Estaba leyendo un libro de electrónica y me encontré con este circuito.
Me cuesta entender por qué el voltaje en D1 es de 0.6V. Entiendo que la razón es porque el voltaje de pp de la señal de entrada es inferior a 0.6v C y R1 hace que un diferenciador luego D2 rectifique eso, pero nada de eso funcionaría si la señal es menor que 0.6v. Simplemente no entiendo por qué D1 está en 0.6V y cómo eso hace que D2 sea superior a 0.6V. Iba a publicar un diagrama pero no tengo suficiente reputación.
La respuesta corta es que esta es la "magia" del acoplamiento capacitivo. La tensión de la señal se superpone encima de la tensión de "polarización" del nodo (que es de 0,6 V). Por lo tanto, el voltaje en C, D2, R1 es 0.6V + Vin, no solo Vin. Y, por lo tanto, el diodo D2 debe encenderse, tener una caída de 0.6V a través de él (asumiendo que D2 y D1 son idénticos), y la tensión de salida debe ser básicamente igual a Vin. Es importante tener en cuenta que solo la parte de CA de Vin pasa a través de la tapa. La parte de CC está bloqueada, si hay una parte de CC.
La respuesta más larga es la siguiente:
En su respuesta a mi comentario, escribió "C, D1, R1" pero creo que quiso decir "C, D2 , R1". Así que continuaré con esa suposición.
Primero, tenga en cuenta que el nodo D1, R1, R3 se sujetará básicamente a 0,6 V en todo momento. Esto no cambiará sin importar cuál sea la señal de entrada.
Segundo, recuerde que la relación I-V para un condensador es
$$ i_c = C \ frac {dV} {dt} $$
¿Qué significa esto? Significa que si su fuente de voltaje de entrada cambia, entonces el voltaje a través de la tapa cambia. Por lo tanto, tiene un $ \ frac {dV} {dt} $ distinto de cero. Por lo tanto, tendrá una corriente distinta de cero. (Es fácil confundirse acerca de los signos en este punto ... tenga paciencia conmigo) Esta es la acción diferenciadora que mencionó en su pregunta.
Entonces, supongamos un aumento en el voltaje de entrada que causaría que una corriente fluya "a través" de la tapa hacia el circuito (a la derecha). ¿A dónde va la corriente? Puede pasar por R1 o D2 o ambos.
Comenzamos con el supuesto de que D2 está desactivado, por lo que primero supongamos que la corriente fluye solo a través de la resistencia R1. Eso hace que se desarrolle un voltaje en R1. Así que el voltaje en C, D2, R1 se convierte en 0.6V + I * R1. Este es el tipo de parte clave para que lo veas, creo ... ¿ves que el voltaje en ese nodo debe tener un desplazamiento de 0.6V? Esto se debe a que el cambio en el voltaje de entrada hace que una corriente fluya a través del capacitor, no un voltaje. Por lo tanto, la corriente hace que se desarrolle un voltaje adicional en la resistencia R1, que aumenta el voltaje en ese nodo debido al diodo D1.
Bien, continuando, esto significa que el voltaje en D2 sería mayor que 0.6V, ya que el cátodo ("lado de la línea") del diodo está actualmente a 0V. Si el voltaje directo del diodo es de 0.6 V, entonces tenemos un voltaje adicional (igual a I * R1) que causaría que el diodo D2 se encienda, lo que significaría que el diodo presentaría una resistencia muy baja en comparación con R1, que significa que la corriente fluiría a través del diodo D2, también.
Por lo tanto, nuestra suposición inicial de que la corriente fluye solo hacia abajo a través de R1 debe ser incorrecta; en cambio, la corriente también debe fluir a través de D2 y luego a través de R2. Tenga en cuenta que la corriente que fluye a través de D2 está limitada por la resistencia de 10K R2, por lo que, de hecho, será pequeña en comparación con la corriente que fluye a través de R1 (de hecho, en un factor de aproximadamente 1/10). Pero independientemente de la cantidad de corriente que fluye, el voltaje de salida aún "sigue" efectivamente al voltaje en C, D2, R1, simplemente disminuido en una caída de un diodo (0.6 V). EDITAR: excepto, por supuesto, para los cambios de entrada negativos, en cuyo caso D2 se bloquea. Pero creo que esa parte ya está entendida.
Eso salió bastante largo. Espero que haya quedado claro. Es difícil hablar de circuitos sin una pizarra o algo para dibujar en ...
EDITAR: Volví a leer tu comentario y mencionaste una entrada de onda cuadrada. En el caso de la onda cuadrada, el voltaje en C, D2, R1 no se verá como una onda cuadrada. Se verá como una serie de picos positivos y negativos. Esto se debe a la acción diferenciadora del condensador. La señal de onda cuadrada es "constante en el corto plazo". Simplemente cambia la polaridad periódicamente. Es durante esos tiempos de conmutación que aparecerá una señal en el nodo C, D2, R1, porque solo durante la conmutación es $ \ frac {dV} {dt} $ distinto de cero. Esto es todo asumiendo varias "idealidades" que no voy a enumerar en este momento, para mantenerlo simple. Es más fácil pensar si la señal de entrada era una onda sinusoidal (más fácil para mí, de todos modos).
Yo diría que tu confusión está justificada. Cuando la señal de entrada es constante o varía cerca del suelo o por encima, D1 tiene polarización directa, por lo que está a 0,6 V. Sin embargo, si la señal de entrada aumenta de forma masiva hacia abajo, de manera que la tensión entre C y R1 es inferior a -5 V, D1 tendrá polarización inversa, por lo que actuará como un circuito abierto.
Para picos negativos grandes, R1 y R3 actúan como un divisor de voltaje. Con un pico suficientemente grande, el voltaje en D1 podría ser un voltaje negativo tan grande como desee (hasta que R1 y / o R3 se quemen o C explote).
Por supuesto, supongo que el punto del circuito es manejar pequeñas señales positivas, por lo que en el funcionamiento normal, simplemente supondría que el diodo estaba polarizado en forma directa y, por lo tanto, a 0,6 V.
El voltaje en D1 es 0.6V debido a la caída de voltaje directo del diodo ($ V_ {d} $). La caída de tensión directa de un diodo es casi constante, independientemente de la corriente que pase a través del diodo, por lo que tienen una característica muy pronunciada:
El Volt en D2 también es de aproximadamente 0.6V o 0.7V.
Este tipo de circuito se usa en detectores de amplitud que (suponiendo que los diodos sean adecuados) pueden funcionar con señales desde kilohertz hasta varios gigahertz. Proporcionan un voltaje de salida que es proporcional a la amplitud de la entrada.
Si conecta este circuito sin $ R_1 $, $ D_1 $ y $ R_3 $ obtendrá un detector con la propiedad agradable de que la corriente de salida es proporcional a cuadrado de la tensión de entrada . Esto significa que si conoce la resistencia de carga (que probablemente sea $ 50 \, \ Omega $) puede realizar una medición directa de la potencia con solo una escala lineal ($ P = {V ^ 2 \ sobre R}). Lamentablemente, esto solo es válido si la entrada es inferior a 0,6 V (o 0,3 V para diodos Schottky que se usan frecuentemente en dichos circuitos) y la corriente de salida es muy baja (consulte las características del diodo IV a continuación y las imágenes en este documento ).
(imagenpor
$ C $ es muy pequeño (100pF), por lo que puede tratarlo como un circuito abierto cuando se consideran voltajes de CC y como corto en altas frecuencias (funciona como una resistencia de $ 100 \, \ Omega $ a 15MHz). Esto significa que al agregar $ R_1 $, $ D_1 $ y $ R_3 $ se agregará un poco de voltaje polarizador (y corriente) al diodo $ D_2 $. $ R_3 $ y $ D_1 $ forman un llamado regulador de voltaje de derivación. Debido a las características altamente no lineales del diodo, su voltaje de salida es en gran medida independiente tanto del voltaje de alimentación como de la corriente a través de $ R_3 $ (dentro de algunos límites).
La salida de este regulador se alimenta a través de $ R_1 $ (un pequeño inductor sería aún mejor aquí) para que la corriente fluya a través de $ D_2 $. Esto (gracias a $ C $) cambia el voltaje de entrada promedio y eso resulta en un cambio en las condiciones de operación de $ D_2 $. A voltajes más altos, un diodo permite que fluya más corriente. Además, la tasa de cambio de la corriente con el voltaje aplicado es mayor (recordar las características). Esto mejora la sensibilidad y facilita la medición gracias a la mayor corriente de salida general.
Podría hacer esto con un divisor resistivo normal, pero esto haría que el circuito fuera sensible a la temperatura y la variación de los parámetros del diodo. OTOH haciendo que $ D_1 $ y $ D_2 $ sea lo mismo (de hecho, dos diodos hechos de un dado de silicona son los mejores) hará que la salida del regulador de derivación siga los cambios en las características de $ D_2 $ (debido a la temperatura, humedad o otras cosas) protegiéndote de la polarización excesiva o insuficiente.
R3 y D1 forman un divisor de voltaje con 0.6V en el punto medio. El 0.6V viene dado por el voltaje directo del diodo y R3 está ahí para limitar la corriente a través del diodo. Esta tensión se aplica luego a través de la resistencia R1 entre C y D2 como tensión de polarización para garantizar que D2 se mantendrá siempre abierta, dado que la tensión de entrada es menor que la polarización.