Почему конденсатор не разряжается в том же цикле, в котором он заряжается в цепи фиксатора?

Простой анализ этой схемы учитывает внутреннее сопротивление диода Rd в зависимости от сопротивления нагрузки R1. Это отношение определяет отношение постоянных времени заряда/разряда. Значение C масштабирует оба этих отношения для достижения фактического времени.

заряд T1=C * Rd по сравнению с разрядом T2=C * R1

По замыслу скорость разряда низкая при выборе T2 >> 1/f

Ниже диод и нагрузка R выбраны так, чтобы отношение времени затухания к времени нарастания составляло 10k/10=1000.

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

Другие детали

Но мы также должны учитывать добавленное последовательное сопротивление в петле от источника, Rs и ESR конденсатора. Как правило, электронные конденсаторы со сверхнизким ESR имеют ESR*C=T<10 мкс и керамические <<100 нс, но также зависят от размера и номинального напряжения, что также влияет на собственную резонансную частоту конденсатора, что обычно не является проблемой в этой схеме.

Диод Rs представляет собой добавочное сопротивление Vf при некотором зарядном токе Rs=ΔVf/ΔIf. Я знаю по опыту, что Rs обычно такое же или меньше, чем его номинальная мощность, поэтому диод мощностью 100 мВт будет составлять примерно 10 Ом (примерно), а диод мощностью 1 Вт <1 Ом. Более высокие пиковые токи могут снизить это значение до Rs=1/4Pd. Это относится к большинству диодов.

Таким образом, указанное выше время заряда становится T1=C*(Rs+ESR+Rd)

Но если R1 становится слишком большим, то токи утечки обратного смещения конденсатора и диода должны быть преобразованы в некоторое эквивалентное сопротивление, обычно> 100 кОм, но опять же зависит от технических характеристик каждой детали, например, диоды Шоттки пропускают больше, чем кремниевые, но имеют более низкий Vf.

Конденсатор будет разряжаться в течение отрицательного полупериода, но медленно, с постоянной времени, определяемой значениями конденсатора и резистора. В этой схеме мы обычно выбираем значения R и C достаточно большими, чтобы конденсатор не разряжался значительно за один цикл.

Обновлять :

Во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока диод смещен в обратном направлении, и, следовательно, сигнал появляется на выходе. В состоянии обратного смещения диод не пропускает через себя электрический ток.

Таким образом, входной ток напрямую течет к выходу. Когда начинается отрицательный полупериод, диод находится в непроводящем состоянии и заряд, хранящийся в конденсаторе, разряжается (высвобождается).

Следовательно, появившееся на выходе напряжение равно сумме напряжения, запасенного в конденсаторе (-Vm), и входного напряжения (-Vm) {Ie Vo = -Vm - Vm = -2Vm}, которые имеют одинаковую полярность с друг друга. В результате сигнал смещается вниз, как показано на выходе.

Я некоторое время боролся с этим же вопросом. То, что я предположил и обнаружил, что совпадает с моей гипотезой после того, как бросил ее в LTspice, заключается в том, что конденсатор разряжается в отрицательный и положительный полупериод. В случае положительной схемы фиксации конденсатор заряжается только при самом минимальном значении Vin, когда напряжение на диоде равно 0 и через него может протекать ток (конечно, идеальный диод). Поскольку R для этого будет очень маленьким, конденсатор может заряжаться очень быстро, и достаточно одного импульса заряда.

Вывод LTspice ниже показывает датчик тока через диод красным цветом. Мы можем видеть непрерывные всплески тока, когда выходное напряжение (напряжение на диоде) падает ниже 0,7 В. В модели LTspice не было идеального диода, так что это и есть причина сдвига.