Rectificación de baja tensión

Es posible que un puente rectificador no funcione correctamente porque:

1. La rectificación de onda completa de una onda cuadrada da como resultado una salida de CC casi constante, no la frecuencia duplicada que desea.

Una onda cuadrada se puede moldear en una forma de onda más útil mediante el filtrado de paso bajo. Sin embargo, si su fuente de audio tiene un ancho de banda limitado, es posible que su onda 'cuadrada' ya sea una onda sinusoidal.

2. Incluso con un rectificador perfecto sin pérdidas, es posible que tenga dificultades para obtener suficiente amplitud. Una señal de 2 Vpp alcanza un máximo de 1 V, pero la mayoría de los LED infrarrojos requieren al menos 1,1 V para producir una salida útil. Necesita alguna forma de aumentar la amplitud o agregar un voltaje de polarización a la señal.

Si no dispone de una fuente de alimentación externa y debe alimentar el LED directamente desde la señal de audio, será difícil amplificar el voltaje. Sin embargo, desarrollar un voltaje de polarización es relativamente fácil.

El siguiente circuito tiene rectificadores de media onda positivos y negativos (D1 y D2) con condensadores de filtro de bajo valor que crean un pequeño voltaje de polarización de CC con alta ondulación. Una ondulación alta suele ser mala, pero en este caso queremos la ondulación porque es la señal.

En los semiciclos positivos, C1 se carga hasta aproximadamente 0,6 V, luego se descarga (a través del LED) hasta aproximadamente 0,4 V durante los semiciclos negativos. C2 realiza la misma función pero en semiciclos opuestos. Este voltaje de polarización es suficiente para compensar la caída de voltaje del rectificador y proporcionar un pequeño impulso para entrar en el rango de voltaje operativo del LED. R1 y R2 reducen la carga en la entrada y limitan la corriente del diodo si se aplica un voltaje de señal mayor.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Tengo una señal de audio de nivel de línea de onda cuadrada de 19 kHz (~ 2 Vpp) que espero rectificar para impulsar un LED infrarrojo a 38 kHz.

Un LED es un diodo y, como tal, ¡un rectificador!

Pero supongo que desea utilizar medias ondas negativas y positivas de su señal.

Entonces, ¿usar un puente rectificador?

He buscado diodos con un Vf bajo y no he encontrado mucho.

Um, diodos Schottky , mumble mumble, tipo Wikipedia de diodos semiconductores , mumble mumble:

Diodos Schottky

Los diodos Schottky se construyen a partir de un contacto de metal a semiconductor. Tienen una caída de tensión directa más baja que los diodos de unión p-n. Su caída de voltaje directo a corrientes directas de aproximadamente 1 mA está en el rango de 0,15 V a 0,45 V, lo que los hace útiles en aplicaciones de fijación de voltaje y prevención de saturación de transistores. También se pueden utilizar como rectificadores de bajas pérdidas , aunque su corriente de fuga inversa es en general superior a la de otros diodos.

Tenga en cuenta que construir un rectificador perfecto no le dará una señal de 38 kHz de su onda rectangular ideal de 19 kHz, solo CC. Sin embargo, su onda no es perfectamente rectangular con bordes infinitamente afilados, y su rectificador aún tiene regiones "muertas", sí, puede obtener algo que parpadee con 38 kHz de esta manera.

Otra opción, si lo que busca es la señal , no su potencia, es simplemente acoplarla con CA:

De esa manera, su diodo "pulsará" con 19 kHz, ya que el voltaje en la conexión entre el divisor de voltaje, la tapa y el LED fluctúa con el voltaje de entrada.

Además, tenga en cuenta que, espectralmente, cualquier señal rectangular no solo tiene su frecuencia, sino también todos los armónicos de esa frecuencia. Eso es simplemente porque la Transformada de Fourier de una señal rectangular unitaria es la (escalada/estirada según la amplitud/frecuencia del rectángulo) es una función sinc,$a \frac{\sin \pi f x}{\pi f x}$. Que uno tiene lóbulos laterales en cada múltiplo de$f$:

Puede usar el paso alto RC en el esquema anterior para seleccionar el primer lóbulo lateral que desea visualizar con el LED seleccionando los valores apropiados para los dos R y C (100nF/47KOhm sería un comienzo); eso no será lo suficientemente nítido como para suprimir completamente el lóbulo principal de 10 19kHz, pero simplemente agregue otra etapa de filtro RC (o LC, si necesita mantener más energía) después, y debería estar bien.

Si tiene acceso a otra fuente de alimentación además de la señal de 2V, veo dos opciones.

1) puede ejecutar la señal de 2V en un amplificador no inversor con una ganancia de 10 (un amplificador operacional, una resistencia de 10K y una resistencia de 90K) para hacer una copia de su señal de ±1V que es de ±10V. Luego use un puente rectificador normal. Debido al nivel de señal más alto, las caídas de diodo no serán un problema.

2) Puede hacer algunos "diodos ideales" a partir de algunos amplificadores operacionales y diodos normales. El amplificador operacional puede mantener la caída casi a 0, pero solo con la ayuda de alguna otra fuente de energía.

con una onda cuadrada, no obtendrá 38 kHz de una señal de 19 kHz. Si es una sinusoide (o si puede filtrarla para aproximarse a una), en teoría obtendría 38 kHz, pero en la práctica, la conversión no sería muy eficiente y las señales LED no serían muy limpias.

Aquí se usa un puente rectificador con muy poca caída: almacenamiento de la carga de un puente rectificador MOSFET

Si desea tener una caída muy baja y tiene una fuente de alimentación disponible, puede hacer esto (suministros bipolares pero podría modificarse para suministro único):

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Aquí hay una simulación de la corriente del LED con una entrada de onda sinusoidal: