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Circuitos recortadores de ondas

Circuitos recortadores de ondas
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Forma de onda de entrada y salida de un circuito recortador.

Circuitos recortadores de onda. Tipos de circuitos que se encargan de recortar una porción de una señal alternante. También puede ser la de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo caso estos circuitos son también reconocidos como circuitos limitadores.

Principio de funcionamiento

Figura I.

Estos tipos de circuitos utilizan dispositivos de una o más uniones PN como elementos de conmutación.Se diseñan con el objetivo de recortar o eliminar una parte de la señal que se le introduce en sus terminales de entrada y permita que pase el resto de la forma de onda sin distorsión o con la menor distorsión posible. Para realizar esta función de recortar, los recortadores hacen uso de la variación brusca que experimenta la impedancia entre los terminales de los diodos y transistores al pasar de un estado a otro, de ahí que sean los elementos básicos en dichos circuitos. Un ejemplo de formas de ondas obtenidas con un recortador de tipo serie se muestra en la figura I.



Tipos de recortadores

Recortadores de diodos

  • Recortador de diodo paralelo
Figura II.

En la figura II. se muestra el circuito y la forma de onda obtenida a la salida del mismo. Como se observa la señal de entrada es una señal sinusoidal y el circuito cuenta con una resistencia, un diodo en serie con una fuente polarizado en inversa y una R de carga. Cuando el voltaje de la fuente se hace mayor que la suma del voltaje de la fuente y el voltaje umbral de conducción del diodo, el diodo se polariza en directa y obtenemos la forma de onda mostrada.

Figura III.

Si invertimos el sentido del diodo como muestra la figura III. podemos obtener formas de ondas como la mostrada en esta figura. A este tipo de circuito se le llama recortador por debajo.

  • Recortador de diodo serie
Figura IV.

Al igual que podemos recortar una señal con los circuitos antes mencionados, en los que el diodo se encontraba en la rama paralelo,también podemos obtener resultados análogos si el diodo se encontrara en la rama serie. Si consideramos el circuito de la figura IV., resulta evidente que en valores de voltaje de entrada mayores que (VR-V), el diodo está polarizado a la inversa, por lo tanto, no permite que la señal a la entrada pase a la salida, es decir, recorta la señal de entrada al valor (VR-V). Los voltajes VR y V se restan porque VR está conectado con el terminal positivo hacia el ánodo, o sea, favoreciendo la conducción. En valores de voltaje a la entrada menores que (VR-V)el diodo conduce y a la salida se obtendrá la misma señal que a la entrada. La forma de onda obtenida es similar a la de la figura II.

Como en el caso de los recortadores paralelos, en los serie podemos invertir la posición del diodo y obtener un circuito como el de la figura V. Este circuito recortará de tal forma que si a la entrada introducimos una señal sinusoidal, a la salida obtendremos una forma de onda como la mostrada en la figura III.


  • Doble recortador de diodos

En los recortadores analizados hasta ahora solo se recorta a un solo nivel determinado por la fuente VR que puede ser ajustable. No obstante, en muchas aplicaciones prácticas resulta de interés poder recortar la señal a 2 niveles distintos que puedan ser ajustados a voluntad, e independientemente. En tales ocasiones se utilizan dobles recortadores de diodo que constan de 2 recortadores como los ya analizados, por lo tanto, podemos considerar 4 configuraciones de dobles recortadores que en lo sustancial son capaces de realizar la misma función, pero con las diferencias que observamos en cuanto a la posición del diodo.

En efecto, podemos considerar los recortadores serie-paralelo, paralelo-serie, serie-serie y paralelo-paralelo. El funcionamiento y análisis general de cualquiera de estas configuraciones es idéntico al de los recortadores simples. A modo de ejemplo solo se describirá con brevedad a la configuración paralelo-paralelo por ser una de las más utilizada.La figura VI. muestra esta configuración con sus respectivas señales de entra-salida.


En el circuito mostrado disponemos de 2 diodos con sus 2 fuentes correspondientes. Si consideramos que introducimos una señal sinusoidal como muestra la figura en el semiciclo positivo recortaría la onda el diodo cuyo cátodo está al positivo de la fuente, limitando la onda al valor de (VR+0,7) o sea, el voltaje de la fuente más el voltaje del caída del diodo. Cuando nos encontramos en el semiciclo negativo entraría a recortar la señal el diodo cuyo ánodo está al negativo de la fuente, al sobre pasar (VR-0,7) el valor de voltaje de la señal de entrada, tal como se muestra.


Fuente

  • RODRIGUEZ P. ARMANDO, Fundamentos de circuitos de pulsos, Editorial Científico-Técnica, La Habana,1988.