Tipos de cortapelos en serie, en derivación (negativo y positivo) y dobles o combinados
En electrónica existen diferentes componentes o circuitos sensibles cuyo funcionamiento depende de la forma de onda de la señal de entrada. Si el voltaje supera un límite, puede afectar su funcionamiento y provocar un problema en el circuito.
La mayoría de los circuitos electrónicos funcionan con una forma de onda sinusoidal. Para evitar que el voltaje suba por encima o por debajo de un cierto límite, se recorta la parte restante de la forma de onda. El circuito cortapelos utiliza este método para evitar que el voltaje supere un cierto límite.
Circuito Clipper
Circuitos cortapelos Son los circuitos electrónicos que recortar o eliminar a porción de una señal de CA, sin causar ninguna distorsión a la parte restante de la forma de onda. También se conocen como cortapelos, circuitos de recorte, limitadores, rebanadores, etc.
El componente principal de un circuito cortapelos es un diodo o cualquier otro tipo de diodo. El diodo recorta una parte de la forma de onda de entrada. La forma de la onda depende de la configuración y del diseño del circuito. Por lo tanto, existen diferentes tipos de circuitos clipper que se analizan a continuación.
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El circuito cortapelos basado en diodos se puede clasificar en los dos tipos siguientes.
- Cortapelos de diodo serie
- Cortapelos de diodo de derivación
Cortapelos serie
En los circuitos clipper en serie, el diodo está conectado en serie con la salida. En tales cortapelos, la señal de entrada aparece en la salida cuando el diodo está polarizado directamente y es conductor. Por el contrario, los cortapelos en derivación pasan la señal de entrada cuando el diodo tiene polarización inversa o bloqueo.
Se divide en cortapelos positivos y negativos.
Serie Clippers positivos
Los cortapelos positivos en serie eliminan o recortan la mitad positiva de la forma de onda. En un clipper positivo en serie, el diodo tiene polarización inversa y está en serie con la salida, como se muestra en la siguiente figura.
La señal de entrada Vi se aplica en el lado de entrada mientras que la salida se toma en la resistencia de carga. Durante el semiciclo positivo de la entrada, el voltaje en el punto A es positivo que el punto B. Por lo tanto, el diodo tiene polarización inversa y no hay conducción de corriente. La señal de entrada no puede pasar, por lo que no hay caída de voltaje en Rl. Por lo tanto, el semiciclo positivo no aparece en la salida como se muestra en la figura.
Durante el semiciclo negativo, el voltaje en el punto A es negativo que el punto B. El diodo se polariza directamente y la señal pasa a través de él. La señal aparece al otro lado de la Rl. Por tanto, el semiciclo negativo pasa por el circuito y aparece en la salida.
Como se ilustra en la figura dada, muestra cómo recorta la mitad positiva y permite la mitad negativa de la forma de onda de entrada.
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La polarización en el circuito cortapelos se utiliza para recortar una parte del medio ciclo y no la mitad completa. Por lo tanto, se utiliza un recortador positivo en serie con polarización que puede ser positiva o negativa para producir las formas de onda deseadas.
Sesgo positivo
En dicho circuito cortapelos positivo, el positivo de la batería está conectado al lado P del diodo como se muestra en la siguiente figura.
Durante el semiciclo positivo, el voltaje en el punto A es mayor que el punto B, por lo que el diodo está en polarización inversa y apagado. Pero hay otra fuente de voltaje cuyo positivo está conectado al lado P del diodo. Esta fuente de voltaje o batería pone el diodo en polarización directa.
Si el voltaje de entrada es menor que el voltaje de la batería, el diodo permanece en polarización directa y conduce. Por tanto, la señal aparece en la salida. Cuando el voltaje de entrada aumenta por encima del voltaje de la batería, el diodo se polariza en inversa y no conduce la señal de entrada. Por tanto, en la salida aparece la tensión de la batería Vb.
Durante el medio ciclo negativo, el diodo tiene polarización directa debido al voltaje de entrada y al voltaje de la batería. Por tanto, la señal de entrada pasa a través del diodo y aparece en la salida.
Sesgo negativo
La batería en el cortapelos positivo en serie con polarización negativa está conectada al revés con el diodo como se muestra en la siguiente figura.
Durante el medio ciclo positivo, el diodo tiene polarización inversa debido al voltaje de entrada y también al negativo de la batería. Por lo tanto, en el semiciclo positivo, el diodo no conduce y en la salida sólo aparece el voltaje negativo de la batería.
Durante el semiciclo negativo, la polaridad del voltaje de entrada se invierte y el diodo se polariza directamente. Sin embargo, el diodo tiene polarización inversa debido al negativo de la batería. Por lo tanto, el diodo solo se polariza directamente si el voltaje de entrada aumenta por encima del voltaje de la batería y la señal de entrada aparece en la salida. De lo contrario, en la salida aparece la tensión negativa de la batería.
Cortadoras negativas de la serie
El circuito recortador negativo en serie recorta la mitad negativa del ciclo de entrada. Su diagrama de circuito se proporciona a continuación.
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización directa debido al voltaje de entrada. Por tanto, la señal de entrada pasa a través del diodo y aparece en la salida.
Durante el semiciclo negativo, el diodo se polariza en inversa y no conduce. Por lo tanto, no hay voltaje en la salida y el semiciclo negativo se recorta de la forma de onda de entrada.
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El recortador negativo en serie está polarizado con una batería de voltaje positivo o negativo para modificar la forma de onda en lugar de recortar toda la mitad negativa.
Sesgo positivo
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización directa debido al voltaje de la señal de entrada. Mientras que tiene polarización inversa debido al voltaje de la batería. El estado del diodo depende de ambas fuentes de voltaje. Por lo tanto, el diodo tendrá polarización directa y conducirá sólo si el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de la batería.
Al principio, el voltaje de entrada es menor que el voltaje de la batería, por lo tanto, el diodo tiene polarización inversa y no conduce. Entonces el voltaje de la batería aparece en la salida. La señal de entrada aparece en la salida en la parte en la que es mayor que el voltaje de la batería, como se muestra en la figura.
Durante la mitad negativa del ciclo, el diodo tiene polarización inversa debido tanto al voltaje de entrada como al voltaje de la batería. por lo tanto, en la salida sólo aparece el voltaje de la batería durante todo el medio ciclo negativo.
Sesgo negativo
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización directa debido tanto a la señal de entrada como al voltaje de la batería. Por lo tanto, el diodo conduce la señal durante todo el semiciclo positivo y aparece en la salida como en la entrada.
Durante el semiciclo negativo, el voltaje de entrada fuerza al diodo a polarizarse inversamente, pero el voltaje de la batería aún polariza directamente el diodo. Durante todo este ciclo, el diodo sólo conduce cuando el voltaje de la batería excede el voltaje de entrada.
Al principio, el voltaje de entrada es menor que el voltaje de la batería, por lo que el diodo conduce y la señal aparece en la salida. Pero cuando excede el voltaje de la batería, el diodo bloquea la señal de entrada y el voltaje de la batería comienza a aparecer en la salida como se muestra en la figura.
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Cortapelos de derivación
En los cortapelos en derivación, el diodo está conectado en paralelo con la salida. La señal de entrada aparece como salida cuando el diodo está bloqueando, a diferencia de los cortapelos en serie.
Los cortapelos de derivación también se pueden dividir en cortapelos positivos y negativos.
- Cortapelos positivos de derivación
- Cortapelos negativos de derivación
Cortapelos positivos de derivación
El recortador positivo en derivación recorta el medio ciclo positivo de la forma de onda de entrada. A continuación se muestra el diagrama de circuito del cortapelos positivo en derivación.
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización directa ya que el voltaje en el punto A es mayor que el punto B, por lo que el diodo conduce la señal de entrada y no hay diferencia de voltaje en la salida.
Durante el semiciclo negativo, la polaridad del voltaje de la señal de entrada en los puntos A y B se invierte y el diodo adquiere polarización inversa. Por lo tanto, el diodo bloquea la señal de entrada y el voltaje de la señal aparece a través del diodo que se toma como salida del clíper.
De tal manera, los cortapelos positivos en derivación, recortan o eliminan, la mitad positiva del ciclo de entrada y permiten el medio ciclo negativo.
Cortapelos positivos de derivación con polarización
La polarización se realiza utilizando otra fuente de voltaje fijo, como una batería dentro del circuito, para modificar aún más la forma de onda. La fuente de voltaje se puede conectar con polarización positiva o negativa.
Sesgo positivo
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización directa debido al voltaje de entrada. pero tiene polarización inversa debido al voltaje de la batería. La suma de ambos voltajes decidirá el estado del diodo. Si el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de la batería, el diodo tendrá polarización directa; de lo contrario, permanecerá en polarización inversa.
Al principio, la señal de entrada es menor que el voltaje de la batería, por lo que el diodo tiene polarización inversa y la señal aparece en la salida. pero cuando excede el voltaje de la batería, el diodo comienza a conducir la señal y solo el voltaje de la batería comienza a aparecer en la salida.
Durante el medio ciclo negativo, el diodo tiene polarización inversa debido tanto al voltaje de entrada como al voltaje de la batería. Por lo tanto, la señal de entrada aparece durante todo el semiciclo negativo en la salida.
Sesgo negativo
Durante el medio ciclo positivo, el diodo tiene polarización directa tanto para la señal de entrada como para el voltaje de la batería. Por lo tanto, el diodo conduce durante todo el ciclo y en la salida sólo aparece el voltaje de la batería.
Durante el semiciclo negativo, el diodo tiene polarización inversa para la señal de entrada y polarización directa para el voltaje de la batería. El efecto combinado de ambas fuentes de voltaje decide el estado del diodo. El diodo tiene polarización directa cuando el voltaje de entrada es menor que el voltaje de la batería.
Al principio, la señal de entrada es menor que el voltaje de la batería, por lo que el diodo tiene polarización directa. Por lo tanto, el voltaje de la batería aparece en la salida. Cuando el voltaje de entrada excede el voltaje de la batería, el diodo se polariza en forma inversa y la señal de entrada comienza a aparecer en la salida como se muestra en la figura.
Cortapelos negativos de derivación
El cortapelos negativo en derivación recorta la mitad negativa de la forma de onda de entrada. El diagrama del circuito se proporciona a continuación.
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización inversa, por lo que bloquea la señal que aparece a través de él. por lo tanto, la mitad positiva también aparece en la salida.
Durante el semiciclo negativo, el diodo tiene polarización directa y conduce la señal. Por lo tanto, no hay voltaje en la salida durante el semiciclo negativo. Por lo tanto, el cortapelos negativo en derivación recorta o elimina la mitad negativa de la forma de onda de entrada.
Cortapelos negativos de derivación con polarización
Para modificar aún más la forma de onda del cortapelos negativo en derivación, se utiliza polarización positiva o negativa conectando una fuente de batería en una de las dos formas denominadas polarización positiva y polarización negativa. La forma de onda se puede modificar variando el voltaje de la batería.
Sesgo positivo
Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización inversa para el voltaje de entrada pero polarización directa para el voltaje de la batería. Por lo tanto, el diodo tendrá polarización inversa solo cuando el voltaje de entrada exceda el voltaje de la batería y luego la señal de entrada aparecerá en la salida.
Al principio, la señal es menor que la de la batería, por lo que el diodo tiene polarización directa y conduce la señal. Por lo tanto, en la salida sólo aparece la tensión de la batería. pero cuando la señal de entrada excede el voltaje de la batería, el diodo adquiere polarización inversa y la señal aparece en la salida como se muestra en la figura.
Durante el medio ciclo negativo, el diodo tiene polarización directa tanto para la señal de entrada como para el voltaje de la batería. Por lo tanto, el diodo conduce y sólo aparece el voltaje de la batería en la salida durante todo el ciclo negativo.
Sesgo negativo
Durante el medio ciclo positivo, el diodo tiene polarización inversa tanto para el voltaje de entrada como para el de la batería. así, el diodo bloquea el voltaje y la señal aparece en la salida durante todo el semiciclo positivo.
Durante el medio ciclo negativo, el diodo conduce cuando el voltaje de entrada excede el voltaje de la batería. Por lo tanto, cuando el voltaje es menor que el voltaje de la batería, el diodo se bloquea y aparece la señal en la salida. Cuando el voltaje de entrada excede, el diodo comienza a conducir y solo aparece el voltaje de la batería en la salida.
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Cortapelos dobles o combinados
El recortador doble o el recortador combinado pueden recortar una parte del semiciclo positivo y negativo de la forma de onda. Dos diodos están conectados en paralelo entre sí, donde cada diodo tiene una batería o fuente de voltaje en serie que polariza inversamente el diodo respectivo. Aquí está el diagrama de circuito de una cortadora combinada.
El circuito funciona según un principio simple. Si ambos diodos tienen polarización inversa o si no conducen, la señal de entrada aparecerá a través del diodo y también aparecerá en la salida. Ahora, si uno de los diodos inicia la conducción, en la salida comenzará a aparecer su respectivo voltaje de batería.
Durante el semiciclo positivo, el diodo D1 tiene polarización directa mientras que el D2 tiene polarización inversa para el voltaje de entrada. Pero los diodos D1 y D2 tienen polarización inversa para el voltaje V de la batería.B1 y VB2 respectivamente.
Durante el semiciclo positivo, el diodo D1 tiene polarización directa para el voltaje de entrada y polarización inversa para el voltaje de la batería V.B1. Mientras que el diodo D2 tiene polarización inversa tanto para el voltaje de entrada como para el voltaje de la batería VB2.
Al principio, el voltaje de entrada es menor que el voltaje de la batería VB1, por lo tanto, el diodo D1 está en polarización inversa. mientras que el diodo D2 ya está en polarización inversa. por lo tanto, la señal de entrada aparece en la salida. cuando el voltaje de entrada excede el VB1el diodo D1 inicia la conducción y la tensión de la batería VB1 comienza a aparecer en la salida.
Durante el medio ciclo negativo, el diodo D1 tiene polarización inversa debido tanto al voltaje de entrada como al voltaje de la batería V.B1. El diodo D2 tiene polarización directa debido al voltaje de entrada pero polarización inversa debido al voltaje de la batería VB2.
Al principio, el voltaje de entrada es menor que el VB2, por lo tanto, el diodo D2 tiene polarización inversa y no conduce. El diodo D1 ya está en polarización inversa. Por tanto, la señal de entrada aparece en la salida. Cuando el voltaje de entrada excede el VB2el diodo inicia la conducción y el voltaje de la batería VB2 aparece en la salida.
Usando diodo Zener
Un diodo Zener es un tipo especial de diodo que no solo conduce en dirección directa (caída de 0,7 V) sino también en dirección inversa cuando el voltaje excede el voltaje de ruptura Zener. La corriente inversa fluye mientras el voltaje a través de ella permanece constante. Por lo tanto, un diodo Zener puede actuar como un diodo polarizado sin utilizar otra fuente de polarización.
Cortapelos Zener de media onda
Aquí está el diagrama del circuito del cortapelos de diodo Zener. Durante el semiciclo positivo, el diodo tiene polarización inversa para el voltaje de entrada. Por tanto, la señal aparece en la salida. Cuando el voltaje de entrada excede el voltaje Zener, el diodo Zener comienza a conducir y el voltaje Zener Vz comienza a aparecer en la salida.
Durante el semiciclo negativo, el diodo Zener tiene polarización directa. Por lo tanto, en la salida sólo aparece la caída de tensión directa del diodo (0,7 V).
Cortadora Zener de onda completa
Se pueden utilizar dos diodos Zener para recortar porciones de ambas mitades de la forma de onda de entrada. Los diodos Zener están conectados al revés entre sí como se muestra en la siguiente figura.
Durante el semiciclo positivo, el diodo Zener ZD1 tiene polarización inversa mientras que el diodo Zener ZD2 tiene polarización directa. Al principio, el diodo ZD1 no permite la corriente. por lo tanto, la señal aparece en la salida. Pero cuando el voltaje de entrada excede el voltaje de ruptura Zener, el diodo Zener comienza a conducir y el voltaje Zener Vz1 del diodo Zener ZD1 comienza a aparecer en la salida. De manera similar, durante el semiciclo negativo, la forma de onda negativa se recorta después del voltaje Zener de ZD2.
Aplicaciones de cortapelos
El objetivo principal del circuito clipper es modificar la forma de onda de la señal que se puede utilizar en varias aplicaciones, como protección contra sobretensión, eliminación de ruido, transmisión, etc.
- El circuito cortapelos ofrece protección contra sobretensiones, por lo que se utiliza en fuentes de alimentación para limitar el voltaje.
- Se utilizan para filtrar el ruido en los transmisores.
- Se utilizan en transmisores y receptores de televisión.
- Se utilizan para modificar o generar nuevas formas de onda como cuadrada, triangular, etc.
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