Dans les circuits électroniques, il est souvent nécessaire de contrôler la tension pour éviter que les signaux soient trop élevés ou trop faibles. On utilise alors un circuit écrêteur. Sa fonction est d'écrêter les parties inutiles d'un signal et de maintenir la forme d'onde dans une plage appropriée. Par exemple, un écrêteur positif supprime la moitié positive du signal, tandis qu'un écrêteur négatif supprime la moitié négative. Comprendre ces principes permet de concevoir des circuits plus stables.
Cet article vous expliquera ce qu'est un circuit d'écrêtage et, combiné à des schémas de circuits d'écrêtage clairs, présentera différents types de circuits d'écrêtage et leurs utilisations pratiques.
Qu'est-ce qu'un circuit Clipper ?
Un circuit écrêteur est un type de circuit utilisé pour « écrêter » les parties présentant des tensions excessivement élevées ou basses, sans modifier les autres parties du signal. Ce type de circuit utilise généralement des diodes pour contrôler la forme d'onde de sortie et est souvent utilisé dans le traitement du signal et la régulation de tension. Contrairement à un limiteur, un circuit écrêteur supprime complètement le signal dépassant directement la plage définie. Qu'est-ce qu'un écrêteur ? En termes simples, il s'agit d'un moyen simple de contrôler la tension afin de protéger les composants électroniques ou de normaliser les signaux.
Comment fonctionnent les circuits Clipper
Le circuit écrêteur est un type de circuit utilisé pour « écrêter » les composants présentant une tension excessivement élevée ou basse. Il utilise principalement des diodes, et parfois des tensions de polarisation, pour empêcher le signal de dépasser un niveau de tension défini, empêchant ainsi une tension trop élevée et affectant les circuits suivants.
Lorsqu'un signal entre dans le circuit, la diode du circuit d'écrêtage répond en fonction du sens de la tension :
• Si le sens de la tension rend la diode conductrice (polarisée en direct), le courant traverse la diode vers la terre ou la tension de polarisation, et cette partie du signal est « écrêtée ».
• Si le sens de la tension fait que la diode n'est pas conductrice (polarisée en inverse), le signal passe normalement et n'est pas écrêté.
En ajustant le sens de la diode et en réglant différentes tensions de polarisation, le circuit peut écrêter uniquement la moitié positive, la moitié négative ou les deux côtés du signal. Enfin, le circuit écrêteur supprime les signaux dépassant la plage autorisée, régularisant ainsi la forme d'onde de sortie, permettant ainsi de mettre en forme le signal, de limiter la tension ou de protéger les composants.
Types de circuits Clipper
Ensuite, examinons en profondeur plusieurs types courants de circuits d’écrêtage, notamment l’écrêtage positif, l’écrêtage négatif et l’écrêtage combiné.
1. Circuit de coupure positif
La fonction de l'écrêteur positif est de limiter la tension de la moitié positive du signal d'entrée, c'est-à-dire de la maintenir à un niveau de tension donné. Ce type de circuit est généralement réalisé par une connexion en série ou en parallèle d'une diode, et il en existe principalement trois formes courantes :
• Série Clipper positifUne diode et une résistance sont connectées en série. Lorsque le signal d'entrée est positif, la diode est polarisée en inverse et ne conduit pas, ce qui écrête cette partie du courant ; la tension positive est donc écrêtée.
• Clipper positif parallèle: La diode est connectée en parallèle avec la résistance. Lorsque le signal est positif et dépasse une certaine tension, la diode conduit et détourne la tension supplémentaire.
• Clipper positif biaisé: L'ajout d'une tension de polarisation CC au circuit peut faire démarrer l'écrêtage au-dessus ou en dessous de 0 V pour un contrôle plus précis.
Schéma du circuit de clippage positif :
Ce schéma de circuit d'écrêtage montre comment la diode bloque la tension positive. Il s'agit d'une configuration d'écrêtage série positive standard.
2. Circuit de coupure négatif
Un écrêteur négatif est un circuit utilisé pour « écrêter » la moitié négative de la tension d'entrée d'un signal. Son principe est similaire à celui d'un écrêteur positif. Les types courants sont :
• Clipper négatif en série: La diode est connectée en série avec la charge, mais dans le sens inverse de l'écrêteur positif série. Elle sert à bloquer la tension négative.
• Clipper négatif parallèle: Une diode est connectée en parallèle dans un circuit. Lorsque la tension est négative et inférieure à un certain niveau, la diode conduit et amène cette partie de la tension à la terre.
• Clipper négatif biaisé:Avec une tension de polarisation ajoutée, le clipper négatif peut commencer à écrêter en dessous de 0 V, ce qui rend la sortie plus facile à contrôler.
Schéma du circuit de clipper négatif :
Ce schéma de circuit d'écrêtage illustre comment la diode écrête la partie négative du signal en dessous d'un niveau défini. Il s'agit d'un modèle courant d'écrêtage série négatif.
3. Tondeuse combinée
Ce type de circuit peut couper simultanément les moitiés positive et négative du signal, combinant les fonctions de l'écrêteur positif et négatif.
• Tondeuse à double diode: Double diode Clipper : deux diodes en sens inverse sont utilisées. L'une coupe le pic positif, l'autre le pic négatif.
• Tondeuse combinée biaisée:En ajoutant une tension de polarisation sur la base d'une double diode, la plage de tension de l'écrêteur peut être contrôlée plus précisément et est souvent utilisée dans le traitement du signal et le réglage de la forme d'onde.
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Applications des tondeuses
L'application de clippers est devenue très courante dans divers systèmes électroniques, notamment dans les domaines suivants :
• Protection de tension: Empêche les composants électroniques d'être endommagés par une tension excessive, couramment utilisée dans les circuits d'alimentation.
• Conditionnement du signal:Utilisé dans les systèmes de communication pour limiter et façonner les signaux afin de répondre aux exigences de traitement.
• Mise en forme des formes d'onde:Génère des formes d'onde spécifiques, telles que des ondes carrées ou des impulsions, dans des générateurs de fonctions ou des circuits de contrôle de formes d'onde.
• Élimination du bruit: Supprime les pics de haute fréquence dans le traitement du signal audio ou analogique.
• Régulation de tension:Contrôle les niveaux de tension de sortie par écrêtage, garantissant que les circuits en aval fonctionnent dans des plages de tension sûres.
Conclusion
Qu'il s'agisse d'un écrêteur positif, d'un écrêteur négatif ou d'une combinaison d'écrêteurs positif et négatif, chaque type de circuit d'écrêteur a sa propre utilisation spécifique.
En apprenant différents schémas de circuits d'écrêtage, vous pourrez contrôler plus efficacement la tension du signal et améliorer la conception de votre circuit. Un circuit d'écrêtage à diodes adapté protège non seulement vos composants, mais améliore également la qualité du signal.
