Какова роль диода D1 в этой цепи генератора рампы?

Схема ниже представляет собой линейный генератор, используемый в коммутируемых источниках питания для генерации пилообразного сигнала для компенсации, но я не совсем понимаю, какова роль диода D1 в цепи?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Диод отвечает за быстрое падение пилообразного.

Когда входное напряжение высокое, конденсатор (C1) заряжается через резистор, а диод выключен. Когда входное напряжение снова понижается, диод включается, и заряд поступает от конденсатора на вход. Диод проводит намного лучше, чем резистор, поэтому напряжение на конденсаторе должно падать быстрее. Если вы уберете диод, вы получите треугольную волну. Так что можно сказать, что диод отрезает вторую половину треугольника.

Как уже упоминали другие, это не даст вам большую пилообразную волну, но иногда это достаточно близко.

Более сложные примечания: RC-схема технически производит экспоненциальный спад, а не линейный наклон. Но прямоугольная волна высока только для ~ 8,3 мкс, а постоянная времени RC-цепи составляет ~ 15,2 мкс. Повышение в течение первой половины постоянной времени довольно линейно:

Прямоугольная волна - не лучший источник для этого. То, что вы хотите, это импульсный цикл высокой нагрузки. Прямоугольная волна даст вам длинную плоскую часть после падающего края:

Я предполагаю, что вход в схему представляет собой прямоугольную волну, а формы выходного сигнала имеют приблизительно пилообразный характер.

Пилообразный сигнал выглядит примерно так:

И вы не можете сделать разумный пилообразный сигнал только от резистора и конденсатора, потому что скорость заряда и скорость разряда конденсатора равны, и вы получаете "ближнюю" треугольную волну, как это:

Обратите внимание, что скорость заряда и скорость разряда идентичны. Таким образом, чтобы получить пилообразную волну, вам нужно разрядить конденсатор намного быстрее, чем вы его заряжаете, следовательно, когда входная волна падает, конденсатор разряжается намного быстрее через диод.

Давайте попробуем проанализировать эту схему.

Вы не говорите, какова амплитуда или смещение вашей прямоугольной волны. Предположим, что у вас есть однополярная прямоугольная волна от 0 до 10 вольт. Также предположим, что источник напряжения идеален.

Предположим сейчас, что непосредственно перед t = 0 все было в 0 и что в t = 0 прямоугольная волна идет до 10 вольт.

$\frac{1}{120\times10^3}$

$\frac{10}{39*10^3}$

$\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$

$10 \times (1 - e^{-\frac{\frac{1}{120\times10^3}}{39 * 10^3 \times 0.39 \times 10^-9 }}) \approx 4.22$

Теперь источник переключается обратно на ноль. Диод теперь подвержен напряжению 4,22 вольт. Это приведет к большому прямому току.

$V=0.67I+0.95$

Таким образом, у нас очень большой ток в диоде, это быстро разряжает конденсатор. Эмпирическое правило заключается в том, что конденсатор почти полностью разряжается через 5 постоянных времени. При эффективном сопротивлении около 0,67 Ом наша постоянная времени составляет 0,26 наносекунд, поэтому в течение пары наносекунд конденсатор будет в основном разряжен.

Однако диод не может разряжать конденсатор до нуля, так как ток будет быстро падать, когда напряжение падает до 0,7 В или около того. В этот момент у нас будет только медленный разряд от резистора.

Таким образом, мы имеем слегка нелинейный восходящий наклон, за которым следует очень быстрый спад до 0,7 В или около того, вызванный диодом, а затем постепенный спад до следующего импульса. Другими словами, мы имеем грубое приближение пилообразной волны.