Circuits clamper
Définition : Les circuits clamper sont les circuits électroniques qui décalent le niveau de courant continu du signal alternatif. Les clampers sont également connus sous le nom de restaurateurs de tension continue ou de décalage de niveau. Les clampers sont fondamentalement classés comme positifs et négatifs qui incluent les deux conditions polarisées et non polarisées individuellement.
Ces circuits sont utilisés pour clamper un signal d’entrée à un niveau de courant continu différent. Il ajoute essentiellement une composante continue au signal d’entrée appliqué afin de pousser le signal vers le côté positif ou négatif. Le circuit de verrouillage est une combinaison d’une résistance, d’une diode et d’un condensateur. Il emploie parfois aussi une batterie de courant continu de manière à avoir un décalage supplémentaire dans le niveau du signal.
Les circuits clamper sont construits de manière similaire à celle des circuits clipper. Cependant, le clamper comprend un élément de charge supplémentaire qui est le condensateur dans son circuit. La combinaison de la résistance et du condensateur dans le circuit clamper est utilisée pour maintenir un niveau de courant continu différent à la sortie du clamper.
Principe de fonctionnement des circuits clamper
Comme nous l’avons déjà discuté un clamper se compose du condensateur et d’une diode en connexion shunt avec la charge.
Le fonctionnement des circuits clamper dépend de la variation de la constante de temps du condensateur. Cette variation est le résultat du changement du chemin de courant de la diode avec le changement de la polarité du signal d’entrée.
Ici, la grandeur de la constante de temps est
τ= RC
elle est choisie assez grande afin d’assurer que la tension aux bornes du condensateur ne se décharge pas par conséquent à l’intervalle non conducteur de la diode. Mais, une telle décharge n’a lieu que lorsque la résistance de charge est très grande. Cela permet au condensateur de prendre un temps de décharge plus important. A l’inverse, une valeur plus petite du condensateur est choisie pour qu’il se charge rapidement au moment de la conduction de la diode.
Classification des circuits de clampage
Les clampeurs sont classés dans les groupes suivants :
Circuit de clampage positif
La figure ci-dessous montre le circuit d’un clampeur positif-
Comme on peut le voir ici, la diode est en connexion parallèle avec la charge. Donc, nous pouvons dire que la polarisation inverse de la diode fournira la sortie à la charge.
Initialement, la moitié positive du signal d’entrée appliqué polarise de manière inverse la diode mais le condensateur n’est pas encore chargé. Donc, à cette période de temps, la sortie ne sera pas considérée.
Pour, la moitié négative du signal alternatif, le condensateur est maintenant complètement chargé jusqu’au pic du signal alternatif mais avec une polarité inverse. Cette moitié négative polarise en avant la diode qui résulte dans le flux du courant direct à travers la diode. La moitié positive suivante polarise alors la diode en sens inverse grâce à laquelle le signal apparaîtra à la sortie.
Au début de la moitié positive du signal alternatif, la diode est dans l’état non conducteur qui entraîne la décharge de la charge du condensateur. Ainsi, à la sortie, nous aurons la somme de la tension stockée aux bornes du condensateur et appliquée au signal d’entrée alternatif. Ceci est donné par
Vo = Vm + Vm = 2Vm
Ici comme nous pouvons dans la forme d’onde de sortie montrée ci-dessus, le niveau du signal est décalé vers le haut ou le côté positif. Par conséquent, il est nommé clamper positif.
Circuit clamper négatif
Regardons la figure montrée ci-dessous du clamper négatif afin de comprendre le fonctionnement détaillé-
Au moment où la moitié positive de l’entrée AC est appliquée, la diode vient à la condition de polarisation en avant qui résulte en un courant sans charge à la sortie. Cependant, un courant direct circule à travers la diode qui charge le condensateur jusqu’au pic du signal alternatif mais encore une fois avec une polarité inverse. Le condensateur est ici chargé jusqu’à l’état de polarisation en avant de la diode.
Lorsque la moitié négative du signal alternatif est appliquée, la diode devient maintenant polarisée en inverse. Cela permet au courant de charge d’apparaître à la sortie du circuit. Maintenant, cet état non conducteur de la diode décharge le condensateur. Ainsi, à la sortie, on obtient une sommation de la tension du condensateur avec la tension d’entrée.
Ainsi, à la sortie, on a,
Vo = – Vm – Vm = -2Vm
Il en résulte un décalage vers le bas du signal. Par conséquent, on le qualifie de circuit clamp négatif.
Circuit clamp positif avec polarisation
Ce circuit est essentiellement réalisé pour introduire un décalage supplémentaire dans le niveau du signal. Ici, la polarisation fournie au circuit est de deux types. Il peut s’agir d’un circuit polarisé positivement ou négativement. Donc, nous allons discuter les deux cas séparément.
1. Cas de la polarisation positive
Le fonctionnement est presque similaire au cas sans polarisation positive mais ici une tension supplémentaire est fournie de manière à avoir un décalage supplémentaire dans le niveau du signal.
Lorsque la moitié positive du signal d’entrée est appliquée, la diode est polarisée en sens inverse en raison de l’entrée en courant alternatif mais est polarisée en sens direct en raison de la tension de la batterie. Ainsi, jusqu’à ce que la tension d’une batterie soit supérieure à l’entrée c.a., la diode est conductrice. Ce courant direct à travers la diode charge le condensateur mais avec la tension de la batterie. Comme l’entrée ac dépasse la tension de la batterie, la diode est maintenant polarisée en sens inverse et donc la conduction à travers la diode s’arrête.
Lors de l’application de la moitié négative du signal d’entrée, la diode est maintenant polarisée en sens direct en raison de l’entrée ac et de la tension de la batterie et commence à conduire. Cela charge le condensateur avec la somme des tensions de l’entrée alternative et de la tension de la batterie. Par conséquent, un tel niveau de tension de sortie est atteint.
2. Cas de polarisation négative
Au moment de la moitié positive du signal AC, la diode est polarisée en sens inverse par les deux tensions d’entrée ac et de batterie. En raison de ce courant circule à travers la charge et maintient de manière combinée le niveau de tension.
Au moment de la moitié négative, la diode est dans l’état de polarisation avant en raison de l’entrée ac mais est dans l’état de polarisation inverse en raison de la tension de la batterie. Ainsi, la diode ne conduit que lorsque l’entrée AC domine la tension de la batterie. Cela charge le condensateur donc nous obtenons un signal décalé à la sortie.
Circuit clamper négatif avec polarisation
De la même manière que précédemment, une polarisation positive et négative est fournie au circuit clamper négatif. Allons maintenant plus loin et discutons les deux cas séparément.
1. Cas de la polarisation positive
Comme nous l’avons déjà discuté, un clamper négatif décale le signal vers le bas. Cependant, dans le cas du clamper négatif à polarisation positive, le signal est quelque peu élevé à un niveau positif en raison de la tension de la batterie appliquée positivement. Lorsque la moitié positive du signal CA est appliquée, la diode est dans l’état de polarisation directe en raison de l’alimentation CA, mais est polarisée en sens inverse en raison de la tension de la batterie. Ainsi, la diode conduit lorsque l’alimentation en courant alternatif dépasse la tension de la batterie.
En allant plus loin pendant la moitié négative, la diode est maintenant dans l’état de polarisation inverse en raison à la fois de l’alimentation en courant alternatif et de la tension de la batterie. Cet état non conducteur de la diode décharge le condensateur. Ainsi, la tension aux bornes du condensateur apparaît à la sortie.
2. Cas de polarisation négative
Au moment de la moitié positive de l’entrée en courant alternatif, la diode se retrouve en polarisation directe par la cause de l’entrée en courant alternatif et de la tension de la batterie. Cela commence la conduction à travers la diode. En conséquence, charge le condensateur.
Au moment de la moitié négative, la diode est polarisée en sens inverse, mais sera toujours conductrice en raison de la condition de polarisation en sens direct appliquée par la batterie. Le courant de la diode circule jusqu’à ce que la tension de la batterie soit supérieure à l’alimentation de l’entrée ac. Au moment où l’entrée alternative dépasse la tension de la batterie, la diode est polarisée en inverse et le condensateur se décharge. Ainsi la tension à travers le condensateur apparaît à la charge.
Applications des circuits clampers
- Les clampers sont utilisés pour identifier la polarité des circuits.
- Ces circuits sont utilisés comme doubleurs de tension et aident à éliminer les distorsions.
- Le temps de récupération inverse peut être amélioré en utilisant des Clampers.
Les pinces et les clampers ont presque la même caractéristique de construction mais l’introduction d’un nouvel élément dans les circuits clampers distingue le fonctionnement des deux.
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