#05 دوائر القص البسيطة على التوالي — القص الموجب والسالب

تجد أدناه جميع الأسطر المكتوبة في الدفتر مع النص الكامل للشرح الصوتي.

1. 1. طريقة تحليل دائرة القص

   

   دائرة القص تزيل جزءا من شكل الموجة.

   الديود مفتاح تلقائي: انحياز أمامي ← يعمل، انحياز عكسي ← مطفأ.

   في القص على التوالي يكون D في مسار تيار الحمل.

   ١) اختر نصف الدورة: v_i > 0 أم v_i < 0.

   ٢) حدّد هل D يعمل أم هو مطفأ.

   ٣) الديود المثالي: يعمل ← قصر، مطفأ ← دائرة مفتوحة.

   ثم احسب v_o على R وقارن اتجاهي الديود.

   نص الشرح الصوتي

   أهلا بكم من جديد. بعد المقومات، نبدأ تطبيقا آخر للديود: دوائر القص. دائرة القص تزيل جزءا من شكل الموجة وتترك الجزء الآخر. الفكرة كلها أن الديود يعمل كمفتاح تلقائي. إذا كان في انحياز أمامي فهو يعمل، ويسمح بمرور التيار. وإذا كان في انحياز عكسي فهو مطفأ، ويصبح الفرع كأنه مفتوح. في هذا الدرس نستخدم أبسط نوع: دائرة قص على التوالي. على التوالي يعني أن الديود موضوع في نفس مسار مقاومة الحمل. طريقة التحليل ثابتة. أولا نختار نصف الدورة: هل v i موجب أم سالب؟ ثانيا نحدد هل الديود يعمل أم لا. ثالثا نستبدل الديود المثالي بقصر إذا كان يعمل، أو بدائرة مفتوحة إذا كان مطفأ. بعد ذلك نحسب جهد الخرج v o على المقاومة. سنقارن اتجاهين للديود: دائرة القص الموجبة على التوالي، ودائرة القص السالبة على التوالي.

2. 2. دائرة القص الموجبة

   

   دائرة القص الموجبة على التوالي

   قاعدة التسمية: تقص نصف الدورة الموجب.

   v_i > 0 ← D مطفأ ← مسار التوالي مفتوح

   i = 0 ← v_o = iR = 0 V

   v_i < 0 ← D يعمل كقصر مثالي ← v_o = v_i

   يمر النصف السالب، ويُقص النصف الموجب.

   نص الشرح الصوتي

   هذه هي الحالة الأولى: دائرة القص الموجبة البسيطة على التوالي. الاسم قد يبدو معكوسا في البداية، لذلك احفظ القاعدة: دائرة القص الموجبة تقص نصف الدورة الموجب. انظر إلى اتجاه الديود. عندما يكون الدخل v i موجبا، يكون الديود في انحياز عكسي. إذن هو مطفأ، ومسار التوالي مفتوح. لذلك يكون التيار صفرا. وإذا كان i يساوي صفرا، فإن جهد المقاومة هو v o يساوي i مضروبة في R، أي صفر فولت. إذن نصف الدورة الموجب لا يظهر عند الخرج. الآن نعكس الدخل. عندما يكون v i سالبا، يصبح الديود في انحياز أمامي. يعمل الديود ويتصرف كقصر مثالي. تصبح المقاومة موصولة بالمصدر، ولذلك يتبع الخرج نصف الدورة السالب. في نموذج الديود المثالي، v o يساوي v i أثناء نصف الدورة السالب. إذن هذه الدائرة تمرر النصف السالب، وتقص النصف الموجب إلى الصفر.

3. 3. شكل موجة القص الموجب

   

   المتقطع: الدخل v_i · المتصل: الخرج v_o

   v_i > 0 ← D مطفأ ← v_o = 0

   v_i < 0 ← D يعمل ← v_o = v_i

   القاعدة المثالية: v_o = 0 عندما v_i > 0

   القاعدة المثالية: v_o = v_i عندما v_i < 0

   يتغير الديود المثالي فوريا عند v_i = 0.

   ديود السيليكون يزحزح الانتقال بنحو 0.7 V.

   مستوى القص المثالي البسيط: 0 V

   نص الشرح الصوتي

   شكل الموجة يوضح النتيجة مباشرة. المنحنى المتقطع هو الدخل. في الأجزاء الموجبة من الموجة الجيبية يكون الديود مطفأ، لذلك يساوي الخرج صفرا. وفي الأجزاء السالبة يكون الديود عاملا، لذلك ينسخ الخرج الدخل. نكتب القاعدة المثالية هكذا: عندما يكون v i أكبر من صفر، يكون v o مساويا للصفر. وعندما يكون v i أصغر من صفر، يكون v o مساويا ل v i. عند نقاط العبور من الصفر يتغير نموذج الديود المثالي فورا. في الديود السيليكوني الحقيقي لا يكون الانتقال حادا تماما، ويوجد هبوط أمامي تقريبا صفر نقطة سبعة فولت. لكن في النموذج المثالي البسيط، مستوى القص هو صفر فولت بالضبط.

4. 4. دائرة القص السالبة

   

   اعكس اتجاه الديود.

   v_i > 0 ← D يعمل ← v_o = v_i

   v_i < 0 ← D مطفأ ← i = 0 ← v_o = 0

   يُزال نصف الدورة السالب.

   يمر النصف الموجب، ويُقص النصف السالب.

   نص الشرح الصوتي

   الآن نعكس اتجاه الديود. نحصل على الحالة الثانية: دائرة القص السالبة البسيطة على التوالي. الدائرة هي نفسها تقريبا، لكن اتجاه الديود معكوس. عندما يكون v i موجبا، يكون الديود في انحياز أمامي. يعمل الديود، ويتصل المصدر بالمقاومة، فيتبع الخرج نصف الدورة الموجب. إذن عندما يكون v i أكبر من صفر، v o يساوي v i. وعندما يصبح v i سالبا، يدخل الديود في انحياز عكسي. ينطفئ الديود، ويفتح مسار التوالي. يصبح التيار صفرا، وبالتالي v o يساوي i مضروبة في R، أي صفر فولت. إذن نصف الدورة السالب تمت إزالته. هذه هي قاعدة التسمية مرة أخرى: دائرة القص السالبة تقص نصف الدورة السالب، وتمرر نصف الدورة الموجب.

5. 5. مقارنة الدائرتين

   

   الدائرة نفسها واتجاه الديود معاكس

   القص الموجب: يحجب الموجب ويمرر السالب.

   القص السالب: يحجب السالب ويمرر الموجب.

   يبقى D وR وموضع قياس الخرج كما هو.

   لا تحفظ الرسم؛ حدّد نصف الدورة الذي يجعل D في انحياز أمامي.

   نصف الدورة الأمامي ← مسار التوالي يمرر التيار.

   النصف الآخر ← D مطفأ ← i = 0 ← v_o = 0 V.

   نص الشرح الصوتي

   عندما نضع الدائرتين جنبا إلى جنب، يظهر النمط بوضوح. في دائرة القص الموجبة على التوالي، النصف الموجب محجوب، والنصف السالب يمر. في دائرة القص السالبة على التوالي، النصف السالب محجوب، والنصف الموجب يمر. الفرق الوحيد هو اتجاه الديود. كل شيء آخر كما هو: ديود واحد، مقاومة واحدة، والخرج يقاس على المقاومة. وهذه طريقة مفيدة لتحليل أي دائرة ديود مع شكل موجي. لا تحفظ الرسم فقط. اسأل أي نصف دورة يجعل الديود في انحياز أمامي. هذا النصف يمكنه المرور عبر مسار التوالي. أما النصف الآخر فيجعل الديود مطفأ، فيصبح التيار صفرا، ويصبح جهد الخرج على المقاومة صفرا. في دوائر القص البسيطة المثالية، مستوى القص هو صفر فولت.

6. 6. ملخص الطريقة

   

   دوائر القص البسيطة على التوالي

   يوضع D على التوالي مع مقاومة الحمل.

   D يعمل ← الحمل يرى المصدر ← يمر نصف الدورة المختار.

   D مطفأ ← المسار مفتوح ← i = 0 ← v_o = 0.

   القص الموجب: يقص الموجب ويمرر السالب.

   القص السالب: يقص السالب ويمرر الموجب.

   مستوى القص المثالي البسيط: 0 V

   التالي: نضيف مصدر DC لنقل مستوى القص.

   نص الشرح الصوتي

   لنلخص. دائرة القص تزيل جزءا من شكل الموجة. في دائرة القص على التوالي يكون الديود على نفس مسار مقاومة الحمل. إذا كان الديود عاملا، ترى المقاومة المصدر ويمر نصف الدورة المختار. وإذا كان الديود مطفأ، يكون المسار مفتوحا، والتيار صفرا، والخرج على المقاومة صفرا. دائرة القص الموجبة على التوالي تقص النصف الموجب وتمرر النصف السالب. ودائرة القص السالبة على التوالي تقص النصف السالب وتمرر النصف الموجب. هذه الدوائر تسمى بسيطة لأن مستوى القص هو صفر فولت. في الدرس القادم سنضيف مصدر تيار مستمر مع الديود. عندها نستطيع نقل مستوى القص إلى أعلى أو أسفل الصفر. أراكم في الدرس القادم.

الفيديو المصدر: أساسيات الإلكترونيات #05 | دوائر القص على التوالي: القص الموجب والقص السالب (5:42)