vout in dieser Bedingung führt zu einem Graphen einer geraden Linie mit einer Steigung (definiert als tan θ = Δ Vout/Δ Vinp) von 1, da sich Vout ändert, wenn sich Vinp ändert, aber der Betrag der Änderung in Vinp und Vout sind an jedem Punkt gleich, da der Ausgang dem Eingang folgt. Daher ist Δ Vout = Δ Vinp = a (irgendwelcher Wert), nun der Wert von tan θ = a/a=1 und somit θ = 45'
Schritt 5. Analysieren Sie die Schaltung auf positive Eingangsspannungen
Für positive Eingangsspannungen kleiner als Vref wird die Diode (Ideal) in Sperrrichtung vorgespannt. Daher wird der Stromkreis geöffnet und es fließt kein Strom durch den Stromkreis.
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In diesem Zustand wird die angelegte Eingabe einfach ohne Modifikation als Ausgabe wiedergegeben. Der Graph ist eine vom Ursprung ausgehende gerade Linie mit einem Winkel von 45' zur X-Achse (oder Y-Achse). Wenn die Eingangsspannung Vref überschreitet, wird die Diode (Ideal) in Durchlassrichtung vorgespannt, und daher handelt es sich um einen Kurzschluss.
Die Ausgabe ist gleich der Größe von Vref. Daher können Sie ein Diagramm einer geraden Linie vom Vref-Punkt erhalten, die parallel zur X-Achse verläuft. Die Steigung dieser Linie ist null, da sich Vout bei einer Änderung von Vinp nicht ändert, jedoch konstant zu Vref bleibt. Das heißt, der Wert von Vout = Vref – Vref = 0 und der Wert von Vinp = Vinp2 – Vinp1 = b (ein bestimmter Wert). Daher tan θ = 0/b = 0
Schritt 6. Zeichnen Sie die Übertragungseigenschaften
Nachdem Sie die Schaltung vollständig auf positive und negative Eingangsspannungen analysiert haben, zeichnen Sie das Diagramm. Die Übertragungseigenschaften für die obige Schaltung sind wie in der Abbildung gezeigt. Beobachten Sie die Steigung dieses Graphen für Vinp kleiner als Vref und größer als Vref.
Tipps
- Prüfen Sie, ob die angegebene Diode ideal ist oder nicht. Wenn die angegebene Diode nicht ideal ist, berücksichtigen Sie den Durchlass- und Sperrspannungsabfall der Diode.
- Berechnen Sie immer die Änderung der Eingangs- und Ausgangsspannung und zeichnen Sie das Diagramm. Schreiben Sie die Steigung des Graphen nicht ohne Berechnung.
- Da Vinp eine unabhängige Variable ist, wird dies auf der X-Achse genommen. Vout hängt von Vinp ab und wird zu einer abhängigen Variablen, also auf der Y-Achse.
- Bei der Eingangsspannung Null ist die Ausgangsspannung gleich Null. Daher geht die Linie durch den Ursprung.
- Lassen Sie sich nicht verwirren, wenn Sie Vref in der Y-Achse in den Übertragungseigenschaften betrachten. Wenn die Eingangsspannung (in der X-Achse) Vref kreuzt, wird die Ausgangsspannung (in der Y-Achse) gleich Vref, daher wird dieser Punkt auf der Y-Achse als Vref markiert.
