Obwody elektroniczne - obwody zaciskowe

Obwód zaciskowy to obwód, który dodaje poziom DC do sygnału AC. W rzeczywistości dodatnie i ujemne szczyty sygnałów można umieścić na żądanych poziomach za pomocą obwodów mocujących. Gdy poziom DC zostaje przesunięty, obwód zacisku nazywany jest jakoLevel Shifter.

Obwody zaciskowe składają się z elementów magazynujących energię, takich jak kondensatory. Prosty obwód zaciskowy składa się z kondensatora, diody, rezystora i baterii prądu stałego, jeśli jest to wymagane.

Obwód zaciskowy

Obwód Clamper można zdefiniować jako obwód składający się z diody, rezystora i kondensatora, który przesuwa kształt fali do pożądanego poziomu prądu stałego bez zmiany rzeczywistego wyglądu przyłożonego sygnału.

Aby zachować okres czasu fali, rozszerzenie tau musi być większa niż połowa okresu czasu (czas rozładowania kondensatora powinien być powolny).

$$ \ tau = Rc $$

Gdzie

R jest rezystancją zastosowanego rezystora
C to pojemność zastosowanego kondensatora

Stała czasowa ładowania i rozładowania kondensatora określa moc wyjściową obwodu zaciskowego.

W obwodzie zaciskowym następuje pionowe przesunięcie w górę lub w dół przebiegu wyjściowego w odniesieniu do sygnału wejściowego.
Rezystor obciążający i kondensator wpływają na przebieg. Tak więc czas rozładowania kondensatora powinien być wystarczająco duży.

Składowa DC obecna na wejściu jest odrzucana, gdy używana jest sieć sprzężona z kondensatorem (jako kondensator blokuje prąd stały). Stąd kiedydc musi być restored, używany jest obwód zaciskowy.

Rodzaje zacisków

Istnieje kilka typów obwodów zaciskowych, takich jak

Pozytywny Clamper
Zacisk dodatni z dodatnim $ V_r $
Zacisk dodatni z ujemnym $ V_r $
Zacisk ujemny
Zacisk ujemny z dodatnim $ V_ {r} $
Zacisk ujemny z minusem $ V_ {r} $

Omówmy je szczegółowo.

Dodatni obwód zacisku

Obwód zaciskowy przywraca poziom DC. Kiedy ujemny szczyt sygnału jest podniesiony powyżej poziomu zerowego, mówi się, że sygnał jestpositively clamped.

Obwód z zaciskiem dodatnim to taki, który składa się z diody, rezystora i kondensatora i przesuwa sygnał wyjściowy do dodatniej części sygnału wejściowego. Poniższy rysunek wyjaśnia budowę dodatniego obwodu zaciskowego.

Początkowo, gdy podane jest dane wejściowe, kondensator nie jest jeszcze naładowany, a dioda jest spolaryzowana odwrotnie. Wyjście nie jest brane pod uwagę w tym momencie. Podczas ujemnego półcyklu, przy wartości szczytowej, kondensator jest ładowany ujemnym na jednej płycie i dodatnim na drugiej. Kondensator jest teraz ładowany do wartości szczytowej $ V_ {m} $. Dioda jest spolaryzowana do przodu i silnie przewodzi.

Podczas następnego dodatniego półcyklu kondensator jest ładowany do dodatniego Vm, podczas gdy dioda jest spolaryzowana wstecz i otwiera się. Wyjście obwodu w tym momencie będzie

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

W związku z tym sygnał jest stabilizowany dodatnio, jak pokazano na powyższym rysunku. Sygnał wyjściowy zmienia się zgodnie ze zmianami na wejściu, ale przesuwa poziom zgodnie z ładunkiem na kondensatorze, ponieważ dodaje napięcie wejściowe.

Zacisk dodatni z dodatnim V _r

Dodatni obwód zaciskowy, jeśli jest polaryzowany dodatnim napięciem odniesienia, to napięcie zostanie dodane do wyjścia, aby podnieść poziom zacisku. Wykorzystując to, obwód zacisku dodatniego z dodatnim napięciem odniesienia jest zbudowany jak poniżej.

Podczas dodatniego półokresu napięcie odniesienia jest przykładane przez diodę na wyjściu, a wraz ze wzrostem napięcia wejściowego napięcie katodowe diody rośnie w stosunku do napięcia anodowego, a zatem przestaje przewodzić. Podczas ujemnego półcyklu dioda zostaje przesunięta do przodu i zaczyna przewodzić. Napięcie na kondensatorze i napięcie odniesienia razem utrzymują poziom napięcia wyjściowego.

Zacisk dodatni z ujemnym $ V_ {r} $

Dodatni obwód zaciskowy, jeśli jest spolaryzowany jakimś ujemnym napięciem odniesienia, to napięcie zostanie dodane do wyjścia w celu podniesienia poziomu zacisku. Wykorzystując to, obwód zacisku dodatniego z dodatnim napięciem odniesienia jest zbudowany jak poniżej.

Podczas dodatniego półokresu napięcie na kondensatorze i napięcie odniesienia razem utrzymują poziom napięcia wyjściowego. Podczas ujemnego półokresu dioda przewodzi, gdy napięcie katody spada poniżej napięcia anodowego. Te zmiany powodują, że napięcie wyjściowe jest pokazane na powyższym rysunku.

Zacisk ujemny

Obwód z zaciskiem ujemnym to taki, który składa się z diody, rezystora i kondensatora i przesuwa sygnał wyjściowy do ujemnej części sygnału wejściowego. Poniższy rysunek wyjaśnia budowę ujemnego obwodu zaciskowego.

Podczas dodatniego półcyklu kondensator jest ładowany do wartości szczytowej $ v_ {m} $. Dioda jest spolaryzowana do przodu i przewodzi. Podczas ujemnego półcyklu dioda zostaje spolaryzowana odwrotnie i zostaje otwarta w obwodzie. Wyjście obwodu w tym momencie będzie

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

W związku z tym sygnał jest stabilizowany ujemnie, jak pokazano na powyższym rysunku. Sygnał wyjściowy zmienia się zgodnie ze zmianami na wejściu, ale przesuwa poziom zgodnie z ładunkiem na kondensatorze, ponieważ dodaje napięcie wejściowe.

Zacisk ujemny z dodatnim V _r

Ujemny obwód zaciskowy, jeśli jest obciążony dodatnim napięciem odniesienia, to napięcie zostanie dodane do wyjścia w celu podniesienia poziomu zacisku. Wykorzystując to, obwód zacisku ujemnego z dodatnim napięciem odniesienia jest zbudowany jak poniżej.

Chociaż napięcie wyjściowe jest ujemne, część przebiegu wyjściowego jest podnoszona do poziomu dodatniego, ponieważ przyłożone napięcie odniesienia jest dodatnie. Podczas dodatniego półokresu dioda przewodzi, ale wyjście jest równe przyłożonemu dodatniemu napięciu odniesienia. Podczas ujemnego półcyklu dioda działa jak otwarty obwód, a napięcie na kondensatorze tworzy wyjście.

Zacisk ujemny z ujemnym V _r

Ujemny obwód zaciskowy, jeśli jest spolaryzowany jakimś ujemnym napięciem odniesienia, to napięcie zostanie dodane do wyjścia w celu podniesienia poziomu zacisku. Wykorzystując to, obwód zacisku ujemnego z ujemnym napięciem odniesienia jest zbudowany jak poniżej.

Katoda diody jest połączona z ujemnym napięciem odniesienia, które jest mniejsze od zera, i napięciem anodowym. Stąd dioda zaczyna przewodzić podczas dodatniego półcyklu, przed zerowym poziomem napięcia. Podczas ujemnego półcyklu na wyjściu pojawia się napięcie na kondensatorze. W ten sposób przebieg jest zaciskany w kierunku części ujemnej.