Mạch điện tử - Mạch kẹp

Mạch kẹp là mạch bổ sung mức DC cho tín hiệu AC. Trên thực tế, các đỉnh âm và dương của tín hiệu có thể được đặt ở các mức mong muốn bằng cách sử dụng các mạch kẹp. Khi mức DC được thay đổi, một mạch kẹp được gọi làLevel Shifter.

Mạch kẹp bao gồm các phần tử lưu trữ năng lượng như tụ điện. Một mạch kẹp đơn giản bao gồm một tụ điện, một diode, một điện trở và một pin một chiều nếu cần.

Mạch kẹp

Mạch kẹp có thể được định nghĩa là mạch bao gồm một diode, một điện trở và một tụ điện có chức năng dịch chuyển dạng sóng đến mức DC mong muốn mà không làm thay đổi hình thức thực tế của tín hiệu được áp dụng.

Để duy trì khoảng thời gian của dạng sóng, tau phải lớn hơn, một nửa khoảng thời gian (thời gian phóng điện của tụ điện phải chậm.)

$$ \ tau = Rc $$

Ở đâu

R là điện trở của điện trở được sử dụng
C là điện dung của tụ điện đã dùng

Hằng số thời gian của điện tích và phóng điện của tụ điện xác định đầu ra của mạch kẹp.

Trong mạch kẹp, sự dịch chuyển dọc lên hoặc xuống diễn ra ở dạng sóng đầu ra đối với tín hiệu đầu vào.
Điện trở tải và tụ điện ảnh hưởng đến dạng sóng. Vì vậy, thời gian phóng điện của tụ điện phải đủ lớn.

Thành phần DC có trong đầu vào bị loại bỏ khi sử dụng mạng ghép tụ điện (như một khối tụ điện một chiều). Do đó khidc cần phải được restored, mạch kẹp được sử dụng.

Các loại kẹp

Có một số loại mạch kẹp, chẳng hạn như

Kẹp tích cực
Kẹp dương với $ V_r $ dương
Kẹp dương với $ V_r $ âm
Kẹp âm bản
Kẹp âm với $ V_ {r} $ dương
Bộ kẹp âm có $ V_ {r} $ âm

Hãy để chúng tôi đi qua chúng một cách chi tiết.

Mạch kẹp tích cực

Mạch Kẹp khôi phục mức DC. Khi một đỉnh âm của tín hiệu được nâng lên trên mức 0, thì tín hiệu được cho làpositively clamped.

Mạch Kẹp dương là mạch bao gồm một điốt, một điện trở và một tụ điện và chuyển tín hiệu đầu ra sang phần tích cực của tín hiệu đầu vào. Hình bên dưới giải thích cấu tạo của mạch kẹp dương.

Ban đầu khi đầu vào được đưa ra, tụ điện vẫn chưa được sạc và diode bị phân cực ngược. Đầu ra không được xem xét tại thời điểm này. Trong nửa chu kỳ âm, ở giá trị cực đại, tụ điện nhiễm điện âm trên một bản và dương trên bản kia. Tụ điện hiện đã được sạc đến giá trị đỉnh $ V_ {m} $. Diode được phân cực thuận và dẫn điện nặng.

Trong nửa chu kỳ dương tiếp theo, tụ điện được tích điện dương Vm trong khi điốt bị phân cực ngược và bị hở mạch. Đầu ra của mạch tại thời điểm này sẽ là

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

Do đó tín hiệu được kẹp dương như trong hình trên. Tín hiệu đầu ra thay đổi theo những thay đổi trong đầu vào, nhưng thay đổi mức độ theo điện tích trên tụ điện, khi nó thêm điện áp đầu vào.

Kẹp dương với V _r dương

Mạch kẹp dương nếu được phân cực với một số điện áp chuẩn dương, điện áp đó sẽ được thêm vào đầu ra để nâng mức được kẹp. Sử dụng điều này, mạch của kẹp dương với điện áp chuẩn dương được xây dựng như bên dưới.

Trong nửa chu kỳ dương, điện áp tham chiếu được đặt qua diode ở đầu ra và khi điện áp đầu vào tăng lên, điện áp catốt của diode tăng so với điện áp anốt và do đó nó ngừng dẫn điện. Trong nửa chu kỳ âm, diode được phân cực thuận và bắt đầu dẫn điện. Điện áp trên tụ điện và điện áp chuẩn cùng duy trì mức điện áp đầu ra.

Kẹp dương với $ V_ {r} $ âm

Mạch kẹp dương nếu sai lệch với một số điện áp tham chiếu âm, điện áp đó sẽ được thêm vào đầu ra để nâng cao mức kẹp. Sử dụng điều này, mạch của kẹp dương với điện áp chuẩn dương được xây dựng như bên dưới.

Trong nửa chu kỳ dương, điện áp trên tụ điện và điện áp chuẩn cùng duy trì mức điện áp đầu ra. Trong nửa chu kỳ âm, điốt dẫn điện khi điện áp catốt nhỏ hơn điện áp anốt. Những thay đổi này làm cho điện áp đầu ra như trong hình trên.

Kẹp âm bản

Mạch Kẹp âm là một mạch bao gồm một diode, một điện trở và một tụ điện và chuyển tín hiệu đầu ra sang phần âm của tín hiệu đầu vào. Hình bên dưới giải thích cấu tạo của mạch kẹp âm.

Trong nửa chu kỳ dương, tụ điện được tích điện đến giá trị đỉnh $ v_ {m} $. Diode được phân cực thuận và dẫn. Trong nửa chu kỳ âm, diode bị phân cực ngược và bị hở mạch. Đầu ra của mạch tại thời điểm này sẽ là

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

Do đó tín hiệu bị kẹp âm như trong hình trên. Tín hiệu đầu ra thay đổi theo những thay đổi trong đầu vào, nhưng thay đổi mức độ theo điện tích trên tụ điện, khi nó thêm điện áp đầu vào.

Kẹp âm với V _r dương

Mạch kẹp âm nếu được phân cực với một số điện áp chuẩn dương, điện áp đó sẽ được thêm vào đầu ra để nâng mức được kẹp. Sử dụng điều này, mạch của bộ kẹp âm với điện áp chuẩn dương được xây dựng như bên dưới.

Mặc dù điện áp đầu ra được kẹp âm, một phần của dạng sóng đầu ra được nâng lên mức dương, vì điện áp tham chiếu được áp dụng là dương. Trong nửa chu kỳ tích cực, diode dẫn điện, nhưng đầu ra bằng với điện áp chuẩn dương được áp dụng. Trong nửa chu kỳ âm, điốt hoạt động như mở mạch và điện áp trên tụ điện tạo thành đầu ra.

Kẹp âm với V _{r âm}

Mạch kẹp âm nếu sai lệch với một số điện áp tham chiếu âm, điện áp đó sẽ được thêm vào đầu ra để nâng mức được kẹp. Sử dụng điều này, mạch của bộ kẹp âm với điện áp tham chiếu âm được xây dựng như bên dưới.

Cực âm của điốt được nối với điện áp tham chiếu âm, nhỏ hơn điện áp cực dương bằng 0 và nhỏ hơn. Do đó diode bắt đầu dẫn điện trong nửa chu kỳ dương, trước mức điện áp bằng không. Trong nửa chu kỳ âm, điện áp trên tụ xuất hiện ở đầu ra. Do đó, dạng sóng bị kẹp về phía phần âm.