Rectificación de bajo voltaje

Es posible que un puente rectificador no funcione correctamente porque: -

1. La onda completa que rectifica una onda cuadrada produce una salida de CC casi constante, no la frecuencia duplicada que desea.

Una onda cuadrada puede transformarse en una forma de onda más útil mediante el filtrado de paso bajo. Sin embargo, si su fuente de audio tiene un ancho de banda limitado, es posible que su onda 'cuadrada' ya sea una onda sinusoidal.

2. Incluso con un rectificador sin pérdida perfecto, es posible que tenga dificultades para obtener la amplitud suficiente. La señal de 2Vpp alcanza un máximo de 1V, pero la mayoría de los LED infrarrojos requieren al menos 1.1V para producir una salida útil. Necesita alguna forma de aumentar la amplitud o agregar un voltaje de polarización a la señal.

Si no hay una fuente de alimentación externa disponible y debe alimentar el LED directamente desde la señal de audio, será difícil amplificar el voltaje. Sin embargo, desarrollar una tensión de polarización es relativamente fácil.

El siguiente circuito tiene rectificadores de media onda positivos y negativos (D1 y D2) con condensadores de filtro de bajo valor que crean una pequeña tensión de polarización de CC con una ondulación alta. La alta ondulación suele ser mala, pero en este caso queremos la ondulación porque es la señal.

En los semiciclos positivos, C1 carga hasta aproximadamente 0,6 V, luego se descarga (a través del LED) a aproximadamente 0,4 V durante los semiciclos negativos. C2 realiza la misma función pero en semiciclos opuestos. Este voltaje de polarización es suficiente para compensar la caída del voltaje del rectificador y proporciona un pequeño impulso para ingresar al rango de voltaje operativo del LED. R1 y R2 reducen la carga en la entrada y limitan la corriente del diodo si se aplica un voltaje de señal mayor.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

  

Tengo una señal de audio de nivel de línea de onda cuadrada de 19 kHz (~ 2Vpp) que espero rectificar para controlar un LED infrarrojo a 38 kHz.

Un LED es un diodo, y como tal, ¡un rectificador!

Pero supongo que desea utilizar ondas medias negativas y positivas de su señal.

Entonces, ¿usar un puente rectificador?

  

He buscado diodos con un Vf bajo y no he encontrado mucho.

Um, diodos Schottky , mumble mumble, Tipo de Wikipedia de diodos semiconductores , mumble mumble:

  

Diodos Schottky

     

Los diodos Schottky se construyen a partir de un contacto de metal a semiconductor. Tienen una caída de tensión directa más baja que los diodos de unión p – n. Su caída de tensión directa a corrientes de aproximadamente 1 mA está en el rango de 0,15 V a 0,45 V, lo que los hace útiles en aplicaciones de sujeción de tensión y prevención de la saturación del transistor. También pueden usarse como rectificadores de baja pérdida , aunque su corriente de fuga inversa es en general más alta que la de otros diodos.

Tenga en cuenta que la creación de un rectificador perfecto no le dará una señal de 38 kHz de su onda rectangular ideal de 19 kHz, solo DC. Sin embargo, su ola no es perfectamente rectangular con bordes infinitamente afilados y su rectificador aún tiene regiones "muertas", sí, puede obtener algo que parpadee con 38 kHz de esta manera.

Otra opción, si buscas la señal , no su poder, es simplemente AC acoplarla:

Deesamanera,sudiodo"pulsará" a 19 kHz, ya que el voltaje en la conexión entre el divisor de voltaje, la tapa y el LED fluctúa con el voltaje de entrada.

También, tenga en cuenta que espectralmente, cualquier señal rectangular tiene no solo su frecuencia, sino también todos los armónicos de esa frecuencia. Eso es simplemente porque la Transformada de Fourier de una señal rectangular unitaria es (escala / estirada de acuerdo con la amplitud / frecuencia del rectángulo) es una función sinc, \ $ a \ frac {\ sin \ pi fx} {\ pi fx} \ $ . Ese uno tiene lóbulos laterales en cada múltiplo de \ $ f \ $:

Puede usar el pase alto RC en el esquema anterior para seleccionar el primer lóbulo lateral que desea visualizar con el LED seleccionando los valores apropiados para los dos R y C (100nF / 47KOhm sería un comienzo); eso no será lo suficientemente afilado como para suprimir completamente el lóbulo principal de 10 19 kHz, sino simplemente agregar otra etapa de RC (o LC, si necesita mantener más energía) después del filtro, y debería estar bien.

Si tiene acceso a otra fuente de alimentación además de la señal de 2 V, veo dos opciones.

1) puede ejecutar la señal de 2V en un amplificador no inversor con una ganancia de 10 (un amplificador operacional, una resistencia de 10K y una resistencia de 90K) para hacer una copia de su señal de ± 1V que es de ± 10V . Luego use un puente rectificador normal. Debido al mayor nivel de señal, las caídas de diodos no serán tan problemáticas.

2) Puedes hacer algunos "diodos ideales" a partir de algunos amplificadores operacionales y diodos normales. El op-amp puede mantener la caída a casi 0, pero solo con la ayuda de alguna otra fuente de energía.

con una onda cuadrada, no obtendrás 38 kHz de una señal de 19 kHz. Si es una sinusoide (o si puede filtrarla para aproximarse a una), en teoría obtendría 38 kHz, pero en la práctica, la conversión no sería muy eficiente, y las señales LED no están muy limpias.

Un puente rectificador con muy poca caída es este que se usa aquí - Almacenar el cargo desde un puente rectificador MOSFET

Si desea tener una caída muy baja, y tiene una fuente de alimentación disponible, puede hacer esto (suministros bipolares pero podría modificarse para un solo suministro):

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí hay una simulación de la corriente LED con una entrada de onda sinusoidal: