La réponse courte est que c'est la "magie" du couplage capacitif. La tension du signal est superposée au sommet de la tension de «polarisation» du nœud (qui est de 0,6 V). Par conséquent, la tension à C, D2, R1 est de 0,6 V + Vin, pas seulement Vin. Et par conséquent, la diode D2 doit s'allumer, avoir une chute de 0,6 V à travers elle (en supposant que D2 et D1 sont identiques), et la tension de sortie doit alors être fondamentalement égale à Vin. Il est important de noter que seule la partie AC de Vin passe à travers le bouchon. La partie DC est bloquée, s'il y a une partie DC.

La réponse la plus longue va comme ceci:

Dans votre réponse à mon commentaire, vous avez écrit "C, D1, R1" mais je pense que vous vouliez dire "C, D2 , R1". Je vais donc continuer avec cette hypothèse.

Tout d'abord, notez que les nœuds D1, R1, R3 seront fondamentalement bloqués à 0,6V à tout moment. Cela ne changera pas quel que soit le signal d'entrée.

Deuxièmement, rappelez-vous que la relation IV pour un condensateur est

$$ i_c = C \ frac {dV} {dt} $$

Qu'est-ce que cela signifier? Cela signifie que si votre source de tension d'entrée change, la tension aux bornes du capuchon change. Par conséquent, vous avez un $ \ frac {dV} {dt} $ non nul. Par conséquent, vous aurez un courant non nul. (Il est facile de se tromper sur les signes à ce stade ... supportez-moi) C'est l'action de différenciation que vous avez mentionnée dans votre question.

Supposons donc une augmentation de la tension d'entrée qui provoquerait un courant pour faire couler "à travers" le bouchon dans le circuit (à droite). Où va le courant? Il peut passer par R1 ou D2 ou les deux.

Nous avons commencé avec l'hypothèse que D2 est éteint, donc supposons d'abord que le courant ne circule qu'à travers la résistance R1. Cela provoque le développement d'une tension sur R1. Ainsi, la tension à C, D2, R1 devient 0,6 V + I * R1. Voici une sorte de partie clé à voir, je pense ... voir que la tension à ce nœud doit avoir un décalage de 0,6V? C'est parce que le changement de tension d'entrée fait passer un courant à travers le condensateur, pas une tension. Ainsi, le courant provoque le développement d'une tension supplémentaire aux bornes de la résistance R1, ce qui ajoute à la tension à ce nœud en raison de la diode D1.

D'accord, donc en continuant, cela signifie que la tension à travers D2 être supérieure à 0,6 V, car la cathode ("côté ligne") de la diode est actuellement à 0V. Si la tension directe de la diode est de 0,6 V, alors nous avons une tension supplémentaire (égale à I * R1) qui ferait allumer la diode D2 - ce qui signifierait que la diode présenterait une très faible résistance par rapport à R1, ce qui signifie que le courant passerait également à travers la diode D2.

Donc, notre hypothèse initiale selon laquelle le courant circule seulement vers le bas via R1 doit être incorrecte - au lieu de cela, le courant doit également passer par D2 puis par R2. A noter que le courant qui traverse D2 est alors limité par la résistance R2 de 10K, il sera donc en effet petit par rapport au courant qui traverse R1 (d'un facteur d'environ 1/10, en fait). Mais quelle que soit la quantité de courant qui circule, la tension de sortie «suit» toujours efficacement la tension à C, D2, R1, juste décalée vers le bas d'une goutte de diode (0,6 V). EDIT: sauf bien sûr pour les oscillations négatives des entrées, auquel cas D2 bloque. Mais je pense que cette partie est déjà comprise.

Cela est sorti assez longtemps. J'espère que c'était clair. Il est difficile de parler de circuits sans tableau noir ou quelque chose sur quoi dessiner ...

EDIT: J'ai relu votre commentaire, et vous évoquez une entrée carrée. Dans le cas de l'onde carrée, la tension en C, D2, R1 ne ressemblera pas à une onde carrée. Cela va ressembler à une série de pics positifs et négatifs. Cela est dû à l'action de différenciation du condensateur. Le signal carré est "constant à court terme". Il change juste de polarité périodiquement. C'est pendant ces temps de commutation qu'un signal apparaîtra au nœud C, D2, R1, car ce n'est que pendant la commutation que $ \ frac {dV} {dt} $ n'est pas nul. Tout cela suppose plusieurs «idéalités» que je ne vais pas énumérer pour le moment, afin de rester simple. Il est plus facile de se demander si le signal d'entrée était une onde sinusoïdale (plus facile pour moi, en tout cas).

La tension aux bornes de D1 est de 0,6 V en raison de la chute de tension directe de la diode ($ V_ {d} $). La chute de tension directe d'une diode est presque constante quel que soit le courant traversant la diode donc elles ont une caractéristique très raide:

La Volt à travers D2 est d'environ 0,6V ou 0,7V aussi.

Je dirais que votre confusion est justifiée. Lorsque le signal d'entrée est constant ou varie près de la terre ou au-dessus, D1 est polarisé en direct, donc il est à 0,6 V.Cependant, si le signal d'entrée augmente massivement vers le bas, de sorte que la tension entre C et R1 est inférieure à -5 V, D1 être polarisé en inverse, il agira donc comme un circuit ouvert.

Pour les gros pics négatifs, R1 et R3 agissent comme un diviseur de tension. Avec un pic assez grand, la tension aux bornes de D1 pourrait être une tension négative aussi grande que vous le souhaitez (jusqu'à ce que R1 et / ou R3 s'éteignent ou que C explose).

Bien sûr, je suppose que le le point du circuit est de gérer de petits signaux positifs, donc en fonctionnement normal, vous supposeriez simplement que la diode était polarisée en direct et donc à 0,6 V.

Ce type de circuit est utilisé dans les détecteurs d'amplitude qui (en supposant des diodes appropriées) peuvent fonctionner avec des signaux de kilohertz jusqu'à plusieurs gigahertz. Ils donnent une tension de sortie proportionnelle à l'amplitude de l'entrée.

Si vous câblez ce circuit sans $ R_1 $, $ D_1 $ et $ R_3 $, vous obtiendrez un détecteur avec la belle propriété que la sortie le courant est proportionnel au carré de la tension d'entrée. Cela signifie que si vous connaissez la résistance de charge (qui est probablement de 50 $ \, \ Omega $), vous pouvez effectuer une mesure de puissance directe avec juste une échelle linéaire ($ P = {V ^ 2 \ over R}). Malheureusement, cela ne vaut que si l'entrée est inférieure à 0,6 V (ou 0,3 V pour les diodes Schottky qui sont fréquemment utilisées dans de tels circuits) et que le courant de sortie est très faible (voir les caractéristiques de la diode IV ci-dessous et les images dans ce document).

( photo de Glen Leinweber)

$ C $ est très petit (100pF) donc vous pouvez traiter comme un circuit ouvert lorsque l'on considère les tensions CC et comme un court-circuit aux hautes fréquences (cela fonctionne comme une résistance de 100 $ \, \ Omega $ à 15 MHz). Cela signifie que l'ajout de $ R_1 $, $ D_1 $ et $ R_3 $ ajoutera de la tension (et du courant) de polarisation à la diode $ D_2 $. $ R_3 $ et $ D_1 $ forment un soi-disant régulateur de tension shunt. En raison des caractéristiques hautement non linéaires de la diode, sa tension de sortie est largement indépendante de la tension d'alimentation et du courant passant par $ R_3 $ (dans certaines limites).

La sortie de ce régulateur est alimentée par $ R_1 $ (un petit inducteur serait encore mieux ici) pour faire passer du courant à travers $ D_2 $. Ceci (grâce à $ C $) décale la tension d'entrée moyenne et cela se traduit par un changement des conditions de fonctionnement de $ D_2 $. À des tensions plus élevées, une diode permet à plus de courant de circuler. Le taux de variation du courant avec la tension appliquée est également plus élevé (rappelez-vous les caractéristiques). Cela améliore la sensibilité et facilite la mesure grâce au courant de sortie global plus élevé.

Vous pouvez le faire avec un diviseur résistif normal, mais cela rendrait le circuit sensible à la température et à la variation des paramètres de diode. OTOH rendant $ D_1 $ et $ D_2 $ identiques (en fait, deux diodes fabriquées à partir d'une puce en silicium sont les meilleures) fera en sorte que la sortie du régulateur shunt suive tout changement dans les caractéristiques de $ D_2 $ (en raison de la température, de l'humidité ou autres trucs) vous protégeant de la sur- ou sous-polarisation.

R3 et D1 forment un diviseur de tension avec 0,6V au milieu. Le 0.6V est donné par la tension directe de la diode et R3 est là pour limiter le courant traversant la diode. Cette tension est ensuite appliquée à travers la résistance R1 entre C et D2 en tant que tension de polarisation pour s'assurer que D2 restera toujours ouvert, étant donné que la tension d'entrée est plus petite que la polarisation.