डायोड सिग्नल रेक्टिफायर के आगे वोल्टेज ड्रॉप को कम करना

Question

मैं इलेक्ट्रॉनिक्स ऑफ आर्ट्स पढ़ रहा हूं और वे इस सर्किट को दिखा रहे हैं:

यह कहता है कि D _१ , डी ₂ के फॉरवर्ड ड्रॉप के लिए 0.6 वी बायस प्रदान करके क्षतिपूर्ति करता है। मैं इस सर्किट को बिल्कुल नहीं समझता। क्या + 5 वी एक बाहरी 5 वी स्रोत है? इसकी भरपाई कैसे होती है?

Answer 1

, आर 3 और डी 1 सर्किट मूल रूप से संधारित्र के दूसरे पक्ष पर एक 0.6V पूर्वाग्रह पैदा करता है, ताकि संकेत में एक सकारात्मक स्विंग एक 0.6V बाधा दूर करने के लिए नहीं है। डी 1 और आर 3 एक शंट वोल्टेज नियामक बनाते हैं। 0.6V वोल्टेज को D 2 से अवगत कराया जाता है$R_1$$R_3$$D_1$$D_1$$R_3$$D_2$जो एक परिणाम के रूप में आयोजित करने के कगार पर है। इसलिए इसे प्रवाहकत्त्व में लाने के लिए इनपुट से केवल एक छोटी पॉजिटिव अपसिंग की आवश्यकता होती है। क्योंकि इनपुट कैपेसिटिव रूप से युग्मित है, यह शुद्ध एसी है। इसके झूलों को संधारित्र के दूसरी तरफ मौजूद पूर्वाग्रह वोल्टेज के ऊपर additively लगाया जाता है। 5V स्रोत बाकी सर्किट में कहीं से है। इसमें कुछ खास बात नहीं है।

शायद आप सर्किट को फिर से विभाजित करके एक अलग परिप्रेक्ष्य प्राप्त कर सकते हैं ताकि वोल्टेज ऊपर से नीचे तक गिर जाए। इस दृश्य में, हम इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि इनपुट 0.6V का पक्षपाती है, लेकिन आउटपुट 0.6V नीचे है, D1 के वोल्टेज ड्रॉप के नीचे। उदाहरण के लिए मान लीजिए कि इनपुट 0.1V का एक सकारात्मक स्विंग बनाता है। यह D2 (पूर्वाग्रह के पूरे बिंदु) के शीर्ष पर 0.7V हो जाता है। D2 के तल पर, वह स्विंग 0.1V फिर से है। डी 2 पर्याप्त वर्तमान के माध्यम से देता है ताकि आर 2 में 0.1 वी हो।

0.1V का एक नकारात्मक स्विंग 0.5V में बदल जाता है। लेकिन यह D2 के तल पर -0.1V आउटपुट नहीं बना सकता है; यह बकवास है क्योंकि यह हमारी आपूर्ति सीमा के बाहर है। 0.5 वी बायस डी 2 को अग्रेषित करने के लिए पर्याप्त नहीं है, और इसलिए आउटपुट 0 वी पर है, आर 2 द्वारा जमीन पर खींचा गया है, जिसमें किसी भी वोल्टेज को बनाने के लिए लगभग कोई वर्तमान प्रवाह नहीं है।

R1 का उद्देश्य संदर्भ 0.6 वोल्टेज को अलग करने के लिए एक लचीली लिंकेज के रूप में कार्य करना है, जो काफी कठोर है, उस बिंदु से जहां सिग्नल इंजेक्ट किया जाता है, जो इसके विपरीत 0.6V के बारे में स्विंग करने के लिए स्वतंत्र होना चाहिए। R1 डायोड को इनपुट करंट स्विंग्स से भी बचाता है। यदि हम R1 को एक तार से प्रतिस्थापित करते हैं, तो यह काम नहीं करेगा क्योंकि सिग्नल D1 के शीर्ष पर वोल्टेज को स्थानांतरित करने की कोशिश करेगा, जिसका कैथोड जमीन पर पिन किया गया है। इनपुट का पॉजिटिव स्विंग डी 1 के माध्यम से करंट को डुबो देगा, इसका दुरुपयोग होगा। यह एक खराब इनपुट प्रतिबाधा बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप D2 पर या उसके नीचे सही वोल्टेज उत्पन्न करने में असमर्थता होती है।

दूसरी ओर, यदि आर 1 को बड़ा किया जाता है, तो मुआवजा कम हो जाता है, क्योंकि संदर्भ वोल्टेज पूर्वाग्रह पर कम नियंत्रण को समाप्त करने में सक्षम है।

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

सिमुलेशन के लिए इसे अच्छा बनाने के लिए, आइए हम संधारित्र को बड़ा बनाते हैं: 10 यूएफ। फिर हम 1000 हर्ट्ज की तरह एक अच्छी, कम आवृत्ति का उपयोग कर सकते हैं, जो 1K प्रतिबाधा से कम में 100 पीएफ संधारित्र के माध्यम से बहुत अच्छी तरह से पारित नहीं होगा। इसके अलावा, आइए 3V आयाम के साथ एक संकेत स्रोत को हुक करें। यदि आप समय डोमेन सिमुलेशन चलाते हैं, तो आप देखेंगे कि आउटपुट वेवफॉर्म ठीक आधे में कटा हुआ है।

Comments

इस संपूर्ण उत्तर के लिए बहुत-बहुत धन्यवाद। मैं अभी तक मतदान नहीं कर सकता क्योंकि मेरे पास पर्याप्त प्रतिष्ठा नहीं है।

— डगलस एडवर्ड

@DouglasEdward आपको उसे अपवोट करने की आवश्यकता नहीं है, यह दिखाने के लिए कि आपने जो जानकारी दी थी, उसका उपयोग करने के लिए "स्वीकार जवाब" बटन दबाएं।

— किट स्कैज

यह कला का सबसे जटिल सर्किट है इलेक्ट्रॉनिक्स की बात करने के लिए, मुझे कहना होगा। प्रस्तुत रूप में इस सर्किट को फिर से जोड़ने से A LOT को मदद मिलती है, लेकिन मैं अभी भी R1 रेसिस्टर के आसपास अपना सिर नहीं लपेट सकता। आर 1 में कोई वोल्टेज ड्रॉप क्यों नहीं है और डी 2 के इनपुट से पूर्वाग्रह वोल्टेज से अवगत कराया जाता है? मैं केवल यही सोच सकता हूं कि R1 के माध्यम से कोई भी प्रवाह नहीं होता है। क्या वह सही है?

— हेलब्रेडर

"आर 2 द्वारा जमीन पर खींचा गया, जिसके पास कोई वोल्टेज बनाने के लिए लगभग कोई वर्तमान प्रवाह नहीं है।" मैंने कभी भी "वोल्टेज बनाने वाले" उपकरणों के रूप में प्रतिरोधों के बारे में नहीं सोचा था कि यह कितना प्रवाह से गुजरता है। इलेक्ट्रॉनिक्स की कला पढ़ना एक के बाद एक कड़ियाँ हैं। धन्यवाद @ काज़

— Jaime Gallego

R3 के बिना @VanGo, हमने डायोड D1 के पार 5V सप्लाई लगाई।

— कज़

Answer 2

मैं एक ही सर्किट से फंस गया हूं और यह उन चीजों का एक गुच्छा है जो मुझे विस्तार से समझ नहीं आया। इसलिए मैं अपने स्पष्टीकरण में बहुत निचले स्तर पर जाने की कोशिश करूँगा। यदि आपको कुछ भी गलत लगता है, तो कृपया मुझे बताएँ और मैं सही करूँगा। कृपया अन्य उत्तर भी पढ़ें, क्योंकि वे बहुत मूल्यवान उच्च-स्तरीय अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

सबसे पहले, सुनिश्चित करें कि आप डायोड वोल्टेज ड्रॉप (यदि यह Google नहीं है) को समझें । डायोड "इनपुट" ~ 0.6-0.7V आपके इनपुट का, दूसरे शब्दों में, डायोड के पार वोल्टेज ~ 0.6V है। चूंकि वोल्टेज इन सीरीज़ ऊपर जाती है, इसका मतलब है R3 ~ 4.3V (वर्तमान स्रोत का 5V डायोड का 0.6V) देखता है।

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

अगला, हम समानांतर में एक दूसरा रास्ता जोड़ते हैं। यह समझने में मुश्किल हो सकती है। उदा। वर्तमान प्रतिरोधों के साथ रास्ता क्यों लेगा? लेकिन अंत में, यह फिर से सरल है: डायोड 0.6V लेता है। R1 और R2 डायोड के समानांतर में चलते हैं, इसलिए उनके पास कुल 0.6V भी हैं। अब वे एक वोल्टेज विभक्त बनाते हैं, इसलिए हमें मिलता है${1\over 11}\cdot 0.6V$${10\over 11}\cdot 0.6V$

^{इस सर्किट का अनुकरण करें}

चीजों को अधिक जटिल बनाने के लिए, आर 1 और आर 2 के बीच एक और डायोड है। आप तर्क दे सकता है, कि वहाँ डी 2 के पार एक और 0.6V ड्रॉप, जो आर 1 और आर 2 भर में साधन 0V प्रत्येक हो जाएगा, यानी कोई मौजूदा सब पर बह रहा हो जाएगा। अभ्यास में डायोड 0.6V सीमा तक पहुंचने से पहले ही कुछ करंट को चालू कर देगा। यदि आप सर्किट का अनुकरण करते हैं, तो यह 20μA की धारा के साथ केवल 0.4V होने के लिए ड्रॉप की गणना करेगा। तो वहाँ, कुछ बहुत ही बहुत छोटा वर्तमान डी 2 पक्ष के माध्यम से जा सकेंगे जबकि वर्तमान (4300μA या 99.5%) के सबसे डी 1 के माध्यम से चला जाता है। लेकिन जैसा कि आप देख सकते हैं, वह बिंदु जहां एसआईजी सर्किट में प्रवेश करता है, दोनों मामलों में अभी भी ~ 0.6V क्षमता पर होगा।

^{इस सर्किट का अनुकरण करें}

अब पहेली का अंतिम भाग यह है कि सिग्नल और 0.6V एक दूसरे को कैसे जोड़ते हैं। दूसरे शब्दों में, ये दोनों वोल्टेज कैसे सुपरिंपल हो जाते हैं। मैं यह कैसे काम करता है, अगर यह स्पष्ट नहीं है, निम्नलिखित संक्षिप्त उदाहरण अवधारणा को दिखाता है पर पढ़ने के लिए सुझाव है: आप संधारित्र एक वोल्टेज स्रोत पर विचार कर सकते हैं और आप अलग से प्रत्येक स्रोत के लिए वोल्टेज की गणना करने और उन्हें जोड़ने के बाद में।

^{इस सर्किट का अनुकरण करें}

(ऋण अशुद्धियों के लिए neglectable नाबालिग वोल्टेज) तो अगर 0.1V बढ़ती संकेत बढ़त के दौरान छुट्टी दे दी जाती है, वोल्टेज क्षमता 0.6V + 0.1V, इनमें से डायोड हटा 0.6V, इसलिए उत्पादन केवल फिर से 0.1V देखता होगा।

Answer 3

R3 के माध्यम से बाहरी 5V स्रोत डी 1 के एनोड पर लगभग 0.6V का उत्पादन करता है। अभी के लिए इनपुट सिग्नल पर ध्यान न दें। D1 पर 0.6V स्तर R1 के माध्यम से D2 के एनोड में स्थानांतरित किया जाता है।

चूँकि D2 का कैथोड 10k रोकनेवाला के माध्यम से 0V से जुड़ा होता है, D2 संचालित होने के कगार पर होता है - यह वह जगह है जहाँ आपको सिग्नल के अर्ध-सभ्य सटीक अर्ध तरंग सुधार के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

सिग्नल D2 के एनोड पर आता है और सभी सकारात्मक मान आगे D2 के पूर्वाग्रह को बढ़ाते हैं इसलिए संकेत का सकारात्मक आधा चक्र पूरे R2 में आउटपुट में स्थानांतरित हो जाता है।

चूँकि डी 2 फॉरवर्ड बायस्ड होने के कगार पर है, इसलिए सिग्नल का कोई भी नकारात्मक भाग डी 2 के फॉरवर्ड बायस को कम कर देगा और डिवाइस को इस तरह बंद कर देगा, नेगेटिव हाफ साइकल डी 2 से नहीं गुजरती है।

एक उचित विश्लेषण संकेत के मध्य-बिंदु के चारों ओर एक विकृति (आउटपुट तरंग पर) दिखाएगा लेकिन पहले सन्निकटन के रूप में यह एक सटीक आधा लहर आयताकार के लिए एक उचित समानता को सहन करेगा।

Comments

क्या आप बता सकते हैं कि उन्होंने R1 का उपयोग क्यों किया? क्या आर 1 भर में कोई वोल्टेज ड्रॉप नहीं है जब पूर्वाग्रह वोल्टेज के माध्यम से बनाता है?

— dirac16

मुझे वास्तव में समझ में नहीं आ रहा है कि क्यों + 0.6V पूर्वाग्रह को बिना किसी ड्रॉप के D2 के एनोड में जाना चाहिए। वहाँ वास्तव में क्या हो रहा है?

— dirac16

यह डी 2 के एनोड में जाता है क्योंकि इसे रोकने के लिए कुछ भी नहीं है। D2 इसे तब तक नहीं रोकेगा जब तक यह लगभग 0.6 वोल्ट तक नहीं पहुंच जाता और C इसे रोक नहीं सकता क्योंकि यह DC को ब्लॉक करता है। पूरे बिंदु यह है कि एसी तरंग को मूल एसी तरंग के cetrepoint पर चालन के कगार पर D2 डालने के लिए लगभग 0.6 वोल्ट द्वारा उठाया जाता है। शायद LTSpice (मुफ्त) डाउनलोड करें और इसे अनुकरण करें।

— एंडी उर्फ

ठीक है एंडी मुझे लगता है कि D2 के एनोड के लिए संदर्भ बिंदु होने के लिए + 0.6V बिंदु चुना जाता है, इसलिए संधारित्र से जो भी संकेत आता है, उसे + 0.6V संदर्भ बिंदु के शीर्ष पर सुपरमपोज करने की आवश्यकता होगी, इसलिए 0.6 + विन एनोड पर बैठता है। क्या मैं सही हू?

— dirac16

तो यह 'बायसिंग' की तरह था जहां हम आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक घटकों में उचित संचालन की स्थिति प्रदान करने के परिणामस्वरूप सर्किट में एक विशिष्ट बिंदु पर एक पूर्व निर्धारित वोल्टेज (या वर्तमान) स्थापित करते हैं, यहां डायोड डी 2 है। क्या यह उसके लिए सबसे अच्छा स्पष्टीकरण है?

— dirac16