Estoy leyendo Artes de la Electrónica y muestran este circuito:
Dice que D 1 compensa D 2 proporcionando 0,6V de polarización. No entiendo en absoluto este circuito. ¿Es el +5V una fuente externa de 5v? ¿Cómo se compensa?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Steve Paulo
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El \$R_1\$ , \$R_3\$ y \$D_1\$ básicamente crea una polarización de 0,6V al otro lado del condensador, de modo que una oscilación positiva de la señal no tiene que superar un obstáculo de 0,6V. \$D_1\$ y \$R_3\$ forman un regulador de tensión en derivación. La tensión de 0,6V se transmite a \$D_2\$ que está a punto de conducir, como resultado. Por lo tanto, sólo se necesita un pequeño impulso positivo de la entrada para llevarla a la conducción. Como la entrada está acoplada capacitivamente, es CA pura. Sus oscilaciones se superponen aditivamente a la tensión de polarización que existe al otro lado del condensador. La fuente de 5V es simplemente de alguna parte del resto del circuito. No tiene nada de especial.
Tal vez pueda obtener una perspectiva diferente redibujando el circuito de manera que la tensión caiga de arriba a abajo. En esta vista, destacamos cómo la entrada está polarizada a 0,6V, pero la salida está 0,6V por debajo de eso, a través de la caída de tensión de D1. Así que, por ejemplo, supongamos que la entrada crea una oscilación positiva de 0,1V. Esto se convierte en 0,7V en la parte superior de D2 (el punto de la polarización). En la parte inferior de D2, esa oscilación vuelve a ser de 0,1V. D2 deja pasar suficiente corriente para que R2 tenga 0,1V a través de él.
Una oscilación negativa de 0,1V se convierte en 0,5V. Pero esto no puede crear una salida de -0,1V en la parte inferior de D2; eso no tiene sentido porque está fuera de nuestro rango de suministro. 0,5V no es suficiente para polarizar D2, y por lo tanto la salida está en 0V, tirado a tierra por R2, que casi no tiene corriente que fluye a través de él para crear cualquier tensión.
El propósito de R1 es actuar como un enlace flexible para separar el voltaje de referencia de 0,6, que es bastante rígido, del punto donde se inyecta la señal, que por el contrario debe ser libre para oscilar alrededor de 0,6V. R1 también protege al diodo de las oscilaciones de la corriente de entrada. Si sustituimos R1 por un cable, no funcionará porque la señal tratará de mover la tensión en la parte superior de D1, cuyo cátodo está clavado a tierra. Las oscilaciones positivas de la entrada volcarán la corriente a través de D1, abusando de ella. Eso crea una pobre impedancia de entrada, resultando en una incapacidad para generar el voltaje correcto en o bajo D2.
Por otro lado, si R1 se hace grande, la compensación disminuye, porque la tensión de referencia es capaz de ejercer menos control sobre la polarización.
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
Para hacerlo más agradable para la simulación, hagamos el condensador mucho más grande: 10 uF. Entonces podemos utilizar una frecuencia baja y agradable como 1000 Hz, que no pasará muy bien a través de un condensador de 100 pF en una impedancia de menos de 1K. Además, vamos a conectar una fuente de señal con una amplitud de 3V. Si ejecutas la simulación en el dominio del tiempo, verás que la forma de onda de salida se corta con bastante precisión por la mitad.
hoaquo
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1
Me he atascado con el mismo circuito y me ha descubierto un montón de cosas que no he entendido en detalle. Así que voy a tratar de ir muy bajo nivel en mi explicación. Si notáis algo incorrecto, por favor decídmelo y lo corregiré. Por favor, lee también las otras respuestas, ya que proporcionan una visión de alto nivel muy valiosa.
En primer lugar, asegúrese de entender caída de tensión del diodo (si no, búsquelo en Google). Los diodos "consumen" ~0,6-0,7V de su entrada, en otras palabras, el voltaje a través del diodo es ~0,6V. Como la tensión en serie se suma, esto significa que R3 ve ~4,3V (5V de la fuente de corriente menos 0,6V del diodo).
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
A continuación, añadimos un segundo camino en paralelo. Esto puede ser difícil de entender. Por ejemplo, ¿por qué la corriente tomaría el camino con las resistencias? Pero al final, esto es simple de nuevo: El diodo toma 0,6V. R1 y R2 van en paralelo con el diodo, por lo que en total tienen 0,6V también. Ahora forman un divisor de tensión, por lo que obtenemos \${1\over 11}\cdot 0.6V\$ a través de R1 y \${10\over 11}\cdot 0.6V\$ a través de R2.
Para complicar las cosas, hay otro diodo entre R1 y R2. Podrías argumentar que habrá otra caída de 0,6V a través de D2, lo que significa que a través de R1 y R2 habrá 0V cada uno, es decir, no habrá flujo de corriente en absoluto. En la práctica, los diodos dejarán pasar algo de corriente incluso antes de que se alcance el umbral de 0,6V. Si simulas el circuito, calculará que la caída es de sólo 0,4V con una corriente de 20μA. Así que habrá una corriente muy pequeña que pasará por el lado D2, mientras que la mayor parte de la corriente (4300μA o el 99,5%) pasa por D1. Pero como puedes ver, el punto en el que SIG entra en el circuito seguiría estando en ambos casos a un potencial de ~0,6V.
Ahora la parte final del rompecabezas es cómo la señal y los 0,6V se suman entre sí. En otras palabras, cómo estos dos voltajes se superponen. Te sugiero que leas cómo funciona esto, si no está claro, el siguiente ejemplo breve ilustra el concepto: Puedes considerar el condensador como una fuente de tensión y calcular las tensiones de cada fuente por separado y sumarlas después.
Así que si se descargan 0,1V durante el flanco de subida de la señal, el potencial de voltaje será de 0,6V + 0,1V, el diodo elimina 0,6V de estos, por lo que la salida sólo ve 0,1V de nuevo (menos voltajes menores despreciables para las imprecisiones).
ianb
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659
La fuente externa de 5V a través de R3 produce unos 0,6V en el ánodo de D1. Ignora la señal de entrada por ahora. El nivel de 0,6V en D1 se transfiere, a través de R1 al ánodo de D2.
Debido a que el cátodo de D2 está conectado a 0V a través de la resistencia de 10k, D2 está a punto de conducir - esto es donde se necesita para una rectificación de media onda de precisión semi-decente de una señal.
La señal llega al ánodo de D2 y todos los valores positivos aumentarán aún más la polarización hacia adelante de D2, por lo que el medio ciclo positivo de la señal se transfiere a la salida a través de R2.
Debido a que D2 está en la cúspide de estar polarizado hacia adelante, cualquier parte negativa de la señal reducirá la polarización hacia adelante de D2 y apagará el dispositivo, por lo que los semiciclos negativos no pasan por D2.
Un análisis adecuado mostraría una distorsión (en la forma de onda de salida) alrededor del punto medio de la señal, pero como primera aproximación tendrá un parecido razonable con un rectificador de precisión de media onda.
