Was ist ein Diodenbegrenzer?
Ein Diodenbegrenzer ist eine elektronische Schaltung, die dazu dient, eine Wechselstrom-Versorgungsspannung oder ein Audiosignal auf einen voreingestellten Wert zu begrenzen. Dies ist in der Regel erforderlich, wenn die Versorgungsspannung höher als erforderlich ist oder wenn leistungsstarke Audiosignale komprimiert werden müssen, um Überlastungen zu vermeiden. Diodenbegrenzungsschaltungen erreichen diese Begrenzungsfunktion, indem eine oder zwei Zenerdioden parallel zur Versorgung oder zum Signal geschaltet werden. Eine einzelne Diode begrenzt nur eine Hälfte der Wellenform, während ein Diodenpaar sowohl negative als auch positive Teile des Zyklus begrenzt. Eine genaue Begrenzung ist aufgrund der bekannten Spannungsbegrenzungseigenschaften verschiedener Zenerdioden möglich.
Jede Wechselstromversorgung oder jedes Audiosignal besteht aus einer Sinus- oder Sinuswelle. Eine Sinuswelle ist eine glatte, sich wiederholende Folge von positiven und negativen Peaks mit einem Nullwert in der Mitte der Wellenform. Die Höhe zwischen diesen Spitzen und dem Nullpunkt definiert die Amplitude oder Größe des Signals oder der Versorgung. Ein Diodenbegrenzer kann die Amplitude eines Signals steuern, wenn es zu groß ist, indem er entweder eine Hälfte der Welle oder beide abschneidet. Aufgrund der einzigartigen, genauen Spannungsbegrenzungsfähigkeiten von Zenerdioden ist es möglich, mit einem Diodenbegrenzer eine präzise Verringerung der Amplitude zu erzielen.
Diese genaue Abschalteigenschaft ermöglicht es einer Zenerdiode, die Spannung, die sie durchläuft, auf einen vorbestimmten Pegel zu begrenzen. Wenn eine einzelne Diode über das Netzteil oder den Signalausgang geschaltet wird, wird die Hälfte der Wellenform auf die Nennspannung begrenzt. Wenn eine zweite Diode in entgegengesetzter Richtung oder Vorspannungsausrichtung zur ersten in den Schaltkreis eingefügt wird, werden sowohl die negative als auch die positive Hälfte der Wellenform begrenzt. Diese Dioden werden typischerweise von einem oder mehreren Widerständen in der Spannungsbegrenzungsschaltung begleitet, die dazu beitragen, eine gut gesteuerte Ausgangsspannung zu erzeugen.
Der Diodenbegrenzer ist sowohl in elektronischen als auch in Audioanwendungen vielseitig einsetzbar, wo er verwendet wird, um niedrige Arbeitsspannungen aus einer einzigen höheren Versorgungsspannung zu erzeugen oder um übermäßig starke Audiosignale zu komprimieren. Diodenbegrenzer sind einfache, effiziente und genaue Spannungsregler, die nur wenig Platz auf Leiterplatten beanspruchen. Diese Schaltungen sind auch eine besonders kostengünstige Möglichkeit, Spannungsausgänge zu steuern. Es gibt auch eine Vielzahl von verfügbaren Zener-Dioden-Nennwerten, die den Schaltungsentwicklern Flexibilität hinsichtlich der genauen Spannung geben, die von den in ihren Schaltungen verwendeten Diodenbegrenzern erzeugt wird.