Un circuito Clamper è un circuito che aggiunge un livello DC ad un segnale AC. In realtà, i picchi positivi e negativi dei segnali possono essere collocati ai livelli desiderati utilizzando i circuiti di clamping. Poiché il livello DC viene spostato, un circuito clamper è chiamato come un Level Shifter.
I circuiti clamper sono costituiti da elementi di accumulo di energia come i condensatori. Un semplice circuito clamper comprende un condensatore, un diodo, una resistenza e una batteria DC se necessario.
Circuito clamper
Un circuito clamper può essere definito come il circuito che consiste di un diodo, una resistenza e un condensatore che sposta la forma d’onda a un livello DC desiderato senza cambiare l’aspetto effettivo del segnale applicato.
In order to maintain the time period of the wave form, the tau must be greater than, half the time period (discharging time of the capacitor should be slow.)
$$\tau = Rc$$
Where
- R is the resistance of the resistor employed
- C is the capacitance of the capacitor used
The time constant of charge and discharge of the capacitor determines the output of a clamper circuit.
-
In a clamper circuit, a vertical shift of upward or downward takes place in the output waveform with respect to the input signal.
-
The load resistor and the capacitor affect the waveform. So, the discharging time of the capacitor should be large enough.
The DC component present in the input is rejected when a capacitor coupled network is used (as a capacitor blocks dc). Hence when dc needs to be restored, clamping circuit is used.
Types of Clampers
There are few types of clamper circuits, come
- Positive Clamper
- Positive Clamper con $V_r$ positivo
- Positive Clamper con $V_r$ negativo
- Negative Clamper
- Clamper negativo con $V_{r}$ positivo
- Clamper negativo con $V_{r}$ negativo
Esaminiamoli in dettaglio.
Circuito Clamper Positivo
Un circuito di Clamping ripristina il livello DC. Quando un picco negativo del segnale viene sollevato al di sopra del livello zero, allora si dice che il segnale è bloccato positivamente.
Un circuito Clamper Positivo è un circuito che consiste di un diodo, una resistenza e un condensatore e che sposta il segnale di uscita verso la parte positiva del segnale di ingresso. La figura qui sotto spiega la costruzione di un circuito clamper positivo.
Inizialmente quando viene dato l’ingresso, il condensatore non è ancora carico e il diodo è invertito. L’uscita non è considerata in questo momento. Durante il mezzo ciclo negativo, al valore di picco, il condensatore viene caricato con il negativo su una piastra e il positivo sull’altra. Il condensatore è ora caricato al suo valore di picco $V_{m}$. Il diodo è polarizzato in avanti e conduce pesantemente.
Durante il successivo mezzo ciclo positivo, il condensatore viene caricato a Vm positivo mentre il diodo viene polarizzato all’inverso e viene aperto. L’uscita del circuito in questo momento sarà
$$V_{0}=V_{i}+V_{m}$$
Quindi il segnale è bloccato positivamente come mostrato nella figura precedente. Il segnale di uscita cambia in base alle variazioni dell’ingresso, ma sposta il livello in base alla carica sul condensatore, in quanto aggiunge la tensione di ingresso.
Chiusura positiva con Vr positivo
Un circuito di chiusura positiva se polarizzato con una certa tensione di riferimento positiva, quella tensione sarà aggiunta all’uscita per aumentare il livello bloccato. Utilizzando questo, il circuito del clamper positivo con tensione di riferimento positiva è costruito come segue.
Durante il mezzo ciclo positivo, la tensione di riferimento è applicata attraverso il diodo in uscita e come la tensione di ingresso aumenta, la tensione catodica del diodo aumenta rispetto alla tensione anodica e quindi smette di condurre. Durante il mezzo ciclo negativo, il diodo viene polarizzato in avanti e inizia a condurre. La tensione attraverso il condensatore e la tensione di riferimento mantengono insieme il livello di tensione in uscita.
Calmatore positivo con $V_{r}$ negativo
Un circuito clamper positivo se polarizzato con una certa tensione di riferimento negativa, quella tensione sarà aggiunta all’uscita per aumentare il livello bloccato. Usando questo, il circuito del clamper positivo con tensione di riferimento positiva è costruito come segue.
Durante il mezzo ciclo positivo, la tensione attraverso il condensatore e la tensione di riferimento mantengono insieme il livello di tensione di uscita. Durante il semiciclo negativo, il diodo conduce quando la tensione del catodo è inferiore alla tensione dell’anodo. Questi cambiamenti rendono la tensione d’uscita come mostrato nella figura precedente.
Negative Clamper
Un circuito Negative Clamper è un circuito che consiste di un diodo, una resistenza e un condensatore e che sposta il segnale d’uscita alla porzione negativa del segnale d’ingresso. La figura seguente spiega la costruzione di un circuito clamper negativo.
Durante il mezzo ciclo positivo, il condensatore viene caricato al suo valore di picco $v_{m}$. Il diodo è polarizzato in avanti e conduce. Durante il semiciclo negativo, il diodo viene polarizzato all’inverso e viene aperto. L’uscita del circuito in questo momento sarà
$V_{0}=V_{i}+V_{m}$
Quindi il segnale è bloccato negativamente come mostrato nella figura precedente. Il segnale di uscita cambia in base alle variazioni dell’ingresso, ma sposta il livello in base alla carica del condensatore, man mano che aggiunge la tensione di ingresso.
Morsetto negativo con Vr positivo
Un circuito di morsetto negativo se polarizzato con qualche tensione di riferimento positiva, quella tensione sarà aggiunta all’uscita per aumentare il livello morsettato. Usando questo, il circuito del clamper negativo con tensione di riferimento positiva è costruito come segue.
Anche se la tensione di uscita è bloccata negativamente, una parte della forma d’onda di uscita è sollevata al livello positivo, poiché la tensione di riferimento applicata è positiva. Durante il semiciclo positivo, il diodo conduce, ma l’uscita è uguale alla tensione di riferimento positiva applicata. Durante il semiciclo negativo, il diodo agisce come circuito aperto e la tensione attraverso il condensatore forma l’uscita.
Commutatore negativo con Vr negativo
Un circuito del commutatore negativo se polarizzato con una tensione di riferimento negativa, quella tensione sarà aggiunta all’uscita per aumentare il livello bloccato. Usando questo, il circuito del clamper negativo con tensione di riferimento negativa è costruito come segue.
Il catodo del diodo è collegato con una tensione di riferimento negativa, che è inferiore a quella di zero e alla tensione anodica. Quindi il diodo inizia a condurre durante il mezzo ciclo positivo, prima del livello di tensione zero. Durante il semiciclo negativo, la tensione attraverso il condensatore appare all’uscita. Così la forma d’onda è bloccata verso la parte negativa.
Applications
There are many applications for both Clippers and Clampers such as
Clippers
- Used for the generation and shaping of waveforms
- Used for the protection of circuits from spikes
- Used for amplitude restorers
- Used as voltage limiters
- Used in television circuits
- Used in FM transmitters
Clampers
- Used as direct current restorers
- Used to remove distortions
- Used as voltage multipliers
- Used for the protection of amplifiers
- Used as test equipment
- Used as base-line stabilizer