Яка роль діода D1 у цій схемі генератора рампи?

Схема нижче - це рамковий генератор, що використовується в комутованих джерелах живлення для генерації сигналу зубчастого пилу для компенсації, але я не дуже розумію, яка роль діода D1 у схемі ??

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Діод відповідає за швидке падіння пилообразователя.

Коли величина вхідної напруги велика, конденсатор (С1) заряджається через резистор і діод вимикається. Коли напруга на вході знову знизиться, діод вмикається і заряд тече від конденсатора до входу. Діод проводить набагато краще, ніж резистор, тому напруга конденсатора падає потрібно швидше. Якщо дістати діод, ви отримаєте трикутну хвилю. Тож можна сказати, що діод відрізає другу половину трикутника.

Як уже згадували інші, це не дасть тобі великої пилоподібної хвилі, але іноді це досить близько.

Більш досконалі зауваження: Структура RC технічно створює експоненціальний розпад, а не лінійний нахил. Але квадратна хвиля є високою лише для ~ 8,3us, а константа часу ланцюга RC становить ~ 15,2us. Підйом протягом першої половини одночасної постійної досить лінійний:

Квадратна хвиля - не найкраще джерело для цього. Те, що ви хочете, - це високий робочий імпульс циклу. Квадратна хвиля дасть вам довгу плоску частину після падіння краю:

Я припускаю, що вхід до схеми є прямокутною хвилею і що форми вихідної хвилі мають приблизно пилоподібний характер.

Сигнал пиляного зуба виглядає приблизно так: -

І ви не можете зробити розумний пилоподібний сигнал лише від резистора та конденсатора, оскільки швидкість заряду та швидкість розряду конденсатора рівні, і ви отримаєте хвилю трикутника «біля», як це:

Зауважте, що швидкість заряду та швидкість розряду однакові. Отже, для отримання пилоподібної хвилі потрібно розрядити конденсатор набагато швидше, ніж ви заряджаєте його, отже, коли вхідна хвиля знижується, конденсатор розряджається набагато швидше через діод.

Давайте спробуємо проаналізувати цю схему.

Ви не кажете, яка амплітуда або зміщення вашої квадратної хвилі. Припустимо, що у вас є однополярна квадратна хвиля від 0 до 10 вольт. Давайте також припустимо, що джерело напруги є ідеальним.

Припустимо наразі, що безпосередньо до t = 0 все було при 0 і що при t = 0 квадратна хвиля йде на 10 вольт.

кожен триває секунд або приблизно 8 мікросекунд.$\frac{1}{120\times10^3}$

Діод є зворотним ухилом, тому витрата струму в діоді незначний. Конденсатор починає заряджати через резистор струмом ампер.$\frac{10}{39*10^3}$

Якщо цей струм був постійним, то наприкінці першого піврічного циклу було б коломи заряду в конденсаторі. Це призведе до напруги вольт.$\frac{10}{39*10^3}\times\frac{1}{120*10^3} = \frac{V_\mathrm{peakin}}{4.68\times10^9}$$\frac{\frac{10}{4.68\times10^9}}{0.39\times10^{-9}} = \frac{10}{1.8252} \approx 5.47$

На практиці напруга буде нижчою, ніж ця, і підйом не буде лінійним, оскільки в міру збільшення напруги на конденсаторі струм заряду зменшиться. Враховуючи це, напруга на нашому конденсаторі насправді становить вольта.$10 \times (1 - e^{-\frac{\frac{1}{120\times10^3}}{39 * 10^3 \times 0.39 \times 10^-9 }}) \approx 4.22$

Тепер джерело перемикається на нуль. Тепер діод підлягає переходу в 4,22 вольта. Це призведе до великого прямого струму вперед.

Ми можемо моделювати сильно упереджений діод як джерело напруги послідовно з резистором. з рисунка 6 https://www.mouser.co.uk/datasheet/2/308/1N4148-1118184.pdf ми бачимо, що струм 200mA призводить до напруги близько 1,05 В, а струм 800mA призводить до напруга близько 1,45В. лінії через ці точки дає нам рівняння$V=0.67I+0.95$

Тож у нас діод дуже великий, це швидко розрядить конденсатор. Основне правило полягає в тому, що конденсатор майже повністю розряджається через 5 постійних констант. При ефективному опорі близько 0,67 Ом наша константа часу становить 0,26 наносекунд, тому протягом пари наносекунд конденсатор в основному розрядиться.

Однак діод не може розрядити конденсатор до нуля, оскільки струм швидко падатиме, коли напруга падає через 0,7 вольт або близько того. В цей момент у нас просто буде повільний розряд від резистора.

Таким чином, у нас є дещо нелінійний підйом, з подальшим дуже швидким зниженням до 0,7 вольт або приблизно таким чином, викликаним діодом, а потім поступовим випаданням до наступного імпульсу. Іншими словами, ми маємо грубе наближення пилоподібної хвилі.