Электронные схемы - схемы фиксаторов

Цепь фиксатора - это цепь, которая добавляет уровень постоянного тока к сигналу переменного тока. Фактически, положительные и отрицательные пики сигналов могут быть размещены на желаемых уровнях с помощью схем ограничения. Когда уровень постоянного тока смещается, фиксирующая цепь называетсяLevel Shifter.

Цепи фиксаторов состоят из элементов аккумулирования энергии, таких как конденсаторы. Простая схема фиксатора состоит из конденсатора, диода, резистора и, при необходимости, батареи постоянного тока.

Цепь зажима

Схема фиксатора может быть определена как схема, состоящая из диода, резистора и конденсатора, которая сдвигает форму волны до желаемого уровня постоянного тока без изменения фактического внешнего вида приложенного сигнала.

Чтобы сохранить временной период формы волны, tau должно быть больше половины периода времени (время разряда конденсатора должно быть медленным).

$$ \ tau = Rc $$

где

R - сопротивление используемого резистора.
C - емкость используемого конденсатора

Постоянная времени заряда и разряда конденсатора определяет выход цепи фиксатора.

В схеме фиксатора вертикальный сдвиг вверх или вниз имеет место в форме выходного сигнала по отношению к входному сигналу.
Нагрузочный резистор и конденсатор влияют на форму сигнала. Значит, время разряда конденсатора должно быть достаточно большим.

Составляющая постоянного тока, присутствующая на входе, отклоняется, когда используется сеть с конденсаторной связью (как конденсаторные блоки постоянного тока). Следовательно, когдаdc должно быть restored, используется зажимная цепь.

Типы зажимов

Есть несколько типов цепей фиксаторов, например

Положительный зажим
Положительный клампер с положительным $ V_r $
Положительный зажим с отрицательным $ V_r $
Отрицательный зажим
Отрицательный зажим с положительным $ V_ {r} $
Отрицательный зажим с отрицательным $ V_ {r} $

Разберем их подробно.

Цепь положительного фиксатора

Цепь ограничения восстанавливает уровень постоянного тока. Когда отрицательный пик сигнала поднимается выше нулевого уровня, то сигнал называетсяpositively clamped.

Схема положительного фиксатора состоит из диода, резистора и конденсатора, которая сдвигает выходной сигнал на положительную часть входного сигнала. На рисунке ниже поясняется конструкция цепи положительного фиксатора.

Первоначально при подаче входного сигнала конденсатор еще не заряжен и диод имеет обратное смещение. Результат на данный момент не рассматривается. Во время отрицательного полупериода при пиковом значении конденсатор заряжается отрицательным зарядом на одной пластине и положительным - на другой. Конденсатор теперь заряжен до своего пикового значения $ V_ {m} $. Диод смещен в прямом направлении и имеет большую проводимость.

В течение следующего положительного полупериода конденсатор заряжается до положительного значения Vm, в то время как диод смещается в обратном направлении и замыкается. Выход схемы в этот момент будет

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

Следовательно, сигнал фиксируется положительно, как показано на рисунке выше. Выходной сигнал изменяется в соответствии с изменениями на входе, но сдвигает уровень в соответствии с зарядом конденсатора, поскольку он добавляет входное напряжение.

Положительный зажим с положительным V _r

Положительная цепь фиксатора, если она смещена некоторым положительным опорным напряжением, это напряжение будет добавлено к выходу для повышения уровня ограничения. Используя это, схема положительного фиксатора с положительным опорным напряжением строится, как показано ниже.

В течение положительного полупериода, опорное напряжение подается через диод на выходе и в качестве входных напряжение увеличивается, напряжение катод диода увеличение по отношению к напряжению анода и, следовательно, он прекращает проведение. Во время отрицательного полупериода диод смещается вперед и начинает проводить. Напряжение на конденсаторе и опорного напряжения вместе поддерживать уровень выходного напряжения.

Положительный зажим с отрицательным $ V_ {r} $

Положительная схема фиксатора, если смещена некоторым отрицательным опорным напряжением, это напряжение будет добавлено к выходу, чтобы поднять уровень ограничения. Используя это, схема положительного фиксатора с положительным опорным напряжением строится, как показано ниже.

В течение положительного полупериода, напряжение на конденсаторе и опорное напряжение вместе поддерживать уровень выходного напряжения. Во время отрицательного полупериода диод проводит, когда катодное напряжение становится меньше анодного. Эти изменения делают выходное напряжение таким, как показано на рисунке выше.

Отрицательный зажим

Схема отрицательного фиксатора состоит из диода, резистора и конденсатора, которая сдвигает выходной сигнал на отрицательную часть входного сигнала. На рисунке ниже поясняется конструкция цепи отрицательного фиксатора.

Во время положительного полупериода конденсатор заряжается до своего пикового значения $ v_ {m} $. Диод смещен в прямом направлении и проводит ток. Во время отрицательного полупериода диод смещается в обратном направлении и замыкается. Выход схемы в этот момент будет

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

Следовательно, сигнал ограничивается отрицательно, как показано на рисунке выше. Выходной сигнал изменяется в соответствии с изменениями на входе, но сдвигает уровень в соответствии с зарядом конденсатора, поскольку он добавляет входное напряжение.

Отрицательный зажим с положительным V _r

Отрицательная цепь фиксатора, если она смещена некоторым положительным опорным напряжением, это напряжение будет добавлено к выходу для повышения уровня ограничения. Используя это, схема отрицательного фиксатора с положительным опорным напряжением строится, как показано ниже.

Несмотря на то, выходное напряжение отрицательно зажимается, часть выходного сигнала повышается до положительного уровня, так как приложенное опорное напряжение является положительным. В течение положительного полупериода, диод проводит ток, но выход равен применяется положительное опорное напряжение. Во время отрицательного полупериода диод работает как разомкнутый, и напряжение на конденсаторе формирует выход.

Отрицательный зажим с отрицательным V _r

Отрицательная цепь фиксатора, если она смещена некоторым отрицательным опорным напряжением, это напряжение будет добавлено к выходу для повышения уровня ограничения. Используя это, схема отрицательного фиксатора с отрицательным опорным напряжением строится, как показано ниже.

Катод диода соединен с отрицательным опорным напряжением, которое меньше нулевого и анодного напряжения. Следовательно, диод начинает проводить в течение положительного полупериода до нулевого уровня напряжения. Во время отрицательного полупериода на выходе появляется напряжение на конденсаторе. Таким образом, форма волны ограничена отрицательной частью.