Circuitos Eletrônicos - Clamper Circuits

Um Circuito Clamper é um circuito que adiciona um nível DC a um sinal AC. Na verdade, os picos positivos e negativos dos sinais podem ser colocados nos níveis desejados usando os circuitos de fixação. Conforme o nível DC é alterado, um circuito clamper é chamado deLevel Shifter.

Os circuitos do clamper consistem em elementos de armazenamento de energia como capacitores. Um circuito clamper simples é composto por um capacitor, um diodo, um resistor e uma bateria CC, se necessário.

Circuito Clamper

Um circuito Clamper pode ser definido como o circuito que consiste em um diodo, um resistor e um capacitor que muda a forma de onda para um nível DC desejado sem alterar a aparência real do sinal aplicado.

Para manter o período de tempo da forma de onda, o tau deve ser maior do que, metade do período de tempo (o tempo de descarga do capacitor deve ser lento.)

$$ \ tau = Rc $$

Onde

  • R é a resistência do resistor empregado
  • C é a capacitância do capacitor usado

A constante de tempo de carga e descarga do capacitor determina a saída de um circuito clamper.

  • Em um circuito clamper, um deslocamento vertical para cima ou para baixo ocorre na forma de onda de saída em relação ao sinal de entrada.

  • O resistor de carga e o capacitor afetam a forma de onda. Portanto, o tempo de descarga do capacitor deve ser grande o suficiente.

O componente CC presente na entrada é rejeitado quando uma rede acoplada a capacitores é usada (pois um capacitor bloqueia CC). Daí quandodc precisa ser restored, o circuito de fixação é usado.

Tipos de Pinças

Existem alguns tipos de circuitos de fixação, como

  • Grampo Positivo
  • Clamper positivo com $ V_r $ positivo
  • Clamper positivo com $ V_r $ negativo
  • Grampo Negativo
  • Clamper negativo com $ V_ {r} $ positivo
  • Clamper negativo com $ V_ {r} $ negativo

Vamos examiná-los em detalhes.

Circuito Clamper Positivo

Um circuito de fixação restaura o nível DC. Quando um pico negativo do sinal é elevado acima do nível zero, então o sinal é consideradopositively clamped.

Um circuito Clamper Positivo é aquele que consiste em um diodo, um resistor e um capacitor e que muda o sinal de saída para a parte positiva do sinal de entrada. A figura abaixo explica a construção de um circuito clamper positivo.

Inicialmente, quando a entrada é fornecida, o capacitor ainda não está carregado e o diodo é polarizado reversamente. A saída não é considerada neste momento. Durante o meio ciclo negativo, no valor de pico, o capacitor é carregado com negativo em uma placa e positivo na outra. O capacitor agora está carregado com seu valor de pico $ V_ {m} $. O diodo é polarizado direto e conduz fortemente.

Durante o próximo semiciclo positivo, o capacitor é carregado em Vm positivo enquanto o diodo recebe polarização reversa e abre o circuito. A saída do circuito neste momento será

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

Portanto, o sinal é positivamente fixado, conforme mostrado na figura acima. O sinal de saída muda de acordo com as mudanças na entrada, mas muda o nível de acordo com a carga do capacitor, à medida que adiciona a tensão de entrada.

Grampo positivo com V r positivo

Um circuito clamper positivo se polarizado com alguma tensão de referência positiva, essa tensão será adicionada à saída para aumentar o nível de grampo. Usando isso, o circuito do clamper positivo com tensão de referência positiva é construído conforme abaixo.

Durante o meio ciclo positivo, a voltagem de referência é aplicada através do diodo na saída e conforme a voltagem de entrada aumenta, a voltagem catódica do diodo aumenta em relação à voltagem anódica e, portanto, ele para de conduzir. Durante o semiciclo negativo, o diodo obtém polarização direta e começa a conduzir. A tensão no capacitor e a tensão de referência juntas mantêm o nível de tensão de saída.

Grampo positivo com $ V_ {r} $ negativo

Um circuito de grampo positivo se polarizado com alguma tensão de referência negativa, essa tensão será adicionada à saída para aumentar o nível de grampo. Usando isso, o circuito do clamper positivo com tensão de referência positiva é construído conforme abaixo.

Durante o meio ciclo positivo, a tensão no capacitor e a tensão de referência mantêm o nível de tensão de saída. Durante o meio-ciclo negativo, o diodo conduz quando a voltagem do cátodo fica menor que a voltagem do ânodo. Essas mudanças fazem a tensão de saída conforme mostrado na figura acima.

Grampo Negativo

Um circuito Clamper negativo é aquele que consiste em um diodo, um resistor e um capacitor e que muda o sinal de saída para a parte negativa do sinal de entrada. A figura abaixo explica a construção de um circuito de clamper negativo.

Durante o meio ciclo positivo, o capacitor é carregado até seu valor de pico $ v_ {m} $. O diodo é polarizado direto e conduz. Durante o meio ciclo negativo, o diodo recebe polarização reversa e fica em circuito aberto. A saída do circuito neste momento será

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

Portanto, o sinal é fixado negativamente, conforme mostrado na figura acima. O sinal de saída muda de acordo com as mudanças na entrada, mas muda o nível de acordo com a carga do capacitor, à medida que adiciona a tensão de entrada.

Clamper negativo com V r positivo

Um circuito clamper negativo se polarizado com alguma tensão de referência positiva, essa tensão será adicionada à saída para aumentar o nível de grampo. Usando isso, o circuito do grampo negativo com tensão de referência positiva é construído conforme abaixo.

Embora a tensão de saída seja negativamente fixada, uma parte da forma de onda de saída é elevada ao nível positivo, já que a tensão de referência aplicada é positiva. Durante o meio-ciclo positivo, o diodo conduz, mas a saída é igual à tensão de referência positiva aplicada. Durante o meio ciclo negativo, o diodo atua como circuito aberto e a tensão através do capacitor forma a saída.

Grampo negativo com V r negativo

Um circuito de grampo negativo se polarizado com alguma tensão de referência negativa, essa tensão será adicionada à saída para aumentar o nível de grampo. Usando isso, o circuito do grampo negativo com tensão de referência negativa é construído conforme abaixo.

O cátodo do diodo é conectado com uma tensão de referência negativa, que é menor que a de zero e a tensão do ânodo. Portanto, o diodo começa a conduzir durante o meio ciclo positivo, antes do nível de tensão zero. Durante o meio ciclo negativo, a tensão através do capacitor aparece na saída. Assim, a forma de onda é fixada na parte negativa.

Formulários

Existem muitas aplicações para Clippers e Clampers, como

Clippers

  • Usado para a geração e modelagem de formas de onda
  • Usado para a proteção de circuitos de picos
  • Usado para restauradores de amplitude
  • Usado como limitadores de tensão
  • Usado em circuitos de televisão
  • Usado em transmissores FM

Pinças

  • Usado como restauradores de corrente contínua
  • Usado para remover distorções
  • Usado como multiplicador de tensão
  • Usado para a proteção de amplificadores
  • Usado como equipamento de teste
  • Usado como estabilizador de linha de base