(circuito recortador). Circuito mediante el cual se consigue la acción de recortar. || (Véase CUP).
Recortadores y fijadores (Clippers and Clampers)
Los diodos (diodes) tienen otras aplicaciones además de la
rectificación y la detección. Entre ellas están el recorte de una señal de entrada,
la limitación de ciertas partes de la señal y la estabilización de un nivel de corriente continua (direct current, dc) en una señal de entrada.
Recortadores (Clippers)
Los circuitos recortadores (clipper circuits) se utilizan
para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo
de algún nivel de referencia. Estos circuitos también reciben el nombre de limitadores (limiters), selectores de amplitud (amplitude selectors) o rebanadores (slicers).
Los circuitos rectificadores de la sección anterior utilizaban una acción recortadora
de nivel cero. Si se añade una batería en serie con el diodo, el circuito recortador
eliminará toda la señal que se encuentre por encima o por debajo del valor de la batería,
dependiendo de la orientación del diodo.
Para las formas de onda de salida mostradas en la figura 1, se supone inicialmente
que los diodos son ideales. Sin embargo, este análisis puede extenderse incorporando
dos parámetros adicionales del modelo real del diodo:
- La tensión de umbral (threshold voltage) $V_{\gamma}$,
que debe superarse antes de que el diodo conduzca.
- La resistencia directa (forward resistance) $R_f$,
que representa la resistencia interna cuando el diodo está en conducción.
El efecto de $V_{\gamma}$ es desplazar el nivel de recorte:
$$
V_{recorte}=V_B+V_{\gamma}
$$
La presencia de la resistencia $R_f$ modifica la característica del circuito,
generando un efecto de divisor de tensión.
Análisis del circuito
Cuando:
$$
v_i < V_B+V_{\gamma}
$$
la salida es:
$$
v_o=v_i
$$
Cuando:
$$
v_i > V_B+V_{\gamma}
$$
la salida resulta:
$$
v_o=v_i\frac{R_f}{R+R_f}+
(V_B+V_{\gamma})\frac{R}{R+R_f}
$$
Los recortes positivos (positive clipping) y los recortes negativos (negative clipping) pueden realizarse
simultáneamente utilizando dos diodos y dos fuentes de polarización orientadas
en sentido opuesto.
FIGURA 1: Circuitos recortadores típicos.
Recortador polarizado en paralelo (Biased Parallel Clipper)
Un circuito muy utilizado es el recortador polarizado en paralelo (biased parallel clipper). En este circuito, una fuente de
polarización establece el nivel a partir del cual comienza la conducción del diodo.
Mientras el diodo está en estado de bloqueo, la señal aparece normalmente en la salida.
Cuando la tensión de entrada supera el nivel de polarización, el diodo entra en
conducción y limita la amplitud de salida.
La forma de onda obtenida presenta una porción recortada, como se observa en el
análisis gráfico de la figura 1.
FIGURA 2: Forma de onda de salida del circuito recortador.
Recortador con doble polarización (Double-Biased Clipper)
Mediante la utilización de dos diodos y dos fuentes de polarización,
puede diseñarse un circuito capaz de limitar simultáneamente los niveles
positivos y negativos de una señal.
Este tipo de circuito es ampliamente utilizado en electrónica analógica (analog electronics), procesamiento de señales (signal processing) y sistemas de protección de entrada.
Los niveles de recorte quedan determinados por:
$$
V_{superior}=V_{B1}+V_{\gamma}
$$
$$
V_{inferior}=-(V_{B2}+V_{\gamma})
$$
De esta forma, la señal queda limitada dentro de una ventana de tensión previamente
establecida.
FIGURA 3: Recortador con polarización en paralelo.
Figura 4. Recortador con polarización en serie. |
