En Clamperkrets är en krets som adderar en DC-nivå till en AC-signal. Egentligen kan signalernas positiva och negativa toppar placeras på önskade nivåer med hjälp av klämkretsar. Eftersom likströmsnivån förskjuts kallas en clamperkrets för en nivåsändare.
Clamperkretsar består av energilagringselement som kondensatorer. En enkel clamperkrets består av en kondensator, en diod, ett motstånd och vid behov ett likströmsbatteri.
Clamperkrets
En clamperkrets kan definieras som den krets som består av en diod, ett motstånd och en kondensator som flyttar vågformen till en önskad likströmsnivå utan att förändra den applicerade signalens faktiska utseende.
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, såsom
- Positiv klampare
- Positiv klampare med positiv $V_r$
- Positiv klampare med negativ $V_r$
- Negativ Clamper
- Negativ clamper med positiv $V_{r}$
- Negativ clamper med negativ $V_{r}$
Låt oss gå igenom dem i detalj.
Positiv Clamperkrets
En Clampingkrets återställer likströmsnivån. När en negativ topp i signalen höjs över till nollnivån sägs signalen vara positivt klämd.
En positiv klämkrets är en krets som består av en diod, ett motstånd och en kondensator och som förskjuter utgångssignalen till den positiva delen av ingångssignalen. Figuren nedan förklarar konstruktionen av en positiv clamperkrets.
När ingången ges är kondensatorn ännu inte laddad och dioden är omvänt förspänd. Utgången beaktas inte vid denna tidpunkt. Under den negativa halvcykeln, vid toppvärdet, laddas kondensatorn med negativ på den ena plattan och positiv på den andra. Kondensatorn är nu laddad till sitt toppvärde $V_{m}$. Dioden är framåtriktat polariserad och leder kraftigt.
Under nästa positiva halvcykel laddas kondensatorn till positivt Vm medan dioden blir bakåtriktat polariserad och får öppen krets. Kretsens utgång vid detta tillfälle blir
$$$V_{0}=V_{i}+V_{m}$$$
Därmed är signalen positivt klämd som visas i figuren ovan. Utgångssignalen förändras enligt förändringarna i ingången, men skiftar nivån enligt laddningen på kondensatorn, då den lägger till ingångsspänningen.
Positive Clamper med positiv Vr
En positiv clamper-krets om den är förspänd med någon positiv referensspänning, kommer den spänningen att läggas till i utgången för att höja den klämda nivån. Med hjälp av detta konstrueras kretsen för en positiv clamper med positiv referensspänning enligt nedan.
Under den positiva halvcykeln läggs referensspänningen på genom dioden vid utgången och när ingångsspänningen ökar, ökar diodens katodens spänning i förhållande till anodspänningen och därmed slutar den att leda. Under den negativa halvcykeln blir dioden framåtriktad och börjar leda. Spänningen över kondensatorn och referensspänningen upprätthåller tillsammans utgångsspänningsnivån.
Positiv clamper med negativ $V_{r}$
En positiv clamperkrets om den är polariserad med någon negativ referensspänning, kommer den spänningen att läggas till i utgången för att höja den klämda nivån. Med hjälp av detta konstrueras kretsen för den positiva clamperen med positiv referensspänning enligt nedan.
Under den positiva halvcykeln upprätthåller spänningen över kondensatorn och referensspänningen tillsammans utgångsspänningsnivån. Under den negativa halvcykeln leder dioden när katodspänningen blir lägre än anodspänningen. Dessa förändringar gör att utgångsspänningen blir den som visas i figuren ovan.
Negativ Clamper
En negativ Clamper-krets är en krets som består av en diod, ett motstånd och en kondensator och som förskjuter utgångssignalen till den negativa delen av ingångssignalen. Figuren nedan förklarar uppbyggnaden av en negativ clamperkrets.
Under den positiva halvcykeln laddas kondensatorn till sitt toppvärde $v_{m}$. Dioden är framåtriktad och leder. Under den negativa halvcykeln blir dioden omvänt förspänd och blir öppen krets. Kretsens utgång vid detta tillfälle blir
$$$V_{0}=V_{i}+V_{m}$$$
Därmed är signalen negativt klämd som visas i figuren ovan. Utgångssignalen förändras enligt förändringarna i ingången, men skiftar nivån enligt laddningen på kondensatorn, då den adderar ingångsspänningen.
Negativ clamper med positiv Vr
En negativ clamper-krets om den är förspänd med någon positiv referensspänning, kommer den spänningen att adderas till utgången för att höja den klämda nivån. Med hjälp av detta konstrueras kretsen för negativ clamper med positiv referensspänning enligt nedan.
Trots att utgångsspänningen är negativt klämd höjs en del av utgångsvågformen till den positiva nivån, eftersom den applicerade referensspänningen är positiv. Under den positiva halvcykeln leder dioden, men utgången är lika med den positiva referensspänningen som tillämpas. Under den negativa halvcykeln fungerar dioden som öppen krets och spänningen över kondensatorn bildar utgången.
Negativ clamper med negativ Vr
En negativ clamper-krets om den är polariserad med någon negativ referensspänning, kommer den spänningen att läggas till utgången för att höja den klämda nivån. Med hjälp av detta konstrueras kretsen för negativ clamper med negativ referensspänning enligt nedan.
Diodens katod är ansluten till en negativ referensspänning, som är mindre än noll och anodspänningen. Därför börjar dioden leda under den positiva halvcykeln, före nollspänningsnivån. Under den negativa halvcykeln visas spänningen över kondensatorn vid utgången. Därmed kläms vågformen mot den negativa delen.
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