مدارک دیود

مدار بریدن دیود یک ابزار الکترونیکی ساده است که یک ولتاژ سیگنال محدود می کند. مدارهاي ديودي بريدگي براي مدارهاي پردازش سيگنال ضروري هستند. اونا حفاظت زيادي بيش از حد ارائه ميدن. اين مدارها ازش استفاده ميکنندیودهبراي حفاظت ولتاژ يا به صورت خلاقانه اي سيگنال

💡یک آنولوژی:به اين گير بندي فکر کن مثل يه محدوده پارکينگي مانع ماشين هايي که خيلي بلند هستن رو متوقف ميکنه به همین شکل، دیودها در این مدارها جلوی سیگنال از بالای یک ولتاژ تنظیم می کند.

حذف کلید

• مدارهاي ديودي بريدن ولتاژ سيگنال رو محدود ميکنه اونامحافظت از الکترونیکو سيگنال رو شکل بده
• ديودي ها مثل سوئيچ هاي يک طرفه رفتار ميکنن اونا به جريان اجازه ميدن که فقط در يک جهت جريان بره
• مدارهای پایین می تواند قسمت های مثبت یا منفی از یک سیگنال را حذف کند. همچنين ميتونن هر دو رو بردارن
• اين مدارها محافظت ميکننقطعات حساساز زير قدرت. آنها همچنین اثرات صدای باحال برای موسیقی ایجاد می کنند.
• می تونید یک مدار بسته ساده در خانه بسازید. این به شما کمک می کند ببینید که دیودها چطور سیگنال الکتریکی رو تغییر دهند.

درک منطقه ی دیود

مدارهاي ديودي بريدگي به خاطر خواص منحصر به فرد ديودها کار ميکنه این اجزای هسته ی مدار هستند. فهمیدن چگونه دیودها رفتار می کنند، کلی کل محدود چگونه کار می کند.

نقش ديود

ديودي ها اينطوري رفتار ميکننکلیدهای الکترونیک. آنها اجازه می دهند که جریان به یک جهت جریان در یک جهت جریان شود اما آن را در جهت مخالف مسدود می کنند.

• وقتي سوئيچ "آن" باشه، ديود برق ميگيره.
• وقتي سوئيچ خاموش بشه ديود برق رو مسدود ميکنه

این فعالیت ساده ای است که اجازه می دهد یک سیگنال را کنترل کند. با این حال، دیودها سوئیچ های کامل نیستند. در فرکانس بالا،ظرفیت داخلی یک دیود می تواند سرعت تغییرش را کاهش دهد. این می تواند موجب میخ های کوچک و تاثیر بگذارد که مدار با یک سیگنال ورودی سریع انجام می دهد.

پیش روی برعکس بازی

وضعیت "an" یا "off" یک دیئود بستگی به ولتاژی که به آن استفاده می شود. بهش ميگن پيشگويي

پیش روی دوبارهیک دیود وقتی ورودی ولتاژ در سراسر آن کاربرد مثبت است و از یک آستانه مشخص بیشتر می شود، روشن می شود. اين آستانه افتاده ولتاژ جلوه ،وقتی هدایت بشه دیود اجازه میده سیگنال عبور کنه ديودهاي مختلف ولتاژ جلو متفاوت دارن

یادداشت:دما روی این رفتار تأثیر می گذارههمانطور که يک ديود گرم تر ميشه پايين ولتاژ جلوش کاهش ميشهيه ذره

معکوس) :هنگامی که ولتاژ ورودی منفی یا زیر آستانه ولتاژ جلو، یک دیود خاموش می شود. در این حالت، جریان جریان جریان را مسدود می کند. با این حال، اگر ورودی معکوس خیلی بالاتر بشه، می تواند از آن بالاتر باشدحرکت معکوس) PIV (. اين ميتونه هميشه ديودها رو صدمه بزنه براي يه استانداردديود 1N4148 اين ولتاژ در حدود 100 و هست.

جریان سیگنال

وقتی یک دیود بین ایالت های خاموش و خاموش شد يه سيگنال ورودي اي سي تصور کن. وقتی ولتاژ سیگنال بالای ولتاژ جلوی دیئود بالا میره دیود روشن میشه مسیری ایجاد میکنه که ولتاژ خروجی رو محدود میکنه بخشی از سیگنال بالای این آستانه ی خاموش شده است. سیگنال خروجی در بالا قرار گرفته است. این عمل اساسی تمام مدارهای دیودی هاست. با تغییر دیودها یا ترتیب آنها، می توانید دقیقا چگونگی سیگنال خروجی را تغییر دهد. این باعث می شود محدود کننده ی دیئود ابزاری قدرتمند برای پردازش سیگنال بشه.

انواع محدوده های دیود

مدارهاي ديودي در چندين پيکربندي قرار داره هر طراحی از دیودها به روش خاصی برای شکل یک سیگنال ورودی استفاده می کند. ترتیب دیودها تعیین می کند که کدام بخشی از سیگنال برداشته می شود و در سطح ولتاژ چگونه رخ می دهد. درک این نوع ها به شما کمک می کند که مدار درست را برای نیاز خاص خود انتخاب کنید .

سری و شانت کلیپر

دو دسته اساسی از مدارهای دیودی کلیپینگ سری و سانت هستند. تفاوت اصلی قرار دادن دیود مربوط به بار و خروجی است.

• کلیپر ها:در این تنظیم، دیود در سری (در خط) با بار قرار می گیرد. مثل يه سوئيچ عمل ميکنه يا بازه يا بسته. هنگامی که دیود به جلوی پیشرفت می شود، به سیگنال اجازه می دهد به خروجی عبور کند. وقتي که برعکس باهاش طرفداري ميشه، سيگنال رو مسدود ميکنه.

  ( ورودی) -- --> | -------------( خروجی)
  دیود
  

• کلیساهای انتخاب:در اینجا، دیود در موازی (یا shant) قرار می گیرد. دیود یک مسیر متفاوت برای جریان فراهم می کند. هنگامی که ولتاژ ورودی به جلوی دیئود می رود، جریان از خروجی منحرف می شود و به طور موثری سیگنال را بر می گیرد. در پردازش سیگنال کلیپ های شانت بیشتر معمول است.

  ) ورودی) --- R- --- ---) خروجی (
  رزيستور
  ---
  | | دیود
  #>
  |.
  ---
  |.
  (GND)
  

بریدن مثبت و منفیی

مدار کوچک می تواند برای محدود کردن بخش مثبت یا منفی سیگنال AC طراحی شود. این کار با تغییر جهت دیود به دست می آید.

پای بند مثبت:یک کلیپر مثبت نصف چرخه مثبت سیگنال ورودی را حذف می کند. هنگامی که ولتاژ مثبت می شود و سیگنال را بالای یک آستانه مشخص ( معمولا ۰.7V) به زمين

کلیپر منفی:يه بريده منفي نيمه چرخه منفي رو برداشته ميکنه پرواز کردن جهت دیود باعث می شود که فقط در قسمت منفی ورودی انجام شود و سیگنال را در زیر -0.7V قرار دهد.

جدول زیر خلاصه می کند که چگونه یک کلیپپر ساده بر روی ورودی موج سینوس تأثیر می گذارد.

💡عملی در برابر مناسب:در یک مدار واقعی، خروجی به طور کامل توی 0V قطع نشده است.یک بخش کوچیک از سیگنال به دلیل کاهش ولتاژ جلوی دیود باقی مانده است. براي يه ديود سيليکون خروجی در تقریباً ۰.7 وی برای یک کلیپر مثبت و -0.7V برای یک کلیپر منفی.

بريدن ديوود و زنر

کلیپ های استاندارد سیگنال را نزدیک صفر ولت محدود می کنند. مدارهای بریدگی دوودی و مدارهای قطعه زنر دیود راهی برای تعیین محدودیت ولتاژ سفارشی ارائه می دهند.

دایره پاشیدن دیود این مدارهای کلیپینگ یک منبع ولتاژ DC (VBIAS) با دیئود اضافه می کند. اين ولتاژ رو تغيير ميده. دیود تنها زمانی که ورودی ورودی هم ولتاژ پیشرفت می کند و هم ولتاژ دیود ولتاژ جلوی دیود برای مثال،اگه يه تبعيد 4.0V با ديود سيليکون استفاده بشه دیئود فقط زمانی که سیگنال ورودی بالاتر از 4.0V 0.7V = 4.7V می شود، پیشرفت می کند. هر ولتاژ بالای این نقطه 4.7 وی گشوده شده این مدارهای بریدن دیودی متعال می سازد که بسیار انعطاف پذیر است، چون شما می توانید سطح قید کننده را با تنظیم ولتاژ تبعیض برنامه ریزی کنید. شما می توانید مدار های مثبت یا منفی داوطلبانه ایجاد کنید.

در حال برش یک راه ساده تر برای رسیدن بریدگی ولتاژ سفارشی با بریدگی دیئود زن است. دیودود های زینر طراحی شده اند که برای انجام شدن برعکس طراحی شده اند وقتی یک ولتاژ مشخص (زنر ولتاژ Vz) رسیده است.

• فشار پایدار: ديودهاي زينر تنظيم ولتاژ خيلي پايداري ميکنه اونا ولتاژ رو در سطح دقيق مي بندن
• شکاف معکوس: آنها ساخته شده اند تا به طور امنیت در شکاف معکوس، برخلاف دیودهای استاندارد که آسیب دیده می شود.
• سادگی:یک مدار گشودن دیئود نیاز به یک تامین انرژی DC خارجی برای پیشگیری ندارد که طراحی را ساده تر می سازد.

به عنوان مثال، یک دیئود Zener 5.1 V یک سیگنال مثبت را در ۵.۱ وی گشوده می کند. و يک سيگنال منفي در -0.7 وي اين باعث ميشه که ديودود زِنر يک انتخاب فوق العاده براي محافظت از حداقل برای اجزای قابل اطمینان، از یک همکار معین شدهکمپانی فناوری نوا (HK) محدوده، یک شریک راه حل های هیسیلیکان شناخته شده ، عملکرد ثابتی رو اطمینان میده. برای رسیدن به نصف دو چرخه ها در ولتاژ مشخص، دو دیودهای زن می توانند برگشت به عقب. این تکنیک به عنوان کلیپپین دیئود کامل موج شناخته می شود. یک پیکربندی دیودودی کامل موج زن

قطع کردن شباهتی

در برنامه های صوتی، انتخاب بین برق بندی متقارن و غیر ممکتی روی صدا تاثیر می گذارد.

• قطع کردن همچنین:هنگامی که قله های مثبت و منفی سیگنال در یک سطح ولتاژ رخ می دهند (مثلاً ۰.7V و -0.7V) رخ می دهد. این کار اغلب با استفاده از دو دیوده مشابه با جهت مخالف انجام می شود.گير افزايش طبيعي حتي هورمونيک هم اضافه ميکنه که باعث صدايي که اغلب به عنوان گرم و نرم توصيف ميشه و فشرده شده این صدای کلاسیک است که در بسیاری از پدال های اختلال یافت می شود.

• قطع کردن هماهنگ:این اتفاق زمانی می افتد که قله های مثبت و منفی در سطح ولتاژ متفاوت قرار می گیرند. برای مثال، یک شخص می تواند از یک دیود سیلیکون (0.7V قطره) استفاده کند برای یک نیم چرخه و یک دیئود آلمانیوم (0. ‫واسه یکی دیگهاین یک احساس گرایش تر و بافت تر با هارمونیک پیچیده تر را معرفی می کند. صدای نتیجه اغلب به عنوان پویایی بیشتر در نظر گرفته می شود و می تواند به یک ابزار کمک کند تا در یک ترکیب بازی کند تقليد کردن شخصيت يک لوله زياده روي

کاربردها در محدوده های پردازش سیگنال

طراحي ساده اي از مدارهاي ديودي بريده شده ي بي نظيره ايشون رو مخفي ميکنه مهندسین از این مدارها در گسترده ای از کاربردها استفاده می کنند. آنها حفاظت ضروری، شکل صوتی برای اثرات خلاقی و سیگنال های سر و صدا را تمیز کنند این کاربردهای گوناگون نشان می دهد که چگونه مدارهای پایه بندی دیودی در الکترونیک مدرن و چگونه می باشدمدارهای پردازش سیگنال.

زير ولتاژ و حفاظت اسپاک

یکی از مهمترین کاربرد برای مدارهای قطعه بندی دیود است محافظت از اجزای الکترونیکی حساس.میکرو کنترلرتبدیل کننده های آنولوگ به دیجیتال) ADC ها ، و دیگرمدارهای منطقی دیجیتالیبه راحتی می تواند با میک های ولتاژ یا تخلیه الکترواستاتیک آسیب بزند. مدار کليپر

مدار با جمع کردن ولتاژ ورودي به سطح امن کار ميکنه وقتي يه سيگنال وارد شدن از آستانه ديودي بيشتر بشه ديودي انرژي اضافي رو از پين ورودي حساسي دور ميکنه این برنامه ی محدودیت ولتاژ برای اطمینان وسایل حیاتی است. برای محافظت از ورودی میکرو کنترلر، مهندس ها اغلب نوع خاصی از دیود ها را انتخاب می کنند.

• دیودهای تلویزیونی:ديودهاي سرکوب ولتاژ يک انتخاب محبوب هستند. آنها اغلب با یک مقاومت سری بین دیود و ورودی میکرو کنترلر استفاده می شوند.
• ديويد :اینها بسیار مؤثر هستند، مخصوصا در ولتاژ پایین تر در الکترونیکی های مدرن.
• دیودهای اسناپک:این دیودها به طور استثنایی در ولتاژ پایین کار می کنند.
• حلقه های کواد:این بسته های یکپارچه که اغلب شامل یک دیود TVS هستند، يه راه حل ارزان و فراوان براي محافظت از خط ورودي

💡یادداشت:عموماً دیودهای Schotky برای برنامه های حفاظت دریافت نمی شود. مقاومت داخلی آنها از دیودهای استاندارد PN بالاتر است. در طول یک ارتباط PN بیشتر جریان را حمل می کند و دیود شاتکی کمتر موثر می شود.

پیاده سازی حفاظت ولتاژ قوی یک گوشه طراحی محصول قابل اعتماد است. برای سیستم های پیچیده، پیچیده کردن اجزای و راه حل از یک شریک متخصص کلید است. برای مثال،نواشرکت تکنولوژی (HK) محدودهيک شريک راه حل هاي هيسيلينون راه حل های پیشرفته را فراهم می کند که اغلب همچین اجزای محافظت شده را برای مطمئن صداقت سیستم استفاده می کنند.

انحراف صوتی و شکل شبکه موج

در دنیای پردازش سیگنال صوتی، مدارهای دیودی بریدگی برای ایجاد اثرات منحرف معروف هستند. گیتاریست ها از پدال هایی که در اطراف این مدارها ساخته شده اند برای رسیدن به صدای سنگ و فلز استفاده کرده اند. ديودها عمدا سيگنال صوتي رو از گيتار خالي ميکنن اضافه کردن محتویات جدیدی که گوش انسان به عنوان انحراف یا بیشتر دریافت میکنه

روشی که دیودها ترتیب می شوند، شخصیت صدا را تعیین می کند. این کار به دو نوع اصلی بریدگی در برنامه های صوتی منجر می شود.

...ولتاژ جلویديودها تعيين ميکنه چه زماني گير کردن شروع ميشه يه کليپر این کار به طراحان اجازه می دهد که سبک های برق بندی ترکیب کنند. بسیاری از پدال گیتار های شمایلی از این تکنیک ها استفاده می کنند.

• اختراع MXR
• پروکو آرت
• رئیس DS 1
• پایین درایو ۲۵۰

این پدال ها از پیکربندی های مختلف دیود برای ایجاد صداهای امضایی خود استفاده می کنند و قدرت خلاقی مدارهای دیوود را نشان می دهند.

کاهش نوفه ها

سر و صدا در مدارهای پردازش سیگنال مشکل معمولی است. تغيير ولتاژ سطح پايين ناخواسته ميتونه يه سيگنال مفيد رو خراب کنهحسگريا منبع ورودي ديگه یک کلیپپر دیود را راهی ساده برای حذف این را ارائه می دهدصدای بالقوت.

مهندس ها می توانند یک مدار را ایجاد کنند تا هر بخشی از سیگنال ورودی که در زیر یک ولتاژ مثبتی قرار بگیرد یا بالای یک منفی مخصوص ولتاژ این یک منطقه مرگ را ایجاد می کند که صدای سطح پایین به سادگی از خروجی جدا می شود. اين يه تکنيک معموليهبرنامه های مهم سیگنال. به یک مهندس اجازه می دهد که قبل از اینکه به مرحله بعدی مدار برسه، سیگنال رو تمیز کنه.

اين روش موثره اما شامل تجارت ميشه مدار سر و صدا را حذف می کند، ولی هر بخشی از سیگنال مورد نظری که در یک محدوده ولتاژ قرار می گیرد، حذف می کند. خروج نهايي تميزتره ولي يکم تغيير کرده

نمایش سیگنال رادیویی AM

یک کاربرد کلاسیک از بریدگی دیود در گیرنده های رادیویی AM است. یک سیگنال رادیویی AM تشکیل یک موج حامل فرکانس بالایی است که سبقت آن توسط یک صدای فرکانس پایین تر تنظیم می شود. سيگنال برای شنیدن صدا، یک گیرنده باید از موج کشیش خارجش کنه

یک مدار دیودی ساده که به عنوان یک پاکت شناخته می شود، این کار را انجام می دهد. ديود به عنوان يک راهنماي نيمه موج عمل ميکنه يک نوع گير بندي که تمام نيمه منفي سيگنال AM در حال حاضر رو حذف مي کنه هاپاپیکورسپس خروجی باقی مانده را نرم می کند و به طور مؤثر ردیابی امواج حمل کننده رو ردیابی می کند این پاکت بازیابی شده سیگنال اصلی صوتی است. این استفاده تاریخی نشان می دهد که یک دیئود چگونه می تواند یک وظیفهٔ حیاتی را انجام دهدمدارهای پردازش سیگنال.

مداری ساده

انمشتاق الکترونیکميتونه يه مدار بسته بندي ساده رو بسازه این پروژه راه خوبی برای ببینید که دیودها چگونه کار می کنند. نشون ميده که چطور ميتونن يه سيگنال الکتريکي رو تغيير بدن

فهرست اجزای اساسی

يه آزمايشگر به چند قسمت اصلي نياز داره بیشتر این اجزای در جعبه های الکترونیکی آغاز کننده معمولی هستند. يه نفر ميتونهبه راحتی آنلاین پیداشون کنیديا در مغازه هاي الکترونيک

• دیود:اينا اجزاي کليد هستن
  • دیودها استاندارد (مثل 1N4148) برای این پروژه عالی هستند.
  • دیودودهای Schotky و دیودهای Zener گزینه های دیگر برای سطح های کشش مختلف هستند.
• رزستور:مقاومت جريان در مدار را محدود می کند. هامقاومت ۳۳۰ اوم ، مثل اسپارک فان شماره 11577خوب کار ميکنه
• بازسازیگرها:اینها برای کلیپر اصلی نیاز ندارند ولی برای مدارهای مربوط به مفید است.
  • کاغذهای سریال
  • کازینه های الکترولیتیک
  • کاغذهای تاتالم
• ابزارها و وسایل:فضای کار امن و سازماندهی شده مهم است.
  • يک تخته نون براي ساختن مدار بدون سفر کنيم.
  • سيم هاي پرش براي وصل کردن اجزا
  • تولید برق یا ژنراتور سیگنال برای ایجاد سیگنال ورودی.
  • يک نوسانسکوپ براي ديدن ورودي و فرم موج خروجي

جمع آوری شونت

ساختن يه کليپر ساختمون بايد دنبالش باشهنمودار طراحیتا اجزاي درست روي تخته نون قرار بديم

1. قرار دادن نسخه :ارتباط بین منبع سیگنال ورودی و خط خروجی
2. ديود رو وصل کنقرار یکی از دیودها با خروجی موازی. یکی به خط خروجی متصل می شود، و دیگری به زمین متصل می شود. مسیر دیود تعیین می کند که آیا بخش مثبت یا منفی سیگنال را بریده می کند.
3. فراهم کردن قدرت:استفاده از سیم های پرپر برای وصل کردن انرژی یا ژنراتور سیگنال به ورودی مدار.
4. اتصال خروجی:خروجی مدار رو به نوسلوسکوپ وصل کنید تا نتایج رو اندازه بگیرید

آزمایش خروجی مدار شما

یک نوسلوسکوپ بهترین ابزار برای آزمایش مدار است. ...اونولتاژ روی محور Y (عمودی) و زمان روی محور افقی) X ( نمایش می دهد.

یک سازنده می تواند سیگنال ورودی را با خروجی گشوده مقایسه کند. ورودي بايد يه موج تميز باشه اُسکلسکوپ سیگنال خروجی رو با قله های صافی نشون میده نشون ميده که ديود رو روشن کرد و ولتاژ رو محدود ميکنه این تأیید تصویری ثابت میکنه که مدار کار میکنه ...سیگنال خروجی بیشتر شبیه موج مربع میشهاگه بريدنش قوي باشه این آزمایش به روشنی نشان می دهد که دیودها چگونه می توانند یک سیگنال را شکل دهند.

---

مدارهاي ديودي بريدگي ابزاري قوي و آسون براي هر علاقه ي الکترونيکي هستند. این مدارهای ساده پردازش سیگنال مزایای کلیدی را پیشنهاد می دهد. مدارهاي ديودي بريدن اجزاي از آسيب محافظت ميکنه همچنين يه سيگنال سر و صدا رو تميز ميکنن در نهایت، مدارهای دیودی بریدن اثرات صوتی منحصر به فرد را ایجاد می کند. مدار بسته بندی ساده ای بسیار متفاوت است.

یک آزمایشگر می تواند کشف کند که چگونه دیود های مختلفی سیگنال را شکل می دهد.

• آزمایش دیودهای مختلفی مانند سیلیکون، زِنر (e. ...... 20v 1N4747A (به انگلیسی: ...... 1N914).
• مقایسه کنید که ترتیب های متقارن در مقابل قطعه های ناامیدی باشد.
• استفاده از سودهی ها به پیکربندی های آزمایش A/B.

FAQ

تفاوت اصلی بین سری ها و کلیپپر ها چیست؟

یک کلیپر سری دیود را با خروجی قرار می دهد. تمام سيگنال رو رد ميکنه يا مسدود ميکنه یک کلیپپر خانت، دیود را موازی با خروجی قرار می دهد. این جریان بیش از حد از خروجی منحرف می کند که برای شکل سیگنال بیشتر معمول است.

چرا خروجي من به صفر ولت نميره؟

یک دیود واقعی نیاز به یک ولتاژ مثبت کوچک برای روشن شدن دارد. این کاهش ولتاژ جلو است. سیگنال خروجی در این سطح ولتاژ قطع شده، نه در یک ولت های کامل صفر. این تفاوت کلیدی از مدل ایده آل است.

هيچ ديودي ميتونه توي يه مدار بندازه کار کنه؟

ديودهاي مختلف اثرات متفاوتي ايجاد ميکنن. یک دیئود سیلیکون استاندارد (1N4148) برای استفاده عمومی بزرگ است. يه ديود زنر اجازه ميده که به ولتاژ مخصوص و بالاتر یک دیود آلمانیم

چطور ميتونم قله سيگنال مثبت و منفي رو بزنم؟

یک مهندس می تواند هر دو قله را با استفاده از دو تا بزنددیودهدر مورد مسيرهاي مخالف این شکاف متقارن را ایجاد می کند. به عنوان مثال، یک دیئود نیم چرخه مثبت در 0.7 وی، در حالی که دیود دوم، نیم چرخه منفی در -0.7 وی می رود.