En la imagen de arriba, el verde es mi entrada (nodo del lado izquierdo del condensador) y el azul es mi salida (el lado derecho del lado del condensador) Yo esperaría que la señal azul siguiera la entrada, pero no hace esto. ¿Por qué es este el caso? ¿Puede explicar esto con circuitos abiertos y equivalentes de cortocircuitos para el diodo?
Aquí hay una lista paso a paso de lo que sucede:
El modelo de diodo que estás usando es totalmente irreal. Debería obtener una onda sinusoidal desplazada que se torna negativa en algo menos que un voltio y (muy lentamente) aumenta a medida que pasa el tiempo. Algo como esto (modelo 1N4004):
Eventualmente (después de un muy largo tiempo) se asemejará a su curva, pero tomará mucho tiempo porque el diodo no conduce mucha corriente a voltajes más bajos y tiene que cargar un 1 Condensador Farad.
La respuesta de Kynit es correcta, pero creo que lo que confunde a este circuito es la ubicación del nodo de tierra. Vamos a elegir un nodo diferente y ver qué pasa.
Aquí hay una simulación. Descargue la imagen o ábrala en una pestaña separada para ver la versión en tamaño completo. V (Old_right_node) - V (Old_ground) es su voltaje de salida. V (Old_ground) es el negativo de su voltaje de entrada.
Ahora puedes ver lo que está pasando. Para el primer semiciclo, el diodo está apagado. El condensador está descargado, por lo que la tensión a través de él es cero. Esto hace que su entrada siga su salida. Durante el segundo semiciclo, el diodo conduce, cargando el condensador a 1V. No hay voltaje en el diodo, por lo que su salida se sujeta a su tierra.
Una vez que el capacitor está cargado, el diodo nunca se vuelve a encender. V1 no puede producir más de 1 V, por lo que V (Old_ground) nunca puede ser mayor que V (Old_right_node). El voltaje entre su salida y entrada es igual al voltaje del capacitor, que es una constante de 1V. En su circuito, V1 varía su voltaje de entrada. En mi circuito, V1 varía tu voltaje de tierra. De cualquier manera, el resultado es el mismo. Es solo una cuestión de qué punto de referencia usas.
El circuito dado en la pregunta es un clamper positivo.
La figura a continuación muestra una abrazadera de diodo que inserta un nivel de CC positivo en la forma de onda de salida. El funcionamiento de este circuito se puede ver considerando el primer semiciclo negativo de la tensión de entrada.
Cuando el voltaje de entrada inicialmente se vuelve negativo, el diodo está polarizado hacia adelante, lo que permite el capacitor se carga cerca del pico de la entrada (\ $ V_p (in) - 0.7 V \ $), como se muestra en la figura.
(Puede tomar muchos ciclos negativos para cargar el capacitor hasta el pico. Depende del valor del capacitor, la resistencia del diodo y la amplitud de la fuente de voltaje).
Justo después de que el condensador se cargue a un pico negativo, el diodo está polarizado en sentido inverso. Esto se debe a que el cátodo se mantiene cerca de \ $ V_p (in) - 0.7 V \ $ por la carga en el capacitor. Suponga que es \ $ R_L = \ infty \ $ y, por lo tanto, el capacitor no tiene una ruta de descarga.
Entonces, una vez que el capacitor está cargado al máximo, el diodo está polarizado en reversa y la tensión del capacitor actúa esencialmente como una batería en serie con la tensión de entrada. La tensión de CC del capacitor se suma a la tensión de entrada por superposición como en la figura ). Así que la tensión de salida será
$$ V_o = V_ {in} + V_c = V_ {in} + V_p (in) - 0.7 $$
Es por eso que no está obteniendo voltajes negativos.