Diodowy ogranicznik napięcia dla dwóch sygnałów wejściowych

Rozwiązanie

Dwa wejścia, dwa sprawdzenia stanu

Dla +5 V próbne odcięcie dałoby dodatnie 5 V na anodzie, więc byłoby niespójne. Dla −2 V anoda jest poniżej katody i założenie zaporowe pasuje. W każdym wariancie osobno ustalamy prąd i spadek na oporniku.

Rozwiązanie

Przy +5 V dioda przewodzi, wyjście ma +0,70 V, a prąd opornika i diody wynosi 4,3 mA. Przy −2 V dioda jest zaporowo, prąd w modelu jest zerowy, więc na oporniku nie ma spadku i wyjście ma −2 V. Układ ogranicza dodatnią stronę sygnału, nie obie symetrycznie.

Ogranicznik jest jednostronny

Dla wejścia +0,30 V model daje wyjście +0,30 V, bez przewodzenia. Ograniczenie do +0,70 V działa dopiero po przekroczeniu progu. Układ nie zamienia wszystkich dodatnich napięć na tę samą wartość i nie obcina ujemnej połówki symetrycznie.

Od dwóch wartości do całego okresu

Jeżeli ten sam nieobciążony model otrzyma U_we(t)=2 V·sin(2πt/T), wyjście będzie równe wejściu aż do przekroczenia +0,70 V. W dodatnim szczycie wyniesie +0,70 V, a w ujemnym pozostanie −2 V. Maksymalny prąd diody w tym nowym przykładzie to (2−0,70) V/1 kΩ=1,30 mA.

Przewodzenie zaczyna się przy sin(2πt/T)=0,35, czyli około 0,0569 okresu, a kończy około 0,4431 okresu. Dioda przewodzi zatem przez około 38,6% całego okresu. Nie przez całą dodatnią połowę: małe dodatnie napięcia nadal przechodzą bez obcinania. Ta analiza jest quasi-statyczna; pomijamy pojemności i czas przełączania diody.

Powiązana teoria

Dioda i LED: model spadku napięcia nie zastępuje ograniczenia prądu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny