Диод - рисовать выходной сигнал

Позвольте мне перерисовать вашу схему:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Так намного легче распознать. Диоды устроены таким образом, чтобы вызывать клиппирование в общем узле, совместно используемом$D_1$,$D_2$,$R_1$, и$C_1$-- а именно$V_a$.

На следующем «графике» синим цветом показано входное напряжение, а$V_a$напряжение узла красным цветом:

^{смоделируйте эту схему}

Обратите внимание, что оно следует за входным напряжением до тех пор, пока не откроется один или другой диод. В это время он остается при соответствующем напряжении батареи на другой стороне этого диода. Это означает, что положительный пик приходится на$+6\:\textrm{V}$и отрицательный пик находится в$-4\:\textrm{V}$. Это эффект отсечения в узле$V_a$.

Теперь в вашей проблеме отсутствует информация: начальное напряжение на конденсаторе. Но когда в проблеме об этом не говорится, тогда мы можем справедливо утверждать, что он не заряжен и имеет на себе ноль вольт.

Как следствие этого «предположения», для первого цикла только напряжение на другой (правой) стороне вашего конденсатора должно «следовать» кривой, показанной красным цветом выше. То есть, если на выходе не было диода. Но есть. Так что это еще одна проблема для рассмотрения.

Если вы изучите красную кривую выше и предположите, что на конденсаторе нет напряжения, то выход сможет следовать положительной части красной кривой, поскольку выходной диод смещен в обратном направлении.

Эта часть не похожа на приведенную вами кривую.

Однако на отрицательной части красной кривой диод смещен в прямом направлении и, следовательно, проводит ток. Это означает, что выход не может стать более отрицательным (в случае идеального диода), чем ноль вольт.

Эта часть больше похожа на приведенную вами кривую. (Хотя не совсем, как мы скоро увидим.)

Однако есть еще кое-что.

В то время как красная кривая достигает своего самого отрицательного пикового значения$-4\:\textrm{V}$, напряжение конденсатора полностью заряжено до этой разницы, поскольку диод проводит и удерживает выход на уровне нуля вольт.

Следовательно, сразу же в точке, где напряжение на красной кривой начинает подниматься обратно к нулю вольт, левая сторона конденсатора будет заряжена отрицательно (что было как раз при$-4\:\textrm{V}$, относительно его правой стороны (которая находилась как раз в$0\:\textrm{V}$.) Так как красная кривая движется обратно вверх на этом последнем отрезке, напряжение на конденсаторе будет увеличиваться. Из-за полярности конденсатора это добавит$+4\:\textrm{V}$до конечного участка красной кривой.

Когда последний последний отрезок красной кривой поднимается вверх, выпуск будет равен$+4\:\textrm{V}$выше (это означает, что оно поднимется выше нуля вольт), а выходной диод перестанет проводить (он будет выключен). Поэтому выход будет расти вверх с последним отрезком красной кривой, но$+4\:\textrm{V}$выше.

Этой информации должно быть более чем достаточно для составления окончательной выходной диаграммы для первого цикла.

Однако есть еще .

Сейчас. Если вы должны обеспечить стационарный случай, после того, как конденсатор зарядится от первого цикла, ответ будет немного другим. Из ваших комментариев, которые я сейчас вижу, вам нужно показать следующий цикл (или стационарный случай).

Поэтому вам нужно следить за тем, чтобы понять, что после первого цикла конденсатор будет заряжен. Примените это знание к красной кривой, которую я предоставил, но теперь с добавленным к ней напряжением.

Обратите внимание, что узел$V_a$будет по-прежнему выглядеть так же в следующем цикле (проверьте это в своем уме). Однако теперь у вас будет заряженный конденсатор, чтобы разобраться, что$V_{out}$выглядит как.

Посмотрите, куда это вас приведет.