diode clipper (ຫຼື diode limiter) ແມ່ນຫມວດທີ່ຮັກສາแรงดันສັນຍານໄວ້ໃນຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້. ມັນ ປ່ອຍ ໃຫ້ ຮູບ ຮ່າງ ຜ່ານ ໄປ ຕາມ ປົກກະຕິ, ແລ້ວ ຕັດ ພາກ ສ່ວນ ທີ່ ເກີນ ຂອບ ເຂດ. ສິ່ງນີ້ຄວບຄຸມຈອມພູ, ປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງສັນຍານ ແລະ ລົດຄວາມສູງຂອງแรงดัน. ບົດຄວາມນີ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບປະເພດຂອງ clipper, ການເຮັດວຽກ, ຄໍາແນະນໍາການຈັດຕັ້ງ ແລະ ໂປຣເເກຣມ.
ຄ1. ພື້ນຖານ Diode Clipper
ຄ2. Diode Clipper ຕັດ waveform ແນວໃດ?
ຄ3. ສ່ວນພື້ນຖານຂອງຫມວດ Diode Clipper
ຄ4. ປະເພດ Diode Clipper: Series ແລະ Shunt
ຄ5. Positive Diode Clipper
ຄ6. Negative Diode Clipper
ຄ7. Diode Clipper ລໍາອຽງ
ຄ8. Dual Diode Clipper
ຄ9. Zener Diode Clipper
ຄ10. ປຽບທຽບ: Clipper vs Clamper
ຄ11. ການນໍາໃຊ້ Diode Clippers
ຄ12. ສະຫລຸບ
ຄ13. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ພື້ນຖານ Diode Clipper
diode clipper (ເອີ້ນອີກຢ່າງຫນຶ່ງວ່າ diode limiter) ແມ່ນຫມວດທີ່ຈໍາກັດแรงดันຂອງສັນຍານ, ດັ່ງນັ້ນມັນຈຶ່ງຢູ່ພາຍໃນຂອບເຂດທີ່ເລືອກໄວ້. ມັນ ອະນຸຍາດ ໃຫ້ ສັນຍານ ຜ່ານ ໄປ ຕາມ ປົກກະຕິ ຈົນ ກວ່າ ຄື້ນ ເຖິງ ຂອບ ເຂດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສ່ວນເພີ່ມເຕີມຂອງຮູບຮ່າງຈະຖືກຕັດອອກ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ waveform ຄືເກົ່າ ແຕ່ຄວບຄຸມຈອມພູ.
Diode clippers ຖືກໃຊ້ເພື່ອຮັກສາສັນຍານບໍ່ໃຫ້ສູງຫຼືຕໍ່າເກີນໄປ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍປັບປຸງການຄວບຄຸມສັນຍານແລະຍັງສາມາດປົກປ້ອງຫມວດຈາກแรงดันທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.
Diode Clipper ຕັດ waveform ແນວໃດ?
diode clipper ເຮັດວຽກເພາະວ່າ diode ສາມາດເຮັດຫນ້າທີ່ຄືກັບ switch ຂຶ້ນຢູ່ກັບแรงดันຂອງສັນຍານ.
• Forward bias (ON): diode ນໍາພາ (ປະມານ 0.7 V ສໍາລັບ silicon). ເມື່ອເປີດແລ້ວ, ມັນຈະເລີ່ມຄວບຄຸມຜົນອອກແລະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ມັນເກີນຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້.
• Reverse bias (OFF): diode ປິດກັ້ນກະແສແລະປະພຶດຄືກັບຄວາມຕ້ານທານທີ່ສູງຫຼາຍ. ເມື່ອປິດ, ຜົນອອກຈະຕິດຕາມຂໍ້ມູນຕາມປົກກະຕິ.
ການ ເປີດ / ປິດ ນີ້ ເປັນ ສິ່ງ ທີ່ ເຮັດ ໃຫ້ ຫມວດ ຕັດ ຂ້າງ ເທິງ, ຂ້າງ ລຸ່ມ ຫລື ທັງ ສອງ.
ສ່ວນພື້ນຖານຂອງຫມວດ Diode Clipper
• Diode(s) - ກໍານົດຈຸດທີ່ການຕັດເລີ່ມຕົ້ນໂດຍການເປີດໃນລະດັບแรงดันໃດນຶ່ງ
• Resistor - ຈໍາກັດການໄຫຼຂອງກະແສແລະຊ່ວຍປົກປ້ອງ diode ໃນລະຫວ່າງການຕັດ
• ແຫຼ່ງສັນຍານເຂົ້າ - ໃຫ້ຮູບແບບທີ່ຈະຖືກຕັດ
• Load resistor (RL) - ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຜົນອອກຈະຖືກວັດແທກຜ່ານ resistor ນີ້
Diode Clipper Types: Series ແລະ Shunt
| ປະເພດ | ການວາງ Diode | ມັນ ເຮັດ ຫຍັງ? |
|---|---|---|
| Series Clipper | diode ຕິດຕໍ່ກັບພາລະຫນັກ | ຢຸດສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ waveform ບໍ່ໃຫ້ໄປເຖິງຜົນອອກ |
| Shunt Clipper | diode ຕິດຕໍ່ຄຽງຄູ່ກັບພາລະຫນັກ | ສົ່ງສ່ວນທີ່ຖືກຕັດອອກຈາກຜົນອອກເພື່ອບໍ່ໃຫ້ມັນປາກົດຢູ່ພາລະຫນັກ |
Positive Diode Clipper
Positive diode clipper ຖືກໃຊ້ເພື່ອຕັດສ່ວນບວກຂອງຮູບແບບ input. ມັນປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ຜົນຜະລິດເກີນລະດັບໃດຫນຶ່ງ, ລຶບຫຼືເຮັດໃຫ້ສ່ວນເທິງຂອງສັນຍານຮາບ.
ເມື່ອแรงดันอินพุตເຄື່ອນຍ້າຍເຂົ້າໄປໃນແກວ່ງບວກ, diode ຈະລໍາອຽງໄປຫນ້າແລະເລີ່ມນໍາພາ. ທັນທີທີ່ເປີດ, ມັນຈະຄວບຄຸມຜົນອອກແລະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ມັນເພີ່ມຂຶ້ນໃນແບບດຽວກັບอินพุต. ຜົນກໍຄື ຄື້ນທີ່ອອກມາຍັງຮັກສາສ່ວນລຸ່ມຂອງມັນໄວ້, ແຕ່ສ່ວນເທິງຖືກຕັດຕາມການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຫມວດ diode clipper.
Negative Diode Clipper
Negative diode clipper ຖືກໃຊ້ເພື່ອຕັດສ່ວນລົບຂອງຮູບຮ່າງ. ມັນຮັກສາຜົນອອກບໍ່ໃຫ້ຫລຸດລົງໃນລະດັບທີ່ກໍານົດໄວ້, ດັ່ງນັ້ນສ່ວນລຸ່ມຂອງສັນຍານຈຶ່ງຫລຸດລົງຫຼືຖືກລຶບອອກ.
ເມື່ອแรงดันอินพุตເຄື່ອນຍ້າຍເຂົ້າໄປໃນແກວ່ງລົບ, diode ຈະມີຄວາມລໍາອຽງໄປຫນ້າແລະເລີ່ມນໍາພາ. ເມື່ອ diode ເປີດ, ມັນ ຈະ ປ່ຽນ ເສັ້ນ ທາງ ຂອງ ສັນຍານ, ສະ ນັ້ນ ຜົນ ອອກ ຈະ ບໍ່ ຕິດ ຕາມ input ລົງ ອີກ ຕໍ່ ໄປ. ເພາະ ເຫດ ນີ້, waveform ຈຶ່ງ ຢູ່ ໃນ ຂອບ ເຂດ ຕ່ໍາ ທີ່ ປອດ ໄພ ກວ່າ, ແລະ ຈອມ ພູ ທາງ ລົບ ຈະ ຖືກ ຕັດ ອອກ.
Diode Clipper ທີ່ ມີ ອະຄະຕິ
Diode clipper ທີ່ ມີ biased ໃຊ້ voltage DC ເພີ່ມ ເຕີມ (bias) ເພື່ອ ວ່າ ລະ ດັບ ການ ຕັດ ຈະ ສາ ມາດ ຕັ້ງ ໄວ້ ໃນ ຈຸດ ໃດ ຈຸດ ຫນຶ່ງ ແທນ ທີ່ ຈະ ຕັດ ໃກ້ 0 V. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ diode clipper ສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ ເພາະຮູບຮ່າງສາມາດຈໍາກັດໃນລະດັບแรงดันສູງຫຼືຕ່ໍາກວ່າ, ຂຶ້ນຢູ່ກັບວິທີທີ່ແຫຼ່ງຄວາມລໍາອຽງແລະdiode ຕິດຕໍ່ກັນ.
ການຕັດເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອแรงดันอินพุตເຖິງລະດັບຄວາມລໍາອຽງແລະເປີດ diode. ໃນຈຸດນັ້ນ, ຜົນອອກຈະຢຸດຕິດຕາມຂໍ້ມູນທີ່ເກີນຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້, ແລະສ່ວນເພີ່ມເຕີມຂອງຮູບຮ່າງຈະຖືກລຶບອອກ.
• แรงดันລໍາອຽງອະນຸຍາດໃຫ້ຕັດສູງກວ່າຫຼືຕ່ໍາກວ່າ 0 V
• Clipping ເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອอินพุตຂ້າມກັນ (ລະດັບຄວາມລໍາອຽງ ± diode forward drop)
• ສໍາລັບ silicon diode, ການຫລຸດแรงดันທາງຫນ້າແມ່ນປະມານ 0.7 V
Dual Diode Clipper
dual diode clipper ຖືກໃຊ້ເພື່ອຈໍາກັດທັງຂ້າງເທິງແລະທາງລຸ່ມຂອງຮູບຮ່າງ. ມັນ ເຮັດ ສິ່ງ ນີ້ ໂດຍ ການ ໃຊ້ ສອງ ເສັ້ນ ທາງ ຕັດ, ສະ ນັ້ນ ສັນຍານ ຈະ ຖືກ ຄວບ ຄຸມ ໃນ ທິດ ທາງ ບວກ ແລະ ໃນ ທິດ ທາງ ລົບ ນໍາ ອີກ.
ເສັ້ນ ທາງ ຫນຶ່ງ ຂອງ diode clipper ຈະ ກໍາ ນົດ ຂອບ ເຂດ ຂອງ voltage ເທິງ, ຢຸດ ການ ຜະລິດ ຈາກ ການ ສູງ ເກີນ ໄປ. ອີກເສັ້ນທາງຫນຶ່ງກໍານົດຂອບເຂດแรงดันຕ່ໍາກວ່າ, ຢຸດຜົນອອກບໍ່ໃຫ້ຫລຸດລົງຕ່ໍາເກີນໄປ. ເມື່ອທັງສອງຂອບເຂດເຮັດວຽກນໍາກັນ, waveform output ຈະຢູ່ລະຫວ່າງສອງລະດັບທີ່ເລືອກໄວ້, ຊຶ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ປອດໄພ.
Zener Diode Clipper
Zener diode clipper ແມ່ນໃຊ້ເມື່ອລະບົບ diode clipper ຕ້ອງຈໍາກັດຮູບຮ່າງໃນລະດັບທີ່ສູງກວ່າແລະຄວບຄຸມໄດ້ຫຼາຍກວ່າ diode ທໍາມະດາສາມາດຮັບມືໄດ້. ແທນ ທີ່ ຈະ ຕັດ ໃກ້ ກັບ ການ ຫລຸດ แรงดัน ໄປ ທາງ ຫນ້າ ຂອງ diode, Zener diode ສາ ມາດ ຕັດ ທີ່ volt breakdown ທີ່ ກໍາ ນົດ ຂອງ ມັນ, ດັ່ງ ເຊັ່ນ 5.1 V ຫລື 12 V, ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ Zener ທີ່ ໃຊ້.
diode clipper ຊະນິດນີ້ເປັນປະໂຫຍດເມື່ອສັນຍານຕ້ອງບໍ່ເກີນຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້. ເມື່ອສັນຍານໄປເຖິງລະດັບນັ້ນ, ການກະທໍາຂອງ Zener ຈະເຮັດວຽກ, ແລະ waveform ຈະຖືກຕັດລົງໃນຈຸດທີ່ກໍານົດໄວ້.
ການປຽບທຽບ: Clipper vs Clamper
| ຫມວດ | ຫນ້າທີ່ຫຼັກ | ຜົນຜະລິດ |
|---|---|---|
| ຄລິບ ເຟີ | ຕັດສ່ວນທີ່ສູງກວ່າ ຫຼື ຕ່ໍາກວ່າລະດັບທີ່ກໍານົດໄວ້ | ຈໍາກັດຂອບເຂດຂອງສັນຍານ |
| Clamper | ເຄື່ອນຍ້າຍຮູບຮ່າງທັງຫມົດຂຶ້ນຫຼືລົງ | ເພີ່ມການຊົດເຊີຍ DC ໃຫ້ກັບສັນຍານ |
ການນໍາໃຊ້ Diode Clippers
ການຕັດສັນຍານສຽງ ແລະ ການຄວບຄຸມການບິດເບືອນ
Diode clippers ຄວບຄຸມສຽງສູງສຸດໂດຍການຈໍາກັດລະດັບສັນຍານສູງສຸດ. ໂດຍການຕັດຈອມພູຂອງຮູບຮ່າງ, ຜົນອອກຈະຄວບຄຸມໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຕັດຂຶ້ນຢູ່ກັບລະດັບຂອງຄລິບແລະປະເພດ diode.
ການຈໍາກັດแรงดันສໍາລັບການປົກປ້ອງຫມວດ
Diode clippers ປົກປ້ອງຫມວດໂດຍຢຸດບໍ່ໃຫ້ໄຟຟ້າເກີນກວ່າຄ່າທີ່ປອດໄພ. ເມື່ອ input ເຖິງ ລະ ດັບ clipping, diode ຈະ ນໍາພາ, ປ້ອງ ກັນ ບໍ່ ໃຫ້ output ສູງ ຂຶ້ນ ຕື່ມ ອີກ.
ເງື່ອນໄຂຂອງສັນຍານສໍາລັບ waveforms ທີ່ຫມັ້ນຄົງ
Clippers ກໍາຈັດຈອມພູຫຼາຍເກີນໄປ, ຮັກສາສັນຍານໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ຄວບຄຸມໄດ້. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ມີຮູບແບບທີ່ຫມັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນສໍາລັບຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປ ແລະ ລົດການປ່ຽນແປງຂອບເຂດຢ່າງກະທັນຫັນ.
ການປົກປ້ອງอินพุตສໍາລັບຫມວດວັດແທກ
Diode clippers ສາມາດປົກປ້ອງຂໍ້ມູນທີ່ຮູ້ສຶກໄວໂດຍການຈໍາກັດຂອບເຂດแรงดันຂອງສັນຍານທີ່ເຂົ້າມາ. ສິ່ງນີ້ປ້ອງກັນສະພາບການ overvoltage ທີ່ອາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການອ່ານ ຫຼື ທໍາລາຍສ່ວນປະກອບຂອງຂໍ້ມູນ.
ການຄວບຄຸມສູງສຸດໃນສັນຍານການສື່ສານ
ໃນຫມວດການສື່ສານ, diode clippers ຈໍາກັດຈຸດສຸດຍອດຂອງສັນຍານກະທັນຫັນທີ່ອາດເຮັດໃຫ້ພາລະຫນັກເກີນໄປໃນໄລຍະຕໍ່ມາ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນການລະເບີດໃນລະດັບສູງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ ແລະ ຮັກສາລະດັບສັນຍານໃຫ້ສອດຄ່ອງຫຼາຍຂຶ້ນ.
ການສະຫລຸບ
Diode clipper ຈໍາກັດຂອບເຂດຂອງຄື້ນໂດຍການຕັດສ່ວນຂອງສັນຍານທີ່ສູງກວ່າຫຼືລຸ່ມລະດັບທີ່ເລືອກໄວ້. ມັນເຮັດວຽກເພາະວ່າ diode ເປີດ ON ໃນ forward bias ແລະ OFF ໃນ reverse bias. ການ ອອກ ແບບ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ ສາມາດ ຕັດ ຈອມ ພູ ໃນ ທາງ ບວກ, ທາງ ລົບ ຫລື ທັງ ສອງ ໄດ້. Biased ແລະ Zener clippers ຕັ້ງລະດັບຄລິບທີ່ຫມັ້ນຄົງ. Resistors ປົກ ປ້ອງ diode ແລະ ຊ່ວຍ ຄວບ ຄຸມ ກະ ແສ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
soft clipping vs hard clipping ແມ່ນຫຍັງ?
ການ ຕັດ ທີ່ ອ່ອນ ໂຍນ ອ້ອມ ຮອບ ຈອມ ພູ ຂອງ ຮູບ ຮ່າງ. ການ ຕັດ ທີ່ ແຂງ ກະດ້າງ ຈະ ຕັດ ຈອມ ພູ ຢ່າງ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ແລະ ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ຮາບ ພຽງ ກວ່າ ເກົ່າ.
ເປັນຫຍັງຜົນອອກຈຶ່ງປ່ຽນແປງແມ່ນແຕ່ກ່ອນການຕັດຈະເກີດຂຶ້ນ?
ເພາະຄວາມຕ້ານທານຂອງແຫຼ່ງ, ຄວາມຕ້ານທານພາລະ ແລະ ຄວາມສາມາດຂອງ diode ສາມາດຫລຸດຜ່ອນຫຼືຫລໍ່ຫຼອມສັນຍານໄດ້ຫນ້ອຍຫນຶ່ງແມ່ນແຕ່ກ່ອນ diode ຈະເປີດຢ່າງເຕັມທີ.
ເຈົ້າຈະພົບລະດັບການຕັດໃນລະບົບ diode clipper ທີ່ລໍາອຽງໄດ້ແນວໃດ?
ລະດັບຄລິບ ≈ Bias voltage ± diode forward drop (ປະມານ 0.7 V ສໍາລັບ silicon diode).
ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນຖ້າຕົວຕ້ານທານທີ່ຈໍາກັດກະແສນ້ອຍຫຼືໃຫຍ່ເກີນໄປ?
ນ້ອຍ ເກີນ ໄປ: ກະ ແສ diode ສູງ ເກີນ ໄປ ແລະ ອາດ ຮ້ອນ ເກີນ ໄປ.
ໃຫຍ່ ເກີນ ໄປ: ການ ຕັດ ຈະ ອ່ອນ ແອ ແລະ ຄວບ ຄຸມ ຫນ້ອຍ ລົງ.
diode clipper ສາມາດຈໍາກັດສັນຍານ DC ໄດ້ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ເມື່ອ diode ເປີດ, ມັນ ຈະ ຈັບ output ໃກ້ ຂອບ ເຂດ ທີ່ ກໍານົດ ໄວ້, ດັ່ງນັ້ນ voltage ຈະ ບໍ່ ສູງ ຂຶ້ນ ຫລື ຫລຸດ ລົງ ເກີນ ກວ່າ ຈຸດ ນັ້ນ.
ເປັນຫຍັງ diode clippers ຈຶ່ງຕັດແຕກຕ່າງກັນໃນລະດັບສູງ?
ເພາະ ຄວາມ ສາ ມາດ ແລະ ການ ປ່ຽນ ແປງ ສາ ມາດ ເຮັດ ໃຫ້ ການ ຕັດ ນັ້ນ ບໍ່ ສະ ອາດ ແລະ ຮອບ ຫລາຍ ຂຶ້ນ ໃນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ສັນຍານ ທີ່ ວ່ອງ ໄວ.