Diode Clamper kredsløb – Positiv, negativ og forspændt Clamper kredsløb

Førhen lærte vi om Clipper kredsløb, som bruges til at klippe den positive eller negative del af den vekslende bølgeform af. I dag vil vi lære om Clamper-kredsløb, som bruges til at klemme DC-niveauet af udgangssignalet uden at forvrænge bølgeformen, dvs. de er Level Shifter-kredsløb. De kan konstrueres ved hjælp af kondensator, diode og modstand. Forskellen mellem en clipper og en clamper er, at clipper-kredsløbet ændrer bølgeformens form, men clamper manipulerer blot udgangssignalets DC-niveau.

Ved valget af modstand og kondensator skal du være opmærksom på kondensatorens afladningstid, da den opretholder bølgeformens tidsperiode. Den skal være noget større end halvdelen af tidsperioden, så kondensatoren aflader langsomt. Den elektrolytiske kondensator bør ikke bruges i clamperkredsløb, fordi de oplades og aflades langsomt. Udladningstiden () kan beregnes ved hjælp af nedenstående formel:

t (Tau) = RC

Hvor R er den modstand, der anvendes i kredsløbet, og C er kondensatorens kapacitet.

Der er hovedsageligt tre typer af clamper-kredsløb baseret på klemning:

  1. Positive Clamper
  2. Negative Clamper
  3. Biased Clamper

Positive Clamper

Når den negative cyklus klemmer/skifter over nulspændingsniveauet, kaldes clamperkredsløbet for Positive Clamper, fordi hele signalet forskydes til den positive side. Det er et virkelig simpelt kredsløb at designe, du skal blot følge nedenstående kredsløbsdiagram:

Først skal du tilslutte transformatorens 12V (vekselstrømskilde)-pin til kondensatoren og derefter tilslutte diodens negative terminal til kondensatorens anden terminal og den positive terminal til 0V-pin på transformeren. Tilslut nu en 10K-modstand parallelt med dioden. Tilslut oscilloskopets kanal A til indgangssiden og kanal B til udgangssiden som vist i figuren. Nu er du klar til at gå i gang. Tænd for transformeren og oscilloskopet og juster begge kanaler til 0V-linjen, og du vil se, at kanal B er forskudt opad som vist nedenfor:

I den første positive halvcyklus er dioden omvendt polariseret, og kondensatoren bliver ikke ladet op til topværdien. Men i den negative halvcyklus bliver dioden fremadrettet forspændt, og kondensatoren bliver opladet ved sin spidsværdi Vm. Og udgangsspændingen bliver:

Vo= Vi + Vm

Her er Vi indgangsspændingen, Vo er udgangsspændingen, og Vm er den maksimale spænding, som kondensatoren bliver opladet til. Derfor bliver udgangen forskudt med + Vm-niveau. Denne forskydning afhænger udelukkende af den ladning, der er lagret i kondensatoren.

Negative Clamper

Når den positive cyklus klemmer/skifter under nulspændingsniveauet, kaldes clamper-kredsløbet for Negative Clamper, fordi hele signalet forskydes til den negative side. Kredsløbsdiagrammet til opbygning af en Negative clamper er vist nedenfor:

Først tilsluttes transformatorens 12V (vekselstrømskilde)-pin til kondensatoren, og derefter tilsluttes diodens positive terminal til kondensatorens anden terminal og den negative terminal til 0V-pin på transformeren. Tilslut nu en 10K-modstand parallelt med dioden. Tilslut oscilloskopets kanal A til indgangssiden og kanal B til udgangssiden som vist i figuren. Nu er du klar til at gå i gang. Tænd for transformeren og oscilloskopet og juster begge kanaler til 0V-linjen, og du vil se, at kanal B er forskudt nedad som vist i figuren nedenfor. Kanal A er gulfarvet og kanal B er blåfarvet.

I den første positive halvcyklus er dioden forward biased, og kondensatoren bliver ladet op til topværdien Vm, og i den negative halvcyklus bliver dioden reverse biased og fungerer som et åbent kredsløb. Så udgangsspændingen bliver:

Vo= Vi + Vm

Her er Vi indgangsspændingen, Vo er udgangsspændingen, og Vm er den maksimale spænding, som kondensatoren bliver opladet til. Derfor bliver udgangen forskudt med -Vm-niveau, fordi det er den negative spænding. Denne forskydning afhænger udelukkende af den ladning, der er lagret i kondensatoren.

Biased Clamper

En biased clamper er ikke anderledes end de positive og negative clampere, der er omtalt tidligere. Den består blot af en bias-spænding med en diode.

Så hvis du forbinder bias-spændingen med en positiv clamper, så bliver den blot tilføjet med udgangsspændingen, og den vil skifte til et mere positivt niveau som bias-spænding.

Og hvis du forbinder bias-spændingen med en negativ clamper, så bliver den blot tilføjet med udgangsspændingen, og den skifter til et mere negativt niveau som bias-spænding.

Men husk, at hvis du forbinder en negativ bias-spænding med en positiv clamper, så vil den i stedet for at skifte til det positive niveau skifte til et negativt niveau, fordi den vil blive trukket fra udgangsspændingen.

Og hvis du tilslutter en positiv bias-spænding med negativ clamper, så vil den i stedet for at skifte til det negative niveau skifte til et eller andet positivt niveau, fordi den vil blive trukket fra udgangsspændingen.

Vi har designet en positiv clamper med positiv bias-spænding nedenfor.

Skriv en kommentar