Obwody Clampera
Definicja: Obwody Clamper są układami elektronicznymi, które przesuwają poziom dc sygnału AC. Clampers są również znane jako DC voltage restorers lub level shifter. Zaciskacze są zasadniczo klasyfikowane jako dodatnie i ujemne, które obejmują zarówno spolaryzowane, jak i niespolaryzowane warunki indywidualnie.
Obwody te są używane do zaciskania sygnału wejściowego do innego poziomu dc. Zasadniczo dodaje składową dc do zastosowanego sygnału wejściowego w celu przesunięcia sygnału na stronę dodatnią lub ujemną. Clamper obwód jest kombinacją rezystora wraz z diodą i kondensatorem. To czasami również zatrudnia dc baterii tak, aby mieć dodatkowe przesunięcie w poziomie sygnału.
Obwody Clamper są zbudowane w podobny sposób jak obwody clipper. Jednak clamper zawiera dodatkowy element ładujący, którym jest kondensator w jego obwodzie. Połączenie rezystora i kondensatora w obwodzie clamper jest używany do utrzymania innego poziomu dc na wyjściu clamper.
Operating principle of Clamper obwodów
Jak już omówiliśmy clamper składają się z kondensatora i diody w połączeniu bocznikowym z load.
Praca obwodów clamper zależy od zmiany w stałej czasowej kondensatora. Zmienność ta jest wynikiem zmiany drogi prądowej diody przy zmianie polaryzacji sygnału wejściowego.
W tym przypadku wielkość stałej czasowej wynosi
τ= RC
jest ona na tyle duża, aby zapewnić, że napięcie na kondensatorze nie rozładuje się konsekwentnie w nieprzewodzącym przedziale diody. Ale takie rozładowanie ma miejsce tylko wtedy, gdy rezystancja obciążenia jest bardzo duża. Dzięki temu kondensator ma większy czas rozładowania. I odwrotnie, mniejsza wartość kondensatora jest tak dobrana, że będzie się on szybko ładował w czasie przewodzenia diody.
Klasyfikacja obwodów zaciskowych
Obwody zaciskowe są klasyfikowane w następujących grupach:
Obwód zaciskowy dodatni
Poniższy rysunek przedstawia obwód zaciskowy dodatni-
Jak widzimy tutaj, dioda jest w połączeniu równoległym z obciążeniem. Możemy więc powiedzieć, że odwrotne biasowanie diody zapewni wyjście na obciążeniu.
Początkowo, dodatnia połowa przyłożonego sygnału wejściowego odwrotnie biasuje diodę, ale kondensator nie jest jeszcze naładowany. Tak więc, w tym okresie czasu wyjście nie będzie rozpatrywane.
Dla, ujemna połowa sygnału AC, kondensator teraz dostaje w pełni naładowany aż do szczytu sygnału AC, ale z odwrotną polaryzacją. Ten ujemny pół bias forward dioda, która powoduje przepływ prądu forward przez diodę. Kolejna dodatnia połowa sygnału powoduje odwrócenie polaryzacji diody, dzięki czemu na wyjściu pojawi się sygnał.
Na początku dodatniej połowy sygnału AC dioda jest w stanie nieprzewodzenia, co powoduje rozładowanie ładunku kondensatora. Tak więc na wyjściu będziemy mieli sumę napięcia zgromadzonego na kondensatorze i przyłożonego do niego sygnału wejściowego AC. This is given by
Vo = Vm + Vm = 2Vm
Here as we can in the output waveform shown above, the signal level is shifted up up or positive side. Stąd jest on nazywany dodatnim kondensatorem.
Obwód ujemnego kondensatora
Przyjrzyjrzyjmy się poniższemu rysunkowi ujemnego kondensatora, aby zrozumieć jego szczegółowe działanie-
W czasie, gdy dodatnia połowa wejścia AC jest przyłożona, dioda wchodzi w stan forward bias, co skutkuje brakiem prądu obciążenia na wyjściu. Jednak przez diodę płynie prąd przewodzenia, który ładuje kondensator do wartości szczytowej sygnału AC, ale znowu z odwrotną polaryzacją. Kondensator jest tutaj naładowany do stanu przedniej polaryzacji diody.
Gdy przyłożona jest ujemna połowa sygnału AC, dioda staje się teraz odwrotnie polaryzowana. Pozwala to na pojawienie się prądu obciążenia na wyjściu obwodu. Teraz, ten nieprzewodzący stan diody rozładowuje kondensator. Tak więc, na wyjściu, suma napięcia kondensatora wraz z napięciem wejściowym jest osiągnięta.
Więc na wyjściu, mamy,
Vo = – Vm – Vm = -2Vm
To skutkuje przesunięciem sygnału w dół. Dlatego jest to określane jako ujemny obwód klamrowy.
Dodatni obwód klamrowy z biasingiem
To jest zasadniczo zrobione, aby wprowadzić dodatkowe przesunięcie w poziomie sygnału. Tutaj, biasing dostarczony do obwodu jest dwojakiego rodzaju. Może to być dodatnio lub ujemnie spolaryzowany obwód. Tak więc, omówimy oba te przypadki oddzielnie.
1. Przypadek dodatniego biasowania
Praca jest prawie podobna do przypadku dodatniego niebiasowania, ale tutaj dodatkowe napięcie jest dostarczane tak, aby mieć dodatkowe przesunięcie w poziomie sygnału.
Gdy przyłożona jest dodatnia połowa sygnału wejściowego, dioda jest odwrotnie biasowana ze względu na wejście ac, ale jest forward biased ze względu na napięcie baterii. Tak więc, dopóki napięcie akumulatora jest większe niż napięcie wejściowe ac, dioda przewodzi. Ten prąd forward przez diodę ładuje kondensator, ale z napięciem baterii. W momencie gdy napięcie wejściowe ac przekracza napięcie baterii, dioda staje się wstecznie spolaryzowana i stąd przewodzenie przez diodę ustaje.
Po podaniu ujemnej połowy sygnału wejściowego, dioda jest teraz forward biased z powodu zarówno wejścia ac jak i napięcia baterii i zaczyna przewodzić. Powoduje to naładowanie kondensatora sumą napięcia wejściowego ac i napięcia baterii. Stąd taki poziom napięcia wyjściowego jest osiągany.
2. Przypadek ujemnego biasu
W czasie dodatniej połowy sygnału AC, dioda jest odwrotnie biasujęta zarówno przez wejście ac jak i napięcie baterii. Dzięki temu prąd przepływa przez obciążenie i razem utrzymują poziom napięcia.
W czasie ujemnej połowy sygnału AC, dioda jest w stanie forward biased ze względu na wejście ac, ale jest w stanie reverse biased ze względu na napięcie baterii. Tak więc, dioda przewodzi tylko wtedy, gdy wejście AC dominuje nad napięciem baterii. To ładuje kondensator, stąd otrzymujemy przesunięty sygnał na wyjściu.
Ujemny obwód klamrowy z biasowaniem
W podobny sposób jak poprzednio, dodatnie i ujemne biasowanie jest dostarczane do ujemnego obwodu klamrowego. Przejdźmy teraz dalej i omówmy oba przypadki oddzielnie.
1. Przypadek dodatniego biasingu
Jak już mówiliśmy, ujemny bias przesuwa sygnał w dół. Natomiast w przypadku dodatniego biasowania ujemnego, sygnał jest niejako podnoszony do poziomu dodatniego dzięki dodatnio przyłożonemu napięciu baterii. Gdy przyłożona jest dodatnia połowa sygnału AC, dioda jest w stanie przewodzenia z powodu zasilania AC, ale jest odwrotnie spolaryzowana z powodu napięcia baterii. Tak więc, dioda przewodzi, gdy zasilanie AC przewyższa napięcie baterii.
Przesuwając się dalej podczas ujemnej połowy sygnału AC, dioda jest teraz w stanie odwróconego uprzedzenia z powodu zarówno zasilania AC, jak i napięcia baterii. Ten nieprzewodzący stan diody rozładowuje kondensator. Tak więc, napięcie na kondensatorze pojawia się na wyjściu.
2. Przypadek ujemnego biasingu
W czasie dodatniej połowy wejścia ac, dioda dostaje forward biased przez przyczynę z wejścia ac i napięcia baterii. Powoduje to rozpoczęcie przewodzenia przez diodę. W wyniku tego ładuje się kondensator.
W czasie ujemnej połówki impulsu, dioda staje się wstecznie spolaryzowana, ale nadal będzie przewodzić dzięki warunkowi forward biased stosowanemu przez baterię. Prąd diody płynie do momentu, gdy napięcie akumulatora jest większe niż napięcie wejściowe ac. W momencie, gdy napięcie wejściowe prądu przemiennego przewyższa napięcie baterii, dioda staje się wstecznie spolaryzowana, a kondensator rozładowuje się. Tak więc napięcie na kondensatorze pojawia się na obciążeniu.
Zastosowania obwodów zaciskowych
- Obwody zaciskowe są używane do identyfikacji polaryzacji obwodów.
- Obwody te są używane jako podwajacze napięcia i pomagają w eliminacji zniekształceń.
- Czas odzyskiwania wstecznego może być poprawiony przy użyciu Zaciskaczy.
Zaciskacze i zaciskacze mają prawie taką samą cechę konstrukcyjną, ale wprowadzenie nowego elementu w obwodach zaciskowych odróżnia działanie tych dwóch.
.