டையோடு திருத்தம்: அரை அலை, முழு அலை, பி.ஐ.வி.

எலக்ட்ரானிக்ஸில், திருத்தம் என்பது ஒரு திருத்தி டையோடு ஒரு மாற்று முழு சுழற்சி ஏசி உள்ளீட்டு சமிக்ஞையை அரை சுழற்சி டிசி வெளியீட்டு சமிக்ஞையாக மாற்றுகிறது.

ஒரு ஒற்றை டையோடு அரை அலை திருத்தத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் 4 டையோட்களின் நெட்வொர்க் முழு அலை திருத்தத்தை உருவாக்குகிறது

இந்த இடுகையில், அரை அலை மற்றும் முழு அலை டையோடு திருத்தும் செயல்முறைகள் மற்றும் சைன் அலை மற்றும் சதுர அலை போன்ற நேர மாறுபடும் செயல்பாடுகளின் மூலம் பிற பண்புகளை பகுப்பாய்வு செய்வோம். பொருள், மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்கள் மூலம் அவற்றின் அளவு மற்றும் துருவமுனைப்பை நேரத்தை பொறுத்து மாற்றும்.

கணக்கீடுகளில் உள்ள சிக்கல்களைக் குறைக்க, இது சிலிக்கான் டையோடு அல்லது ஜெர்மானியம் என்பதை புறக்கணிப்பதன் மூலம் டையோடு ஒரு சிறந்த டையோடு என்று கருதுவோம். டையோடு நிலையான திருத்தும் திறன்களைக் கொண்ட ஒரு நிலையான திருத்தி டையோடு என்று கருதுவோம்.

அரை அலை திருத்தம்

ஒரு டையோடு பயன்படுத்தப்படும் நேர மாறுபடும் சமிக்ஞையைக் காட்டும் எளிய வரைபடம் பின்வரும் வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது:

இங்கே நாம் ஒரு ஏசி அலைவடிவத்தைக் காணலாம், அங்கு டி காலம் அலைவடிவத்தின் ஒரு முழு சுழற்சியைக் குறிக்கிறது, இது சராசரி மதிப்பு அல்லது பகுதிகளின் இயற்கணித தொகை அல்லது மைய அச்சுக்கு மேலேயும் கீழேயும் உள்ள கூம்புகள்.

இந்த வகை சுற்று, இதில் ஒரு ஒற்றை திருத்தி டையோடு நேரம் மாறுபடும் சைனூசாய்டல் ஏசி சிக்னல் உள்ளீட்டுடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது டி.சி வெளியீட்டை உருவாக்க உள்ளீட்டின் மதிப்பில் பாதி அரை அலை திருத்தி என்று அழைக்கப்படுகிறது . இந்த சுற்றுவட்டத்தில் டையோடு திருத்தி என குறிப்பிடப்படுகிறது.

ஏசி அலைவடிவத்தின் t = 0 → T / 2 க்கு இடையிலான காலகட்டத்தில், மின்னழுத்த vi இன் துருவமுனைப்பு கீழேயுள்ள வரைபடத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி திசையில் ஒரு 'அழுத்தத்தை' உருவாக்குகிறது. இது டையோடு குறியீட்டிற்கு மேலே சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி டையோடு ஆன் மற்றும் துருவமுனைப்புடன் செயல்பட அனுமதிக்கிறது.

டையோடு முழுமையாக இயங்குவதால், டையோடு ஒரு குறுகிய சுற்றுடன் மாற்றுவது, மேலே வலது பக்க படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி வெளியீட்டை உருவாக்கும்.

உருவாக்கப்பட்ட வெளியீடு அலைவடிவத்தின் மைய அச்சுக்கு மேலே பயன்படுத்தப்பட்ட உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் சரியான பிரதிபலிப்பாக தோன்றுகிறது என்பதில் சந்தேகமில்லை.

T / 2 → T காலகட்டத்தில், உள்ளீட்டு சமிக்ஞை vi இன் துருவமுனைப்பு எதிர்மறையாகிறது, இது டையோடு முடக்கப்படுவதற்கு காரணமாகிறது, இதன் விளைவாக டையோடு முனையங்களில் திறந்த சுற்று சமமாக இருக்கும். இதன் காரணமாக டி / 2 → டி காலகட்டத்தில் கட்டணம் டையோடு பாதையில் பாய முடியாது, இதனால் vo ஆகிறது:

vo = iR = 0R = 0 V (ஓம் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி). பதிலை பின்வரும் வரைபடத்தில் காட்சிப்படுத்தலாம்:

இந்த வரைபடத்தில், டையோடில் இருந்து டி.சி வெளியீடு Vo, அச்சுக்கு மேலே நிகர சராசரி நேர்மறை பகுதியை உருவாக்குகிறது, உள்ளீட்டு முழு சுழற்சிக்காக, இது சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படலாம்:

வி.டி.சி = 0.318 வி.எம் (அரை அலை)

டையோடு அரை-அலை திருத்தம் செயல்பாட்டின் போது உள்ளீட்டு vi மற்றும் வெளியீட்டு வோ மின்னழுத்தங்கள் பின்வரும் படத்தில் வழங்கப்படுகின்றன:

மேலே உள்ள வரைபடங்கள் மற்றும் விளக்கத்திலிருந்து அரை-அலை திருத்தம் ஒரு செயல்முறையாக நாம் வரையறுக்க முடியும், இதில் உள்ளீட்டு சுழற்சியின் ஒரு பாதி அதன் வெளியீட்டில் டையோடு நீக்கப்படும்.

சிலிக்கான் டையோடு பயன்படுத்துதல்

ஒரு சிலிக்கான் டையோடு திருத்தி டையோடாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​இது VT = 0.7 V இன் முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி இது ஒரு முன்னோக்கி சார்பு பகுதியை உருவாக்குகிறது:

VT = 0.7 V என்பது டையோடு வெற்றிகரமாக இயங்குவதை உறுதிசெய்ய இப்போது உள்ளீட்டு சமிக்ஞை குறைந்தது 0.7 V ஆக இருக்க வேண்டும். உள்ளீடு VT 0.7 V க்கும் குறைவாக இருந்தால், டையோடு மாறத் தவறும் மற்றும் டையோடு அதன் திறந்த சுற்று பயன்முறையில் தொடர்ந்து இருக்கும், Vo = 0 V உடன்.

திருத்தும் செயல்பாட்டின் போது டையோடு நடத்தும்போது, ​​மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்கான நிலையான மின்னழுத்த அளவைக் கொண்ட டி.சி வெளியீட்டை இது உருவாக்குகிறது - இது மேலே விவாதிக்கப்பட்ட முன்னோக்கி வீழ்ச்சி 0.7 வி க்கு சமம். பின்வரும் சூத்திரத்துடன் இந்த நிலையான அளவை வெளிப்படுத்தலாம்:

vo = vi - VT

இது அச்சுக்கு மேலே உள்ள சராசரி வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தில் குறைப்பை உருவாக்குகிறது, இதனால் டையோடில் இருந்து சரிசெய்யப்பட்ட வெளியீட்டின் சிறிது நிகர குறைப்பு ஏற்படுகிறது.

மேலே உள்ள புள்ளிவிவரத்தைக் குறிப்பிடுகையில், VM (உச்ச சமிக்ஞை நிலை) VT ஐ விட போதுமானதாக இருப்பதைக் கருத்தில் கொண்டால், Vm >> VT போன்றவை, பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி டையோடிலிருந்து சராசரி DC வெளியீட்டு மதிப்பை மிகத் துல்லியமாக மதிப்பீடு செய்யலாம்.

வி.டி.சி ≅ 0.318 (வி.எம் - வி.டி)

இன்னும் துல்லியமாக, உள்ளீட்டு ஏசி உச்சமானது டையோட்டின் விடி (ஃபார்வர்ட் டிராப்) ஐ விட போதுமானதாக இருந்தால், டையோடில் இருந்து சரிசெய்யப்பட்ட டிசி வெளியீட்டை மதிப்பிடுவதற்கு முந்தைய சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தலாம்:

வி.டி.சி = 0.318 வி.எம்

அரை பாலம் திருத்தி தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு

பிரச்சனை:

வெளியீட்டு வோவை மதிப்பிட்டு, கீழே காட்டப்பட்டுள்ள சுற்று வடிவமைப்பிற்கான வெளியீட்டின் டிசி அளவைக் கண்டறியவும்:

தீர்வு: மேலே உள்ள சுற்று நெட்வொர்க்கைப் பொறுத்தவரை, உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் எதிர்மறை பகுதிக்கு டையோடு இயங்கும், மேலும் பின்வரும் ஸ்கெட்சில் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி vo இருக்கும்.

உள்ளீட்டு ஏசி சுழற்சியின் முழு காலத்திற்கு, DC வெளியீடு பின்வருமாறு:

வி.டி.சி = 0.318 வி.எம் = - 0.318 (20 வி) = - 6.36 வி

எதிர்மறை அடையாளம் வெளியீட்டு டி.சியின் துருவமுனைப்பைக் குறிக்கிறது, இது சிக்கலின் கீழ் வரைபடத்தில் வழங்கப்பட்ட அடையாளத்திற்கு நேர்மாறானது.

சிக்கல் # 2: டையோடு சிலிக்கான் டையோடு என்று கருதி மேற்கண்ட சிக்கலை தீர்க்கவும்.

சிலிக்கான் டையோடு இருந்தால், வெளியீட்டு அலைவடிவம் இப்படி இருக்கும்:

வெளியீட்டு டி.சி. கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி கணக்கிடப்படலாம்:

வி.டி.சி ≅ - 0.318 (வி.எம் - 0.7 வி) = - 0.318 (19.3 வி) ≅ - 6.14 வி

0.7 வி காரணி காரணமாக வெளியீட்டு டிசி மின்னழுத்தத்தின் வீழ்ச்சி 0.22 வி அல்லது சுமார் 3.5% ஆகும்

முழு அலை திருத்தம்

ஒரு ஏசி சைனூசாய்டல் சமிக்ஞை திருத்தத்திற்கான உள்ளீடாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​டிசி வெளியீட்டை முழு அலை சரிசெய்தல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி 100% நிலைக்கு மேம்படுத்தலாம்.

4-டையோடு பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதை அடைவதற்கு மிகவும் பிரபலமான மற்றும் எளிதான செயல்முறை ஆகும் பாலம் திருத்தி நெட்வொர்க் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

நேர்மறை உள்ளீட்டு சுழற்சி t = 0 முதல் T / 2 வரையிலான காலப்பகுதியில் முன்னேறும் போது, ​​டையோடு முழுவதும் உள்ளீட்டு ஏசி சிக்னலின் துருவமுனைப்பு மற்றும் டையோடில் இருந்து வெளியீடு கீழே குறிப்பிடப்படுகின்றன:

இங்கே, பாலத்தில் டையோடு நெட்வொர்க்கின் சிறப்பு ஏற்பாடு காரணமாக, டி 2, டி 3 நடத்தை, எதிர் டையோட்கள் டி 1, டி 4 தலைகீழ் பக்கச்சார்பாகவும், சுவிட்ச் ஆஃப் நிலையில் இருப்பதையும் நாம் காணலாம்.

இந்த திருத்தும் செயல்முறையிலிருந்து டி 2, டி 3 மூலம் உருவாக்கப்படும் நிகர வெளியீடு டிசி மேலே உள்ள வரைபடத்தில் காணப்படுகிறது. டையோட்கள் சிறந்ததாக இருக்கும் என்று நாம் கற்பனை செய்திருப்பதால், வெளியீடு vo = vin.

இப்போது, ​​இதேபோல் உள்ளீட்டு சமிக்ஞை டையோட்கள் டி 1, டி 4 நடத்தை மற்றும் டையோட்கள் டி 2, டி 3 ஆகியவற்றின் எதிர்மறை அரை சுழற்சிக்கு கீழே விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு OFF நிலைக்குச் செல்லுங்கள்:

பாலம் திருத்தியிலிருந்து வெளியீடு உள்ளீட்டு ஏசியின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அரை சுழற்சிகளை மைய அச்சுக்கு மேலே இரண்டு டிசி அரை சுழற்சிகளாக மாற்றியிருப்பதை நாம் தெளிவாகக் காணலாம்.

அச்சுக்கு மேலே உள்ள இந்த பகுதி இப்போது அரை அலை திருத்தத்திற்காக பெறப்பட்ட பகுதியை விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருப்பதால், பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட்டபடி, வெளியீட்டு டி.சி யும் இரண்டு மடங்கு அதிகரிக்கும்.

வி.டி.சி = 2 (0.318 வி.எம்)

அல்லது

வி.டி.சி = 0.636 வி.எம் (முழு அலை)

மேலே உள்ள படத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, இலட்சிய டையோடுக்கு பதிலாக ஒரு சிலிக்கான் டையோடு பயன்படுத்தப்பட்டால், கடத்தல் கோட்டின் மீது கிர்ச்சோஃப்பின் மின்னழுத்த சட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது பின்வரும் முடிவைக் கொடுக்கும்:

vi - VT - vo - VT = 0, மற்றும் vo = vi - 2VT,

எனவே, வெளியீட்டு மின்னழுத்த உச்சநிலை vo:

வோமேக்ஸ் = வி.எம் - 2 வி.டி

V >> 2VT சூழ்நிலையில், சராசரி மதிப்பை நியாயமான உயர் துல்லியத்துடன் பெற எங்கள் முந்தைய சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்:

வி.டி.சி ≅ - 0.636 (வி.எம் - 2 வி.டி),

மீண்டும், 2VT ஐ விட Vm கணிசமாக அதிகமாக இருந்தால், 2VT ஐ வெறுமனே புறக்கணிக்க முடியும், மேலும் சமன்பாட்டை இவ்வாறு தீர்க்க முடியும்:

வி.டி.சி ≅ - 0.636 (வி.எம்)

பி.ஐ.வி (உச்ச தலைகீழ் மின்னழுத்தம்)

உச்சநிலை தலைகீழ் மின்னழுத்தம் அல்லது (பி.ஐ.வி) மதிப்பீடு சில நேரங்களில் ஒரு டையோட்டின் உச்ச தலைகீழ் மின்னழுத்தம் (பி.ஆர்.வி) மதிப்பீடு என அழைக்கப்படுகிறது, இது திருத்தி சுற்றுகளை வடிவமைக்கும்போது ஒரு முக்கியமான அளவுருவாக மாறும்.

இது அடிப்படையில் டையோட்டின் தலைகீழ்-சார்பு மின்னழுத்த வரம்பாகும், இது மீறக்கூடாது, இல்லையெனில் டையோடு ஜீனர் பனிச்சரிவு பகுதி எனப்படும் பகுதிக்கு மாறுவதன் மூலம் முறிவு ஏற்படலாம்.

கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி கிர்ச்சோஃப்பின் மின்னழுத்த சட்டத்தை அரை அலை திருத்தி சுற்றுக்கு நாம் பயன்படுத்தினால், ஒரு டையோட்டின் பி.ஐ.வி மதிப்பீடு திருத்தி உள்ளீட்டிற்கு பயன்படுத்தப்படும் விநியோக உள்ளீட்டின் உச்ச மதிப்பை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும் என்பதை இது விளக்குகிறது.

ஒரு முழு பாலம் திருத்தியும், பி.ஐ.வி மதிப்பீட்டு கணக்கீடு அரை அலை திருத்தியைப் போன்றது, அதாவது:

PIV Vm, Vm என்பது பின்வரும் படத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி இணைக்கப்பட்ட சுமைக்கு பயன்படுத்தப்படும் மொத்த மின்னழுத்தமாகும்.

முழு பாலம் திருத்தி நெட்வொர்க்கிற்கான தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள்

பின்வரும் டையோடு நெட்வொர்க்கிற்கான வெளியீட்டு அலைவடிவத்தைத் தீர்மானித்தல், மேலும் வெளியீட்டு டி.சி நிலை மற்றும் பிணையத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு டையோடிற்கும் பாதுகாப்பான பி.ஐ.வி ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுங்கள்.

தீர்வு: நேர்மறை அரை சுழற்சிக்கு, சுற்று பின்வரும் வரைபடத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி செயல்படும்:

சிறந்த புரிதலுக்காக இதை பின்வரும் முறையில் மீண்டும் வரையலாம்:

இங்கே, vo = 1/2vi = 1/2Vi (அதிகபட்சம்) = 1/2 (10 V) = 5 V.

எதிர்மறை அரை சுழற்சிக்கு, டையோட்களின் கடத்தல் பாத்திரத்தை ஒன்றுக்கொன்று பரிமாறிக்கொள்ளலாம், இது கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி வெளியீட்டு வோவை உருவாக்கும்:

பாலத்தில் இரண்டு டையோட்கள் இல்லாததால் டி.சி வெளியீட்டில் அளவு குறைகிறது:

வி.டி.சி = 0.636 (5 வி) = 3.18 வி

அதே உள்ளீட்டைக் கொண்ட அரை பாலம் திருத்தியிலிருந்து நாம் பெற்றிருப்போம்.

பி.ஐ.வி ஆர் முழுவதும் உருவாக்கப்படும் அதிகபட்ச மின்னழுத்தத்திற்கு சமமாக இருக்கும், இது 5 வி, அல்லது அதே உள்ளீட்டுடன் சரிசெய்யப்பட்ட அரை அலைக்கு தேவையான பாதி.