Un circuit Clamper este un circuit care adaugă un nivel de curent continuu la un semnal de curent alternativ. De fapt, vârfurile pozitive și negative ale semnalelor pot fi plasate la nivelurile dorite cu ajutorul circuitelor de clampare. Pe măsură ce nivelul de curent continuu este decalat, un circuit de clampare se numește schimbător de nivel.
Circuitele de clampare constau din elemente de stocare a energiei, cum ar fi condensatorii. Un circuit clamper simplu cuprinde un condensator, o diodă, o rezistență și o baterie de curent continuu, dacă este necesar.
Circuitul Clamper
Un circuit Clamper poate fi definit ca fiind circuitul care constă dintr-o diodă, o rezistență și un condensator care deplasează forma de undă la un nivel dorit de curent continuu fără a schimba aspectul real al semnalului aplicat.
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, cum ar fi
- Clamper pozitiv
- Clamper pozitiv cu $V_r$ pozitiv
- Clamper pozitiv cu $V_r$ negativ
- Clamper negativ Clamper
- Clamper negativ cu $V_{r}$ pozitiv
- Clamper negativ cu $V_{r}$ negativ
Să le parcurgem în detaliu.
Circuit de clampare pozitivă
Un circuit de clampare restabilește nivelul de curent continuu. Atunci când un vârf negativ al semnalului este ridicat deasupra nivelului zero, atunci se spune că semnalul este blocat pozitiv.
Un circuit Clamper pozitiv este un circuit care constă dintr-o diodă, un rezistor și un condensator și care deplasează semnalul de ieșire către partea pozitivă a semnalului de intrare. Figura de mai jos explică construcția unui circuit de clampare pozitivă.
Înțial, atunci când este dată intrarea, condensatorul nu este încă încărcat, iar dioda este polarizată invers. Ieșirea nu este luată în considerare în acest moment. În timpul semicercului negativ, la valoarea de vârf, condensatorul se încarcă cu negativ pe o placă și pozitiv pe cealaltă. Condensatorul este acum încărcat la valoarea sa de vârf $V_{m}$. Dioda este polarizată în sens direct și conduce puternic.
În timpul următorului semicerc pozitiv, condensatorul este încărcat la Vm pozitiv, în timp ce dioda este polarizată în sens invers și este în circuit deschis. Ieșirea circuitului în acest moment va fi
$$V_{0}=V_{i}+V_{m}$$
Prin urmare, semnalul este fixat pozitiv, așa cum se arată în figura de mai sus. Semnalul de ieșire se modifică în funcție de modificările semnalului de intrare, dar își schimbă nivelul în funcție de sarcina de pe condensator, pe măsură ce se adaugă tensiunea de intrare.
Clauzor pozitiv cu Vr pozitiv
Un circuit de clampare pozitivă dacă este polarizat cu o anumită tensiune de referință pozitivă, acea tensiune va fi adăugată la ieșire pentru a crește nivelul de clampare. Folosind acest lucru, circuitul clamperului pozitiv cu tensiune de referință pozitivă este construit după cum urmează.
În timpul semicercului pozitiv, tensiunea de referință este aplicată prin diodă la ieșire și, pe măsură ce tensiunea de intrare crește, tensiunea catodică a diodei crește în raport cu tensiunea anodică și, prin urmare, aceasta încetează să mai conducă. În timpul semicercului negativ, dioda este polarizată în sens direct și începe să conducă. Tensiunea de pe condensator și tensiunea de referință mențin împreună nivelul tensiunii de ieșire.
Clamper pozitiv cu $V_{r}$ negativ
Un circuit clamper pozitiv, dacă este polarizat cu o tensiune de referință negativă, această tensiune va fi adăugată la ieșire pentru a crește nivelul de blocare. Folosind acest lucru, circuitul clamperului pozitiv cu tensiune de referință pozitivă este construit ca mai jos.
În timpul semicercului pozitiv, tensiunea de pe condensator și tensiunea de referință mențin împreună nivelul tensiunii de ieșire. În timpul semicercului negativ, dioda conduce atunci când tensiunea catodică devine mai mică decât tensiunea anodică. Aceste modificări fac ca tensiunea de ieșire să fie așa cum se arată în figura de mai sus.
Clamper negativ
Un circuit Clamper negativ este un circuit care constă dintr-o diodă, un rezistor și un condensator și care deplasează semnalul de ieșire către partea negativă a semnalului de intrare. Figura de mai jos explică construcția unui circuit Clamper negativ.
În timpul semicercului pozitiv, condensatorul se încarcă la valoarea sa de vârf $v_{m}$. Dioda este polarizată în sens direct și conduce. În timpul semicercului negativ, dioda este polarizată invers și este în circuit deschis. Ieșirea circuitului în acest moment va fi
$$V_{0}=V_{i}+V_{m}$$
Prin urmare, semnalul este blocat negativ, așa cum se arată în figura de mai sus. Semnalul de ieșire se modifică în funcție de modificările semnalului de intrare, dar își schimbă nivelul în funcție de sarcina de pe condensator, pe măsură ce acesta adaugă tensiunea de intrare.
Clauzor negativ cu Vr pozitiv
Un circuit de clampare negativă dacă este polarizat cu o anumită tensiune de referință pozitivă, acea tensiune va fi adăugată la ieșire pentru a ridica nivelul de clampare. Folosind acest lucru, circuitul clamperului negativ cu tensiune de referință pozitivă este construit ca mai jos.
Chiar dacă tensiunea de ieșire este blocată negativ, o porțiune din forma de undă de ieșire este ridicată la nivel pozitiv, deoarece tensiunea de referință aplicată este pozitivă. În timpul semicercului pozitiv, dioda conduce, dar ieșirea este egală cu tensiunea de referință pozitivă aplicată. În timpul semicercului negativ, dioda acționează ca și cum ar fi în circuit deschis, iar tensiunea de la nivelul condensatorului formează ieșirea.
Blocare negativă cu Vr negativ
Un circuit de clampare negativă dacă este polarizat cu o anumită tensiune de referință negativă, acea tensiune va fi adăugată la ieșire pentru a ridica nivelul de clampare. Folosind acest lucru, circuitul clamperului negativ cu tensiune de referință negativă se construiește ca mai jos.
Catodul diodei este conectat cu o tensiune de referință negativă, care este mai mică decât cea de zero și tensiunea anodică. Prin urmare, dioda începe să conducă în timpul semicercului pozitiv, înainte de nivelul tensiunii zero. În timpul semicercului negativ, la ieșire apare tensiunea pe condensator. Astfel, forma de undă este blocată spre porțiunea negativă.
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