इस रैंप जनरेटर सर्किट में डायोड डी 1 की भूमिका क्या है?

Question

नीचे दिया गया सर्किट एक रैंप जनरेटर है जिसका इस्तेमाल स्विचन पावर सप्लाई में मुआवजे के लिए आरी-दांत का सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, लेकिन मैं वास्तव में यह नहीं समझता कि सर्किट में डायोड डी 1 की भूमिका क्या है ??

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

Answer 1

डायोड आरा के तेजी से गिरने के लिए जिम्मेदार है।

जब इनपुट वोल्टेज अधिक होता है, तो संधारित्र (C1) रोकनेवाला के माध्यम से चार्ज होता है और डायोड बंद होता है। जब इनपुट वोल्टेज फिर से कम हो जाता है, तो डायोड चालू होता है और संधारित्र से इनपुट तक प्रवाह होता है। डायोड अवरोधक की तुलना में बहुत बेहतर होता है, इसलिए कैपेसिटर का वोल्टेज गिरना तेज होना चाहिए। यदि आप डायोड को बाहर निकालते हैं, तो आपको एक त्रिकोण तरंग मिलती है। तो आप कह सकते हैं कि डायोड त्रिकोण के दूसरे भाग को काट देता है।

जैसा कि दूसरों ने उल्लेख किया है, यह आपको एक महान आरा लहर नहीं देगा, लेकिन कभी-कभी यह काफी करीब है।

अधिक उन्नत नोट: आरसी सर्किट तकनीकी रूप से एक घातीय क्षय पैदा करता है, न कि रैखिक ढलान। लेकिन वर्ग तरंग केवल ~ 8.3us के लिए उच्च है, और RC सर्किट की निरंतरता ~ 15.2us है। निरंतर एक समय की पहली छमाही के दौरान वृद्धि बहुत रैखिक है:

एक वर्ग तरंग इसके लिए सबसे अच्छा स्रोत नहीं है। आप जो चाहते हैं वह एक उच्च-कर्तव्य चक्र नाड़ी है। वर्गाकार लहर गिरने के बाद आपको एक लंबा सपाट हिस्सा देगी:

Comments

लेकिन डायोड या रेसिस्टर को ग्राउंड किए बिना डिस्चार्जिंग प्रक्रिया कैसे हो रही है? क्या इसका मतलब है कि स्रोत 0V में होने पर वास्तव में ग्राउंडेड है ???

— लक्सिना पाडो

जब स्रोत 0V आउटपुट करता है, तो यह ग्राउंड के कनेक्शन के रूप में कार्य करता है। इसके बारे में कुछ भी "आभासी" नहीं है; यह सिर्फ एक ट्रांजिस्टर स्विच है।

— एडम हुन

Answer 2

मैं मान रहा हूं कि सर्किट में इनपुट एक आयताकार लहर है और यह आउटपुट तरंग आकार लगभग प्रकृति में देखा जाता है।

एक sawtooth संकेत कुछ इस तरह दिखता है: -

और आप सिर्फ एक प्रतिरोधक और संधारित्र से एक उचित चूरा संकेत नहीं बना सकते हैं क्योंकि संधारित्र का चार्ज दर और डिस्चार्ज दर बराबर है और आपको इस तरह "त्रिकोण" लहर के पास मिलता है: -

ध्यान दें कि चार्ज दर और डिस्चार्ज दर समान हैं। तो, एक sawtooth लहर पाने के लिए आपको संधारित्र को बहुत तेजी से डिस्चार्ज करने की आवश्यकता होती है क्योंकि आप इसे चार्ज करते हैं इसलिए, जब इनपुट तरंग कम होती है, तो संधारित्र डायोड के माध्यम से बहुत तेजी से निर्वहन करता है।

Comments

क्या आपका मतलब है कि यहाँ डायोड वोल्टेज के तात्कालिक परिवर्तनों से प्रेरित स्पार्क से सुरक्षा के लिए आगमनात्मक भारों में रखे गए डायोड की भूमिका निभाता है?

— लक्सिना पाडो

@luxinapado नहीं इस मामले में डायोड असममित चार्ज / डिस्चार्ज गुण बनाता है। चार्ज के दौरान प्रतिरोध R1 के बराबर होता है जबकि डिस्चार्ज के दौरान प्रतिरोध लगभग 0. होता है

— शाफ़्ट फ्रीक

Answer 3

चलो इस सर्किट का प्रयास करें और विश्लेषण करें।

आप यह नहीं कहते कि आपके वर्ग तरंग का आयाम या पूर्वाग्रह क्या है। मान लें कि आपके पास 0 और 10 वोल्ट के बीच एकध्रुवीय वर्ग तरंग है। यह भी मान लें कि वोल्टेज स्रोत आदर्श है।

अभी के लिए मान लें कि तुरंत t = 0 से पहले सब कुछ 0 पर था और t = 0 पर वर्ग तरंग 10 वोल्ट पर जाती है।

प्रत्येक आधा चक्र तक रहता है$\frac{1}{120\times10^3}$

डायोड रिवर्स बायस्ड है, इसलिए डायोड में वर्तमान प्रवाह नगण्य है। संधारित्र वर्तमान के साथ अवरोधक के माध्यम से चार्ज करना शुरू कर देता है$\frac{10}{39*10^3}$

$\frac{10}{39*10^3}\times\frac{1}{120*10^3} = \frac{V_\mathrm{peakin}}{4.68\times10^9}$$\frac{\frac{10}{4.68\times10^9}}{0.39\times10^{-9}} = \frac{10}{1.8252} \approx 5.47$

$10 \times (1 - e^{-\frac{\frac{1}{120\times10^3}}{39 * 10^3 \times 0.39 \times 10^-9 }}) \approx 4.22$

अब स्रोत शून्य पर वापस आ जाता है। डायोड अब 4.22 वोल्ट के आगे है। यह एक बड़े आगे वर्तमान में परिणाम देगा।

हम एक प्रतिरोधक के साथ श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत के रूप में एक दृढ़ता से आगे के पक्षपाती डायोड को मॉडल कर सकते हैं। फिगर 6 से https://www.mouser.co.uk/datasheet/2/308/1N4148-1118184.pdf में हम देखते हैं कि 200mA की धारा में लगभग 1.05V का वोल्टेज आता है और वर्तमान में 800M का परिणाम आता है लगभग 1.45V का वोल्टेज। इन बिंदुओं के माध्यम से एक रेखा खींचना हमें समीकरण देता है$V=0.67I+0.95$

इसलिए हमारे पास डायोड में एक बहुत बड़ा प्रवाह है, यह संधारित्र को तेजी से निर्वहन करेगा। अंगूठे का एक नियम यह है कि एक संधारित्र को 5 बार स्थिरांक के बाद लगभग पूरी तरह से छुट्टी दे दी जाती है। लगभग 0.67 ओम के एक प्रभावी प्रतिरोध के साथ हमारा समय स्थिर 0.26 नैनोसेकंड है, इसलिए नैनोसेकंड के एक जोड़े के भीतर संधारित्र को ज्यादातर छुट्टी दी जाएगी।

हालांकि डायोड संधारित्र को शून्य में नहीं बदल सकता क्योंकि करंट तेजी से घटेगा क्योंकि वोल्टेज 0.7 वोल्ट या तो घट जाएगा। इस बिंदु पर हम बस रोकनेवाला से धीमी गति से निर्वहन करेंगे।

इसलिए हमारे पास थोड़ा सा नॉन-लीनियर अपस्लेप है, इसके बाद 0.7 वोल्ट तक बहुत तेजी से नीचे की ओर या फिर डायोड की वजह से और फिर अगले पल्स तक एक क्रमिक ड्रॉप-ऑफ है। दूसरे शब्दों में, हमारे पास एक आरा लहर का एक कच्चा सन्निकटन है।