Elektronische Schaltungen - Clamper-Schaltungen

Eine Clamper-Schaltung ist eine Schaltung, die einem Wechselstromsignal einen Gleichstrompegel hinzufügt. Tatsächlich können die positiven und negativen Spitzen der Signale unter Verwendung der Klemmschaltungen auf den gewünschten Pegeln platziert werden. Wenn der Gleichstrompegel verschoben wird, wird eine Klemmschaltung als a bezeichnetLevel Shifter.

Klemmschaltungen bestehen aus Energiespeicherelementen wie Kondensatoren. Eine einfache Klemmschaltung besteht bei Bedarf aus einem Kondensator, einer Diode, einem Widerstand und einer Gleichstrombatterie.

Clamper Circuit

Eine Clamper-Schaltung kann als die Schaltung definiert werden, die aus einer Diode, einem Widerstand und einem Kondensator besteht, der die Wellenform auf einen gewünschten Gleichstrompegel verschiebt, ohne das tatsächliche Erscheinungsbild des angelegten Signals zu ändern.

Um den Zeitraum der Wellenform beizubehalten, wird die tau muss länger als die Hälfte der Zeitspanne sein (die Entladezeit des Kondensators sollte langsam sein.)

$$ \ tau = Rc $$

R ist der Widerstand des verwendeten Widerstands
C ist die Kapazität des verwendeten Kondensators

Die Zeitkonstante des Ladens und Entladens des Kondensators bestimmt den Ausgang einer Klemmschaltung.

In einer Klemmschaltung findet in der Ausgangswellenform eine vertikale Verschiebung nach oben oder unten in Bezug auf das Eingangssignal statt.
Der Lastwiderstand und der Kondensator beeinflussen die Wellenform. Die Entladezeit des Kondensators sollte also groß genug sein.

Die im Eingang vorhandene Gleichstromkomponente wird zurückgewiesen, wenn ein kondensatorgekoppeltes Netzwerk verwendet wird (da ein Kondensator Gleichstrom blockiert). Daher wenndc muss sein restoredwird eine Klemmschaltung verwendet.

Arten von Clampern

Es gibt nur wenige Arten von Klemmschaltungen, wie z

Positive Clamper
Positiver Clamper mit positivem $ V_r $
Positiver Clamper mit negativem $ V_r $
Negative Clamper
Negativer Clamper mit positivem $ V_ {r} $
Negativer Clamper mit negativem $ V_ {r} $

Lassen Sie uns sie im Detail durchgehen.

Positive Clamper-Schaltung

Ein Klemmkreis stellt den Gleichstrompegel wieder her. Wenn eine negative Spitze des Signals über den Nullpegel angehoben wird, spricht man von einem Signalpositively clamped.

Eine positive Klemmschaltung besteht aus einer Diode, einem Widerstand und einem Kondensator und verschiebt das Ausgangssignal in den positiven Teil des Eingangssignals. Die folgende Abbildung erläutert den Aufbau einer positiven Klemmschaltung.

Wenn der Eingang gegeben ist, ist der Kondensator anfänglich noch nicht geladen und die Diode ist in Sperrrichtung vorgespannt. Die Ausgabe wird zu diesem Zeitpunkt nicht berücksichtigt. Während der negativen Halbwelle wird der Kondensator beim Spitzenwert auf einer Platte mit negativ und auf der anderen mit positiv geladen. Der Kondensator wird nun auf seinen Spitzenwert $ V_ {m} $ aufgeladen. Die Diode ist in Vorwärtsrichtung vorgespannt und leitet stark.

Während der nächsten positiven Halbwelle wird der Kondensator auf positive Vm aufgeladen, während die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und offen geschaltet wird. Der Ausgang der Schaltung wird zu diesem Zeitpunkt sein

$$ V_ {0} = V_ {i} + V_ {m} $$

Daher wird das Signal wie in der obigen Abbildung gezeigt positiv geklemmt. Das Ausgangssignal ändert sich entsprechend den Änderungen am Eingang, verschiebt jedoch den Pegel entsprechend der Ladung des Kondensators, wenn es die Eingangsspannung addiert.

Positiver Clamper mit positivem V _r

Wenn eine positive Klemmschaltung mit einer positiven Referenzspannung vorgespannt ist, wird diese Spannung zum Ausgang addiert, um den geklemmten Pegel zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Schaltung des positiven Klemmens mit positiver Referenzspannung wie folgt aufgebaut.

Während der positiven Halbwelle wird die Referenzspannung über die Diode am Ausgang angelegt und mit zunehmender Eingangsspannung steigt die Kathodenspannung der Diode in Bezug auf die Anodenspannung an und hört daher auf zu leiten. Während der negativen Halbwelle wird die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt und beginnt zu leiten. Die Spannung am Kondensator und die Referenzspannung halten zusammen den Ausgangsspannungspegel aufrecht.

Positiver Clamper mit negativem $ V_ {r} $

Wenn eine positive Klemmschaltung mit einer negativen Referenzspannung vorgespannt ist, wird diese Spannung zum Ausgang addiert, um den geklemmten Pegel zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Schaltung des positiven Klemmens mit positiver Referenzspannung wie folgt aufgebaut.

Während der positiven Halbwelle halten die Spannung am Kondensator und die Referenzspannung zusammen den Ausgangsspannungspegel aufrecht. Während der negativen Halbwelle leitet die Diode, wenn die Kathodenspannung kleiner als die Anodenspannung wird. Durch diese Änderungen wird die Ausgangsspannung wie in der obigen Abbildung gezeigt.

Negative Clamper

Eine negative Klemmschaltung besteht aus einer Diode, einem Widerstand und einem Kondensator und verschiebt das Ausgangssignal in den negativen Teil des Eingangssignals. Die folgende Abbildung erläutert den Aufbau einer negativen Klemmschaltung.

Während der positiven Halbwelle wird der Kondensator auf seinen Spitzenwert $ v_ {m} $ aufgeladen. Die Diode ist in Vorwärtsrichtung vorgespannt und leitet. Während der negativen Halbwelle wird die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und wird offen geschaltet. Der Ausgang der Schaltung wird zu diesem Zeitpunkt sein

$$ V_ {0} = V_ {i} + V_ {m} $$

Daher wird das Signal wie in der obigen Abbildung gezeigt negativ geklemmt. Das Ausgangssignal ändert sich entsprechend den Änderungen am Eingang, verschiebt jedoch den Pegel entsprechend der Ladung des Kondensators, wenn es die Eingangsspannung addiert.

Negativer Clamper mit positivem V _r

Wenn eine negative Klemmschaltung mit einer positiven Referenzspannung vorgespannt ist, wird diese Spannung zum Ausgang addiert, um den geklemmten Pegel zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Schaltung des negativen Klemmens mit positiver Referenzspannung wie folgt aufgebaut.

Obwohl die Ausgangsspannung negativ geklemmt ist, wird ein Teil der Ausgangswellenform auf den positiven Pegel angehoben, da die angelegte Referenzspannung positiv ist. Während der positiven Halbwelle leitet die Diode, aber der Ausgang entspricht der angelegten positiven Referenzspannung. Während der negativen Halbwelle wirkt die Diode als offener Stromkreis und die Spannung am Kondensator bildet den Ausgang.

Negativer Clamper mit negativem V _r

Wenn eine negative Klemmschaltung mit einer negativen Referenzspannung vorgespannt ist, wird diese Spannung zum Ausgang addiert, um den geklemmten Pegel zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Schaltung des negativen Klemmens mit negativer Referenzspannung wie folgt aufgebaut.

Die Kathode der Diode ist mit einer negativen Referenzspannung verbunden, die kleiner als die von Null und der Anodenspannung ist. Daher beginnt die Diode während der positiven Halbwelle vor dem Nullspannungspegel zu leiten. Während der negativen Halbwelle erscheint die Spannung am Kondensator am Ausgang. Somit wird die Wellenform in Richtung des negativen Teils geklemmt.