電子回路-クランパー回路
クランパー回路は、AC信号にDCレベルを追加する回路です。実際には、信号の正と負のピークは、クランプ回路を使用して目的のレベルに配置できます。DCレベルがシフトすると、クランパー回路はLevel Shifter。
クランパー回路は、コンデンサーのようなエネルギー貯蔵要素で構成されています。単純なクランパー回路は、コンデンサー、ダイオード、抵抗器、および必要に応じてDCバッテリーで構成されます。
クランパー回路
クランパー回路は、印加された信号の実際の外観を変えることなく、波形を目的のDCレベルにシフトするダイオード、抵抗、およびコンデンサで構成される回路として定義できます。
波形の期間を維持するために、 tau 半分の時間より長くなければなりません（コンデンサの放電時間は遅くなければなりません）。
$$ \ tau = Rc $$
どこ
- Rは使用する抵抗の抵抗です
- Cは使用するコンデンサの静電容量です
コンデンサの充電と放電の時定数は、クランパー回路の出力を決定します。
クランパー回路では、入力信号に対して出力波形で上向きまたは下向きの垂直シフトが発生します。
負荷抵抗とコンデンサが波形に影響を与えます。したがって、コンデンサの放電時間は十分に長くする必要があります。
コンデンサ結合ネットワークが使用されている場合（コンデンサがDCをブロックするため）、入力に存在するDC成分は拒否されます。したがって、dc する必要があります restored、クランプ回路を使用しています。
クランパーの種類
クランパー回路には、次のようないくつかのタイプがあります。
- ポジティブクランパー
- 正の$ V_r $の正のクランパー
- 負の$ V_r $の正のクランパー
- ネガティブクランパー
- 正の$ V_ {r} $の負のクランパー
- 負の$ V_ {r} $の負のクランパー
それらについて詳しく見ていきましょう。
ポジティブクランパー回路
クランプ回路はDCレベルを回復します。信号の負のピークがゼロレベルより上に上がると、信号は次のようになります。positively clamped。
正クランパー回路は、ダイオード、抵抗、コンデンサで構成され、出力信号を入力信号の正の部分にシフトする回路です。下の図は、ポジティブクランパー回路の構造を説明しています。
最初に入力が与えられたとき、コンデンサはまだ充電されておらず、ダイオードは逆バイアスされています。この時点では、出力は考慮されません。負の半サイクル中、ピーク値で、コンデンサは一方のプレートで負に、もう一方のプレートで正に充電されます。これで、コンデンサはピーク値$ V_ {m} $まで充電されます。ダイオードは順方向にバイアスされており、導通が大きくなっています。
次の正の半サイクル中に、コンデンサは正のVmに充電され、ダイオードは逆バイアスされて開回路になります。このときの回路の出力は
$$ V_ {0} = V_ {i} + V_ {m} $$
したがって、上の図に示すように、信号は確実にクランプされます。出力信号は入力の変化に応じて変化しますが、入力電圧を加算するため、コンデンサの電荷に応じてレベルがシフトします。
正のVrを持つ正のクランパー
正の基準電圧でバイアスされている場合、正のクランパー回路は、その電圧が出力に追加されて、クランプされたレベルを上げます。これを使用して、正の基準電圧を持つ正のクランパーの回路は次のように構成されます。
正の半サイクルの間、基準電圧は出力でダイオードを介して印加され、入力電圧が増加すると、ダイオードのカソード電圧がアノード電圧に対して増加するため、導通が停止します。負の半サイクルの間、ダイオードは順方向にバイアスされ、導通を開始します。コンデンサ両端の電圧と基準電圧が一緒になって出力電圧レベルを維持します。
ネガティブ$ V_ {r} $のポジティブクランパー
正のクランパー回路が負の基準電圧でバイアスされている場合、その電圧が出力に追加されてクランプレベルが上がります。これを使用して、正の基準電圧を持つ正のクランパーの回路は次のように構成されます。
正の半サイクルの間、コンデンサ両端の電圧と基準電圧が一緒になって出力電圧レベルを維持します。負の半サイクルの間、カソード電圧がアノード電圧より低くなると、ダイオードが導通します。これらの変更により、上図に示すような出力電圧が得られます。
ネガティブクランパー
ネガティブクランパー回路は、ダイオード、抵抗、コンデンサで構成され、出力信号を入力信号の負の部分にシフトする回路です。下の図は、負のクランパー回路の構造を説明しています。
正の半サイクル中に、コンデンサはそのピーク値$ v_ {m} $まで充電されます。ダイオードは順方向にバイアスされ、導通します。負の半サイクルの間、ダイオードは逆バイアスされ、開回路になります。このときの回路の出力は
$$ V_ {0} = V_ {i} + V_ {m} $$
したがって、上の図に示すように、信号は負にクランプされます。出力信号は入力の変化に応じて変化しますが、入力電圧を加算するため、コンデンサの電荷に応じてレベルがシフトします。
正のVrを持つ負のクランパー
負のクランパー回路が正の基準電圧でバイアスされている場合、その電圧が出力に追加されてクランプレベルが上がります。これを使用して、正の基準電圧を持つ負のクランパーの回路は次のように構成されます。
出力電圧は負にクランプされますが、印加された基準電圧が正であるため、出力波形の一部が正のレベルに上昇します。正の半サイクルの間、ダイオードは導通しますが、出力は印加された正の基準電圧に等しくなります。負の半サイクルの間、ダイオードは開回路として機能し、コンデンサの両端の電圧が出力を形成します。
負のVrを使用した負のクランパー
負の基準電圧でバイアスされている場合、負のクランパー回路は、その電圧が出力に追加され、クランプされたレベルを上げます。これを使用して、負の基準電圧を持つ負のクランパーの回路は次のように構成されます。
ダイオードのカソードは、ゼロの基準電圧とアノード電圧よりも低い負の基準電圧に接続されています。したがって、ダイオードは、ゼロ電圧レベルの前の正の半サイクル中に導通を開始します。負の半サイクルの間、コンデンサの両端の電圧が出力に現れます。したがって、波形は負の部分に向かってクランプされます。
アプリケーション
クリッパーとクランパーの両方に多くのアプリケーションがあります。
バリカン
- 波形の生成と整形に使用されます
- スパイクから回路を保護するために使用されます
- 振幅復元器に使用
- 電圧リミッターとして使用
- テレビ回路で使用
- FMトランスミッターで使用
クランパー
- 直流復元器として使用
- 歪みを取り除くために使用されます
- 電圧マルチプライヤとして使用
- アンプの保護に使用されます
- テスト機器として使用
- ベースラインスタビライザーとして使用