高等学校工業 電子回路/波形整形回路

クリッパ回路

図のように、入力された電圧を、ある一定電圧で切り取って、残りの部分を出力する回路のことをクリッパという。

クリッパのうち、波形の上の部分を切り取って、残りを出力する回路をピーククリッパという。

いっぽう、クリッパのうち、波形の底の部分を切り取って、残りを出力する回路をベースクリッパという。

また、回路の構成として直列型と並列型がある。 ここでは、直列型のクリッパ回路に絞って説明することとする。

直列型のクリッパ回路

図に、直列型のクリッパ回路を示す。なおここで、ダイオードのアノード側の測定点をaカソードと抵抗の接続点をb、抵抗と電源の間に点cを取り、また点aに対応する接続点を点dとする。 また、抵抗Rにかかる電圧をV_Rとし、電源の電圧（基準電圧）をV₀とする。更に、ここでV_in=E , V_out=V=V_R + V₀で表すこととする。

なお、以降ベースクリッパ回路の場合について記載するが、ピーククリッパ回路は、単に、上図のダイオードのアノードとカソードを入れ替えた物であるため、原理は同様である。

E > V₀の時

仮に入力電圧Eを10V、基準電圧V₀を5Vとする場合、上図のaは10V,cは5Vとなるため、ダイオードには順方向に電圧がかかる。 この時、ダイオードは導通状態となる。 従って、入力電圧が基準電圧よりも大きいとき、基準電圧以上の電圧が出力されることになる。

E < V₀の時

では、仮に入力電圧を2V、基準電圧を5Vとした場合、上図のaは2V、cは5Vとなるため、ダイオードには逆方向の電圧がかかる。 この時、ダイオードは解放状態となる。 従って、出力電圧は5Vとなる。

クリッパ回路の出力波形

この回路の出力波形は下図のように基準電圧以上の電圧を出力する。

リミッタ

リミッタ回路とは図のように、ベースクリッパとピーククリッパを組み合わせた回路である。リミッタ回路は、入力波形の振幅を制限する機能をもつ。

スライサ

上図のような回路が、入力波形の一部をうすく切りとる（スライスする）ように機能するのでスライサ回路という。

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