محدودیت های فعال و مدارهای کلیپ سازی بلوک های ساختمانی بنیادی در الکترونیک آنالوگ هستند، ارائه حفاظت از سیگنال ضروری و شکل موج برای اجزای حساس پایین جریان.با استفاده از تقویت کننده های عملیاتی (موپ)، طراحان می توانند به رفتار دقیق، قابل تنظیم و محدود کننده تکراری که دیودهای منفعل به تنهایی نمی توانند ارائه دهند، این راهنمای گسترش یافته، تئوری، طراحی، انتخاب، و تجارت عملی در ایجاد مدارهای قوی و محدود کننده سیگنال های پشتیبانی فعال را پوشش می دهد.

درک محدودیت های فعال و مدارهای Clipping

یک محدود کننده فعال یک مدار است که دامنه سیگنال ورودی را به محدوده پیش تعریف شده محدود می کند، به طور معمول برای محافظت از ورودی های ADC، مراحل تقویت کننده یا پین های میکروکنترل کننده از Overvoltage، بر خلاف محدود کردن غیرفعال ساده با استفاده از دیودهای زوم کننده یا تقسیم کننده مقاومت، محدودیت های فعال شامل یک آمپر عمل می شوند تا دقیقاً آستانه های کنترل شده با کمترین بارگذاری بر منبع سیگنال را فراهم کنند.

مدارهای Clipping یک زیرمجموعه از محدودیت ها هستند که عمداً "clip" شکل موج را هنگامی که از آستانه ولتاژ تجاوز می کند، اغلب در جلوه های صوتی، نسل موج و سیستم های ارتباطی برای شکل دادن سیگنال ها استفاده می شود. تفاوت کلیدی در قصد است: محدودیت ها هدف حفظ سیگنال در حالی که سرکوب گشت و گذار شدید، در حالی که مدارهای کلیپ سازی عمداً به طور عمد شکل موج بالاتر برای اهداف هنری یا عملکردی را تحریف می کنند.

اصول طراحی محدودیت های مبتنی بر AMP

مکانیسم اصلی در یک محدود کننده مبتنی بر آمپر یک حلقه بازخورد است که سیگنال ورودی را در برابر یک یا چند ولتاژ مرجع مقایسه می کند، هنگامی که ورودی از مرجع فراتر می رود، دیود به جلو تبدیل می شود، تغییر مسیر بازخورد و مجبور کردن خروجی آمپر به یک سطح کنترل شده است. این اقدام بازخورد منفی تضمین می کند که گیره صاف و دقیق است، بر خلاف گیره های منفعل که از حساسیت به جلو و حرکت می کنند.

استاندارد Active Limiter Topology

در این میان، دو گروه از منابع و دو گروه از منابع و دو گروه از منابع و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و مقررات و آیات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات و روایات

محدودیت دقیق با بازخورد AMP

افت دیود (12340.6 V برای سیلیکون) یک آستانه را معرفی می کند تا این خطا را از بین ببرد، طراحان اغلب از پیکربندی “super دیود” استفاده می کنند که در آن دیود داخل حلقه بازخورد بازیابی است، این به طور موثر افت پیش رو را لغو می کند، و آستانه های محدود کننده را که ولتاژ مرجع را با دقت زیر ولتاژ دنبال می کنند، برای برنامه های مورد نیاز به فوق العاده دقیق، با استفاده از ریل های بازیابی سریع تر و پیش رو برای بازیابی سریع تر و پیش رو، استفاده از آن، و سرعت پایین تر از آن استفاده می کنند.

طراحی معادلات و انتخاب قطعات

برای یک محدود کننده دو-dio، ولتاژ های گیره تقریباً عبارتند از:

  • [[ویرایش] [[[ویرایش] [[۱]] [۱۰] [۱۰] [۱]] [[۱۰]] [[۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]
  • [در این باره] [[[[ویرایش]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]] [[[ویرایش]] [[[[ویرایش]] [[[ویرایش] [۱۰] [۱۰] [۳]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]

در جایی که [FLT3] [FLT3] ولتاژ پیش رو دیود است، برای دستیابی به آستانه دقیق، انتخاب ولتاژ مرجع از یک مرجع کم تقسیم پایین (به عنوان مثال، سری REF19x از دستگاه های آنالوگ) و یا مقاومت در برابر تقسیم بندی از دستگاه های ارائه شده (FPA) باید به اندازه کافی از نرخ ورودی (شکل 1 = 0) و اندازه کافی استفاده کنند.

طراحی یک مدار Clipping با AMPs

مدارهای Clipping عمدا غیر خطی هستند و اغلب برای شبیه سازی اشباع لوله، محافظت از گیرنده ها از انفجار های ترانسی، یا تولید امواج مربع از امواج سینوس استفاده می شود.این آمپر به دست آوردن و کنترل دقیق بر روی زانو کلیپینگ کمک می کند.

Sdaptive vs. Asynchronous Clipping

کلیپ های متقارن از آستانه های مثبت و منفی برابر برای تولید حتی هارمونیک ها استفاده می کنند، که در پدال های اثر فازی رایج است. کلیپ نامتقارن ( آستانه های مختلف) ایجاد می کند و حتی هارمونیک برای یک پالت داخلی غنی تر است: جایگزین دو ولتاژ مرجع با ارزش های جداگانه، یا استفاده از یک تقسیم کننده قوی برای تنظیم هر آستانه به طور مستقل.

نرم در مقابل، Hard Clipping

کلیپ های سخت گوشه های تیز را در شکل موج ایجاد می کند، آسیب پذیری های فرکانس بالا را ایجاد می کند که می تواند باعث ایجاد یک رابط در سیستم های دیجیتال شود. Soft کلیپپینگ به تدریج موج را در نزدیکی آستانه دور می کند، یک تحریف موسیقی گرم تر، بیشتر را برای پیاده سازی کلیپ های نرم، جایگزین دیود با یک ترانزیستور متصل به دیود یا یک منبع در بازخورد مسیر، یا اضافه کردن یک سری مقاومت کوچک در برابر مقدار انتقال.

نمونه ی عملی Clipping

یک مدار برش کلاسیک از دو دیود پشتیبان به پشتیبان در حلقه بازخورد استفاده می کند. Zeners خروجی را به ±V Z + 0.7 + 0.7 V. برای برنامه های کم ولتاژ (به عنوان مثال، ±3.3 V)، از دیود Schotky با یک سری 1 در برابر نرم افزار 10 برای تنظیم کننده های k استفاده می کند.

بررسی های عملی و برنامه های کاربردی

حرکت از تئوری به مدارهای تولیدی قابل اعتماد نیازمند توجه به چندین عامل انگلی و زیست محیطی است. تشخیص این موارد می تواند منجر به نوسان، کاهش پهنای باند یا شکست در شرایط شدید شود.

محدودیت های باند و اسلوو

هر آمپر یک نرخ انتقال محدود (SR) و محصول پهنای باند (GBP) برای یک سیگنال صوتی 20 کیلوهرتز با 10 نوسان، حداقل SR 1.26 V /μs برای جلوگیری از تحریف ناشی از تقسیم شده لازم است. برای گذرا سریع (به عنوان مثال، پالس های ESD)، یک آمپر نرم با SR > 100 V /μs را انتخاب کنید تا حداقل 10 برابر دقیق باشد.

منابع برق

نوسانات خروجی اپ آمپر توسط ریل های عرضه آن محدود است.برای یک منبع ±15 V، خروجی تنها می تواند به ±13 V نوسان کند. اطمینان حاصل کنید که ولتاژ مرجع در محدوده ورودی مشترک قرار دارد و خروجی op آمپر می تواند دیودهای گیره را به اجرا در برساند.

حفاظت در برابر Overvoltage و Transients

حتی بهترین محدود کننده آمپر نمی تواند بیش از حد دوام بیاورد اگر ورودی از حداکثر امتیاز مطلق تجاوز کند. دیودهای بیرونی Schottky را از ورودی های آمپر به ریل های عرضه برای جلوگیری از غارت یا آسیب رساندن به برنامه های صنعتی اضافه کنید، شامل یک سری مقاومت (1Ω به 10 kΩ) قبل از اینکه آمپر ورودی برای محدود کردن شرایط گسل فعلی.

ثبات حرارتی و بلند مدت

ولتاژ رو به جلو در حدود 2 mV / °C در طرح های دما بحرانی، استفاده از ترانزیستورها متصل به دیود (به عنوان مثال، 2N3904) پیکربندی شده به عنوان مرجع درجه حرارت - تزریق شده، یا استفاده از یک ولتاژ اختصاص داده شده درجه حرارت اختصاص داده شده IC. آمپر ولتاژ افست (معمولا 5μV / ° C برای انواع دقیق) همچنین می تواند آستانه موثر را تغییر دهد.

نکات طراحی کاربردی – Specific Design

  • Audio محافظت از سیگنال: استفاده از یک آمپر سریع سر و صدا (TL072 یا NE5532) با کلیپ های نرم برای جلوگیری از تحریف شدید در حالی که محافظت از ورودی های تقویت کننده از ترانسفرید.
  • ورودی ورودی بیش از حد حمایت از ولتاژ: تنظیم آستانه های گیره 100 mV بالا و پایین محدوده کامل ADC برای جلوگیری از کلیپ در حالی که اطمینان از حفاظت استفاده از یک بافر وحدت قبل از ADC با یک محدود کننده دقت.
  • محدودیت های گیرنده ارتباط: [FLT 1] برای مدارهای RF و فرکانس متوسط (IF)، یک آمپر را با پهنای باند گسترده (>100 مگاهرتز) مانند OPA847 انتخاب کنید تا از محدود کردن گیرنده جلوگیری شود.
  • ]Waveform Generation: [ یک داخله را با یک مدار کلیپ ترکیب کنید تا مبدل های مثلث به داخل را ایجاد کنید.

شبیه سازی و آزمایش

قبل از نمونه سازی، شبیه سازی مدار با استفاده از SPICE با مدل های دیود واقع گرایانه (به عنوان مثال، 1N4148 یا BAT54) اطمینان حاصل کنید که پاسخ گذرا نشان دهنده بیش از حد عیب یابی یا زنگ زمانی که سیگنال از آستانه عبور می کند، استفاده از یک oscilloscopeoscopeoscopeoscopeoscope با پهنای باند کافی (100 مگاهرتز) برای مشاهده لبه های موج برش زده شده با دقت چند متری.

منابع خارجی برای خواندن بیشتر

خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه خلاصه

طراحی محدودیت های فعال و مدارهای کلیپ سازی با تقویت کننده های عملیاتی ارائه می دهد مهندسان یک روش قدرتمند برای محافظت از الکترونیک حساس، سیگنال های وضعیت و ایجاد اثرات تحریف عمدی.با دقت انتخاب آمپر، دیود، ولتاژ مرجع، و شبکه بازخورد، طراحان می توانند به آستانه دقیق با حداقل تخریب سیگنال، پهنای باند، سرعت، محدودیت های منبع، و اثرات حرارتی تضمین مدار قابل اعتماد در سراسر ابزار جذب و سیستم های ارتباطی، و محدودیت های صوتی، و یا محدودیت های صوتی، حفظ اطلاعات ضروری، و یا محدودیت های صوتی، حفظ می کنند.