5장 다이오드 리미터와 클램퍼

본문내용

해석과 매우 비슷하다.
요약
여러 가지 직렬과 병렬클리퍼들이 정현파 입력일 때의 출력결과와 같이 위 그림과 같이 주어지고 있다. 특히 마지막 회로의 응답을 주의하여야 하는데, 이것은 양과 음의 두 영역이 직류전원의 크기로 정해진 만큼 절단하는 능력이 있다.
(2) 다이오드 클램퍼
클램핑회로망은 신호를 다른 직류값에 멈추게 하는 역할을 한다. 회로망은 커패시터, 다이오드, 저항소자로 구성되어야 하고, 또한 부가적인 변위를 일으키기 위하여 독립적인 직류전원을 상용할 수도 있다. 와 의 크기는 다이오드가 비전도 기간 동안 커패시터에 걸리는 전압이 크게 방전하지 않도록 하는 충분히 큰 시상수 가 되도록 선택되어야 한다. 전체 해석에서 커패시터는 모든 실제목적의 경우 5배 시상수로 완전히 충전 또는 방전한다고 가정한다.
그림 2.92의 회로망은 입력신호를 0레벨로 클램프시킨다(이상적인 다이오드의 경우). 저항 은 부하저항 또는 부하저항과 의 병렬합성으로 되고 저항은 의 원하는 값을 주도록 설계된다.
구간 동안 회로망은 [그림 9]에서와 같이 나타나고, 여기서 다이오드는 단락상태에 있게 되어 저항을 “단락”시키는 효과가 있다. 결과적인 시상수는 매우 작고(은 회로망의 내부저항으로 결정된다). 따라서 커패서터는 볼트로 급속히 충전된다. 이 기간 동안 출력전압은 단락회로에 바로 걸리고 로 된다.
입력이 상태로 바뀔 때 회로망은 [그림 10]에서와 같이 나타나고, 다이오드는 인가신호에 따라 개방회로등가로 되고, 커패시터는 전압을 축적한다. 인가 신호와 축적전압은 모두 전류가 양극에서 음극쪽으로 다이오드를 통하여 흐르게 하는 “입력”을 준다. 이때 은 회로망에 다시 살아나고 곱으로 정해지는 시상수는 기간보다 훨씬 큰 방전기간인 가 되기에 충분한 크기로 된다. 여기서 근사를 근거로 이 기간 동안 커패시터는 이의 모든 전하와 전압()값으로 유지된다고 가정한다.
는 다이오드와 저항에 병렬이므로 [그림 10]에 표시된 것과 위치가 바뀐 경우에도 똑같이 끄집어낼 수 있다. 입력루프 주위에 KIrchhoff의 전압법칙을 적용하면 다음과 같이 된다.
그리고
음부호는 의 극성이 를 정의한 극성과 반대인 것에서 온 것이다. 결과적인 출력파형이 입력신호와 함께 그림 11에 표시되어 있다. 출력신호는 에서 까지의 구간에서 로 클램프되고 전체 스윙()은 입력과 같은 값으로 유지된다.
클램핑회로망에서 출력의 전체 스윙(진폭)은 입력신호의 전체 스윙과 같다. 이 사실은 얻어진 결과를 검토할 때 좋은 수단이 된다. 일반적으로 클램핑회로망을 해석할 때 다음 사항들이 도움이 된다.
1. 클램핑회로망의 해석은 다이오드를 순방향 바이어스시키는 입력신호 부분을 고려하는 것으로 시작한다.
이것은 입력신호의 구간을 생략시키는 수도 있지만, 해석에서 불필요한 검토를 하지 않게 한다.
2.다이오드가 “on”상태인 기간 동안 커패시터는 회로망으로 결정되는 값까지 거의 순간적으로 충전된다고 가정한다.
3. 다이오드가 “off”상태인 기간 동안 커패시터는 그의 설정된 전압값으로 유지된다고 가정한다.
4. 전체 해석에 걸쳐서 는 해석시 의 적정한 값들이 얻어질 수 있도록 위치와 기준극성을 계속 알고 있어야 한다.
5. 전체 출력의 전체 스윙은 입력신호의 스윙과 같아야 한다는 일반적인 룰을 마음에 간직한다.
[그림 12]에 여러 가지 클램핑회로와 입력신호에 대한 이들의 응답을 나타내었다. [그림 12]에 나타낸 모든 파형은 구형파이지만, 클램핑회로는 입력이 정현파신호일 때도 똑같이 동작을 한다. 실제로 정현파 입력을 갖는 클램핑회로를 해석할 때 정현파 신호를 같은 피크값의 구형파로 대치한다.
예상실험 결과

키워드

리미터,   클램퍼,   다이오드리미터