Circuiti clamper
Definizione: I circuiti clamper sono i circuiti elettronici che spostano il livello dc del segnale AC. I clampers sono anche conosciuti come ripristinatori di tensione DC o traslatori di livello. I morsetti sono fondamentalmente classificati come positivi e negativi che includono sia condizioni polarizzate che non polarizzate individualmente.
Questi circuiti sono utilizzati per bloccare un segnale d’ingresso a un livello dc diverso. Fondamentalmente aggiunge una componente continua al segnale d’ingresso applicato al fine di spingere il segnale verso il lato positivo o negativo. Il circuito clamper è una combinazione di un resistore con un diodo e un condensatore. A volte impiega anche una batteria DC per avere un ulteriore spostamento del livello del segnale.
I circuiti clamper sono costruiti in modo simile a quello dei circuiti clipper. Tuttavia, il clamper include un elemento di carica supplementare che è il condensatore nel suo circuito. La combinazione di resistenza e condensatore nel circuito clamper è usata per mantenere diversi livelli di dc all’uscita del clamper.
Principio di funzionamento dei circuiti clamper
Come abbiamo già discusso un clamper consiste nel condensatore e un diodo in connessione shunt con il carico.
Il funzionamento dei circuiti clamper dipende dalla variazione della costante di tempo del condensatore. Questa variazione è il risultato del cambiamento del percorso della corrente del diodo con il cambiamento della polarità del segnale d’ingresso.
Qui, la grandezza della costante di tempo è
τ= RC
questa è scelta abbastanza grande per assicurare che la tensione attraverso il condensatore non si scarichi di conseguenza all’intervallo di non-conduzione del diodo. Ma una tale scarica avviene solo quando la resistenza di carico è molto grande. Questo permette al condensatore di impiegare un tempo di scarica maggiore. Al contrario, un valore più piccolo del condensatore è scelto in modo che si carichi rapidamente al momento della conduzione del diodo.
Classificazione dei circuiti clamper
I clamper sono classificati nei seguenti gruppi:
Circuito clamper positivo
La figura sottostante mostra il circuito di un clamper positivo-
Come possiamo vedere qui, il diodo è in connessione parallela con il carico. Quindi possiamo dire che la polarizzazione inversa del diodo fornirà l’uscita al carico.
Inizialmente, la metà positiva del segnale d’ingresso applicato polarizza inversamente il diodo ma il condensatore non è ancora carico. Quindi, in questo periodo di tempo l’uscita non sarà considerata.
Per, la metà negativa del segnale AC, il condensatore ora si carica completamente fino al picco del segnale AC ma con polarità inversa. Questa metà negativa polarizza in avanti il diodo che provoca il flusso della corrente in avanti attraverso il diodo. La prossima metà positiva poi inverte la polarizzazione del diodo a causa della quale il segnale apparirà all’uscita.
All’inizio della metà positiva del segnale AC, il diodo è nello stato di non-conduzione che risulta nella scarica della carica del condensatore. Così, all’uscita, avremo la somma della tensione immagazzinata attraverso il condensatore e applicata al segnale di ingresso AC. Questo è dato da
Vo = Vm + Vm = 2Vm
Qui come possiamo nella forma d’onda di uscita mostrata sopra, il livello del segnale è spostato verso l’alto o lato positivo. Quindi è chiamato clamper positivo.
Circuito clamper negativo
Diamo un’occhiata alla figura mostrata qui sotto del clamper negativo per capire il funzionamento dettagliato-
Nel momento in cui viene applicata la metà positiva dell’ingresso AC, il diodo viene in condizione di bias in avanti che risulta in una corrente senza carico all’uscita. Tuttavia, una corrente in avanti scorre attraverso il diodo che carica il condensatore al picco del segnale AC, ma di nuovo con polarità inversa. Il condensatore qui è caricato fino alla condizione di polarizzazione in avanti del diodo.
Quando viene applicata la metà negativa del segnale CA, il diodo diventa ora polarizzato all’inverso. Questo permette alla corrente di carico di apparire all’uscita del circuito. Ora, questo stato di non-conduzione del diodo scarica il condensatore. Così, all’uscita, si ottiene una somma della tensione del condensatore insieme alla tensione d’ingresso.
Quindi all’uscita, abbiamo,
Vo = – Vm – Vm = -2Vm
Questo risulta in uno spostamento verso il basso del segnale. Pertanto, è definito come circuito clamper negativo.
Circuito clamper positivo con polarizzazione
Questo è fatto fondamentalmente per introdurre un ulteriore spostamento nel livello del segnale. Qui, la polarizzazione fornita al circuito è di due tipi. Può essere un circuito a polarizzazione positiva o negativa. Quindi, discuteremo entrambi i casi separatamente.
1. Caso di polarizzazione positiva
Il funzionamento è quasi simile al caso positivo non polarizzato, ma qui viene fornita una tensione aggiuntiva in modo da avere un ulteriore spostamento nel livello del segnale.
Quando viene applicata la metà positiva del segnale di ingresso, il diodo è polarizzato in modo inverso a causa dell’ingresso CA ma è polarizzato in avanti a causa della tensione della batteria. Quindi, fino a quando la tensione della batteria è maggiore dell’ingresso CA, il diodo conduce. Questa corrente diretta attraverso il diodo carica il condensatore ma con la tensione della batteria. Quando l’ingresso CA supera la tensione della batteria, il diodo viene polarizzato all’inverso e quindi la conduzione attraverso il diodo si ferma.
All’applicazione della metà negativa del segnale d’ingresso, il diodo è ora polarizzato in avanti a causa sia dell’ingresso CA che della tensione della batteria e inizia a condurre. Questo carica il condensatore con la somma della tensione di ingresso CA insieme alla tensione della batteria. Quindi viene raggiunto un tale livello di tensione di uscita.
2. Caso di polarizzazione negativa
Al momento della metà positiva del segnale AC, il diodo viene polarizzato all’inverso sia dall’ingresso AC che dalla tensione della batteria. A causa di questo la corrente scorre attraverso il carico e mantiene insieme il livello di tensione.
Al tempo della metà negativa, il diodo è in condizione di polarizzazione in avanti a causa dell’ingresso CA ma è in condizione di polarizzazione inversa a causa della tensione della batteria. Quindi, il diodo conduce solo quando l’ingresso CA domina la tensione della batteria. Questo carica il condensatore e quindi otteniamo un segnale spostato in uscita.
Circuito clamper negativo con polarizzazione
In modo simile al precedente, la polarizzazione positiva e negativa è fornita al circuito clamper negativo. Ora andiamo oltre e discutiamo entrambi i casi separatamente.
1. Caso di polarizzazione positiva
Come abbiamo già discusso che un clamper negativo sposta il segnale verso il basso. Tuttavia, nel caso del clamper negativo con polarizzazione positiva, il segnale è in qualche modo sollevato ad un livello positivo a causa della tensione della batteria applicata positivamente. Quando viene applicata la metà positiva del segnale AC, il diodo è in stato di polarizzazione in avanti a causa dell’alimentazione AC ma è in polarizzazione inversa a causa della tensione della batteria. Quindi, il diodo conduce quando l’alimentazione CA supera la tensione della batteria.
Muovendosi ulteriormente durante la metà negativa, il diodo è ora in stato di polarizzazione inversa a causa sia dell’alimentazione CA che della tensione della batteria. Questo stato di non-conduzione del diodo scarica il condensatore. Così, la tensione attraverso il condensatore appare all’uscita.
2. Caso di polarizzazione negativa
Al momento della metà positiva dell’ingresso CA, il diodo viene polarizzato in avanti a causa dell’ingresso CA e della tensione della batteria. Questo inizia la conduzione attraverso il diodo. Di conseguenza carica il condensatore.
Al tempo della metà negativa, il diodo viene invertito ma condurrà ancora a causa della condizione di polarizzazione in avanti applicata dalla batteria. La corrente del diodo scorre fino a quando la tensione della batteria è superiore all’alimentazione dell’ingresso CA. Quando l’ingresso CA supera la tensione della batteria, il diodo viene invertito e il condensatore si scarica. Così la tensione attraverso il condensatore appare al carico.
Applicazioni dei circuiti clamper
- I clamper sono usati per identificare la polarità dei circuiti.
- Questi circuiti sono usati come duplicatori di tensione e aiutano ad eliminare le distorsioni.
- Il tempo di recupero inverso può essere migliorato usando i morsetti.
Le pinze e i morsetti hanno quasi la stessa caratteristica costruttiva ma l’introduzione di un nuovo elemento nei circuiti di morsetti distingue il funzionamento dei due.