Tipus de Clippers i Clampers amb aplicacions

Típic projectes d'electrònica funcionen a diferents rangs de senyal elèctric i, per tant, per a aquests circuits electrònics , es pretén mantenir els senyals en un rang concret per tal d'obtenir les sortides desitjades. Per rebre la sortida als nivells de tensió previstos, disposem d’eines versàtils en el domini elèctric, que s’anomenen Clippers and Clampers. Aquest article mostra una descripció clara de les talladores i les mordasses, les seves diferències i com funcionen segons els nivells de tensió previstos.

Què són els Clippers and Clampers?

Clippers i Clampers en electrònica s’utilitzen àmpliament en el funcionament de receptors de televisió analògics i transmissors de FM. El de freqüència variable la interferència es pot eliminar utilitzant el mètode de fixació en receptors de televisió i en Transmissors FM , els pics de soroll es limiten a un valor específic, per sobre del qual es poden eliminar els pics excessius mitjançant el mètode de retall.

Circuit de Clippers i Clampers

Què és un circuit Clipper?

Un dispositiu electrònic que s’utilitza per eludir la sortida d’un circuit per anar més enllà del valor predeterminat (nivell de tensió) sense variar la part restant de la forma d’ona d’entrada s’anomena Circuit Clipper.

An circuit electrònic que s’utilitza per alterar el pic positiu o negatiu del senyal d’entrada a un valor definit desplaçant tot el senyal cap amunt o cap avall per obtenir els pics del senyal de sortida al nivell desitjat s’anomena circuit Clamper.

Hi ha diferents tipus de circuits de talladores i clampers, tal com es descriu a continuació.

Funcionament del circuit Clipper

El circuit clipper es pot dissenyar utilitzant tant el elements lineals i no lineals tal com resistències , díodes o transistors . Com que aquests circuits només s’utilitzen per retallar la forma d’ona d’entrada segons el requisit i per transmetre la forma d’ona, no contenen cap element d’emmagatzematge d’energia com un condensador. En general, les talladores es classifiquen en dos tipus: Sèrie Clippers i Shunt Clippers.

Sèrie Clippers

Els talls de sèrie es classifiquen de nou en talls de sèrie negatius i talls de sèrie positius que són els següents:

Sèrie Clipper negatiu

La figura anterior mostra una sèrie de talls negatius amb les seves formes d’ona de sortida. Durant el mig cicle positiu, el díode (considerat com un díode ideal) apareix en el polaritzat cap endavant i es condueix de manera que tot el mig cicle positiu d’entrada aparegui a través de la resistència connectada en paral·lel com a forma d’ona de sortida.

Durant el mig cicle negatiu, el díode està esbiaixat inversament. No apareix cap sortida a la resistència. Per tant, retalla el mig cicle negatiu de la forma d'ona d'entrada i, per tant, s'anomena una sèrie de talla negativa.

Sèrie Clipper negatiu

Sèrie Clipper negatiu amb Vr positiu

El tallador negatiu de sèrie amb voltatge de referència positiu és similar al tallador negatiu de sèrie, però en aquest s’afegeix un voltatge de referència positiu en sèrie amb la resistència. Durant el semicicle positiu, el díode comença a conduir només després que el seu valor de voltatge d'ànode supera el valor de tensió del càtode. Com que la tensió del càtode esdevé igual a la tensió de referència, la sortida que apareix a través de la resistència serà la que es mostra a la figura anterior.

Sèrie Clipper negatiu amb Vr positiu

El tallador negatiu de sèrie amb un voltatge de referència negatiu és similar al tallador negatiu de sèrie amb un voltatge de referència positiu, però en lloc de Vr positiu aquí es connecta un Vr negatiu en sèrie amb la resistència, cosa que fa que el voltatge del càtode del díode sigui un voltatge negatiu. .

Així, durant el mig cicle positiu, tota l’entrada apareix com a sortida a través de la resistència i, durant el mig cicle negatiu, l’entrada apareix com a sortida fins que el valor d’entrada sigui inferior al voltatge de referència negatiu, tal com es mostra a la figura.

Sèrie Clipper negatiu amb Vr negatiu

Sèrie Positive Clipper

El circuit de talladora positiu de la sèrie es connecta com es mostra a la figura. Durant el semicicle positiu, el díode es polaritza inversament i no es genera cap sortida a la resistència i, durant el mig cicle negatiu, el díode es condueix i tota l’entrada apareix com a sortida a través de la resistència.

Sèrie Positive Clipper

Sèrie Positive Clipper amb Vr negatiu

És similar al tallador positiu de la sèrie a més d’un voltatge de referència negatiu en sèrie amb una resistència i aquí, durant el mig cicle positiu, la sortida apareix a través de la resistència com a tensió de referència negativa.

Sèrie Clipper positiu amb Vr negatiu

Durant el semicicle negatiu, la sortida es genera després d’assolir un valor superior al voltatge de referència negatiu, tal com es mostra a la figura anterior.

Sèrie Positive Clipper With Positive Vr

En lloc d’un voltatge de referència negatiu, es connecta un voltatge de referència positiu per obtenir un clipper positiu en sèrie amb un voltatge de referència positiu. Durant el mig cicle positiu, la tensió de referència apareix com a sortida a través de la resistència i, durant el mig cicle negatiu, tota l’entrada apareix com a sortida a través de la resistència.

Shunt Clippers

Els talladors de derivació es classifiquen en dos tipus: talladors de derivació negatius i talladors de derivació positiva.

Shunt Negative Clipper

El tallador negatiu de derivació es connecta com es mostra a la figura anterior. Durant el mig cicle positiu, tota l’entrada és la sortida i, durant el mig cicle negatiu, el díode condueix fent que no es generi cap sortida a partir de l’entrada.

Shunt Negative Clipper

Shunt Negative Clipper amb Vr positiu

S’afegeix una tensió de referència positiva en sèrie al díode tal com es mostra a la figura. Durant el mig cicle positiu, l'entrada es genera com a sortida i, durant el mig cicle negatiu, un voltatge de referència positiu serà el voltatge de sortida, tal com es mostra a continuació.

Shunt Negative Clipper amb Vr positiu

Shunt Negative Clipper amb Vr negatiu

En lloc del voltatge de referència positiu, es connecta un voltatge de referència negatiu en sèrie amb el díode per formar un tallador negatiu de derivació amb un voltatge de referència negatiu. Durant el mig cicle positiu, tota l’entrada apareix com a sortida i, durant el mig cicle negatiu, apareix una tensió de referència com a sortida tal com es mostra a la figura següent.

Shunt Negative Clipper With Vr negatiu

Shunt Positive Clipper

Durant el mig cicle positiu, el díode es troba en mode de conducció i no es genera cap sortida i durant el mig cicle negatiu tota l’entrada apareix com a sortida, ja que el díode està en biaix invers com es mostra a la figura següent.

Shunt Positive Clipper

Shunt Positive Clipper amb Vr negatiu

Durant el mig cicle positiu, la tensió de referència negativa connectada en sèrie amb el díode apareix com a sortida i durant el mig cicle negatiu, el díode es condueix fins que el valor de la tensió d’entrada esdevé superior al voltatge de referència negatiu i es generarà la sortida corresponent.

Shunt Positive Clipper amb Vr positiu

Durant el mig cicle positiu, el díode es condueix fent que el voltatge de referència positiu aparegui com a tensió de sortida i, durant el mig cicle negatiu, es genera tota l’entrada a mesura que la sortida ja que el díode està polaritzat inversament.

A més de les retalladores positives i negatives, hi ha un retallador combinat que s’utilitza per retallar tant els semicicles positius com els negatius, tal com es descriu a continuació.

Clipper positiu-negatiu amb tensió de referència Vr

El circuit es connecta com es mostra a la figura amb una tensió de referència Vr, díodes D1 i D2 . Durant el mig cicle positiu, el díode D1 condueix fent que aparegui la tensió de referència connectada en sèrie amb D1 a la sortida.

Durant el cicle negatiu, el díode D2 condueix fent que la tensió de referència negativa connectada a través del D2 aparegui com a sortida corresponent.

Circuits Clipper retallant ambdues ones mitjanes

A continuació, es descriuen els circuits de clipper retallant les dues ones mitjanes.

Per al Half Cycl positiu és

Aquí, el costat del càtode del díode D1 està connectat a una tensió CC positiva i l’ànode rep una tensió positiva variada. De la mateixa manera, el costat ànode del díode D2 està connectat a una tensió de CC negativa i el costat de càtode rep una tensió positiva variada. En el moment del semicicle positiu, el díode D2 estarà totalment en estat de polarització inversa. Aquí, les equacions es representen de la següent manera:

Quan la tensió d'entrada és inferior a Vdc1 + Vd1 quan els díodes estan en condicions de polarització inversa, la tensió de sortida és Vin (tensió d'entrada)

Quan la tensió d’entrada és superior a Vdc1 + Vd1 quan D1 està en biaix d’enviament i D2 està en condició de biaix invers, la tensió de sortida és Vdc1 + Vd1

Per al mig cicle negatiu

Aquí, el costat del càtode del díode D1 està connectat a una tensió CC positiva i l’ànode rep una tensió negativa variada. De la mateixa manera, el costat ànode del díode D2 està connectat a tensió CC negativa i el costat del càtode rep un voltatge negatiu variat. En el moment del semicicle positiu, el díode D2 estarà totalment en estat de polarització inversa. Aquí, les equacions es representen de la següent manera:

Quan la tensió d'entrada és inferior a Vdc2 + Vd2 quan els díodes estan en condicions de polarització inversa, la tensió de sortida és Vin (tensió d'entrada)

Quan la tensió d’entrada és superior a Vdc2 + Vd2 quan D2 està en biaix d’enviament i D1 està en biaix invers, la tensió de sortida és (-Vdc2 - Vd2)

Als circuits de retalladora que retallen tant les mitjanes ones, els intervals de retall positiu i negatiu es poden variar per separat, cosa que significa que els nivells de tensió + ve i v poden ser diferents. Aquests també es denominen circuits de clipper dependents en paral·lel. Es fa servir mitjançant dues fonts de tensió i dos díodes que es connecten de manera oposada entre si.

Retallant les dues mitges ones

Retall a través del díode Zener

Aquest és l’altre tipus de circuit de retallada

Aquí, el díode Zener funciona com a retall de díode esbiaixat on la tensió de polarització és la mateixa que la tensió en la condició de trencament del díode. En aquest tipus de circuit de retallada, en el moment del mig cicle + ve, el díode es troba en condicions de polarització inversa i els senyals es clipen en la condició de tensió de Zener.

I en el moment del mig cicle -ve, les funcions del díode normalment condicionen on la tensió de Zener és de 0,7 V. Per tal de retallar els dos cicles mitjans de la forma d'ona, els díodes es connecten com a díodes adossats.

Què és Meany by Clamper?

Els circuits de clamper també s’anomenen restauradors de CC. Aquests circuits s’utilitzen especialment per desplaçar les formes d’ona aplicades a nivells superiors o inferiors a la tensió de referència de CC sense mostrar l’impacte sobre la forma de la forma d’ona. Aquest desplaçament tendeix a modificar el nivell de Vdc de l'ona aplicada. Els nivells màxims de l'ona es poden desplaçar a través del fixadors de díodes de manera que fins i tot s’anomenen canvis de nivell. Pel que fa a això, els circuits de clamper es classifiquen principalment en clampers positius i negatius.

Funcionament del circuit Clamper

El pic positiu o negatiu d’un senyal es pot situar al nivell desitjat mitjançant l’ús dels circuits de subjecció. Com que podem canviar els nivells de pics del senyal mitjançant un clamper, per tant, també es denomina canvi de nivell.

El circuit de clamper consisteix en un condensador i díode connectats en paral·lel a través de la càrrega. El circuit de clamper depèn del canvi de la constant de temps del condensador. El condensador s'ha de triar de manera que, durant la conducció del díode, el condensador ha de ser suficient per carregar-se ràpidament i durant el període no conductor del díode, el condensador no s'ha de descarregar dràsticament. Els clampers es classifiquen com a clamps positius i negatius segons el mètode de clamping.

Clamper negatiu

Durant el semicicle positiu, el díode d'entrada està en biaix de reenviament i, a mesura que el díode condueix, el condensador es carrega (fins al valor màxim del subministrament d'entrada). Durant el semicicle negatiu, el revers no es condueix i la tensió de sortida esdevé igual a la suma de la tensió d'entrada i la tensió emmagatzemada a través del condensador.

Clamper negatiu

Clamper negatiu amb Vr positiu

És similar al clamper negatiu, però la forma d'ona de sortida es desplaça cap a la direcció positiva mitjançant una tensió de referència positiva. Com que la tensió de referència positiva es connecta en sèrie amb el díode, durant el mig cicle positiu, tot i que el díode es condueix, la tensió de sortida esdevé igual a la tensió de referència, per tant, la sortida es fixa cap a la direcció positiva tal com es mostra a la figura següent .

Clamper negatiu amb Vr positiu

Clamper negatiu amb Vr negatiu

Invertint les direccions de tensió de referència, la tensió de referència negativa es connecta en sèrie amb el díode tal com es mostra a la figura anterior. Durant el semicicle positiu, el díode inicia la conducció abans de zero, ja que el càtode té una tensió de referència negativa, que és inferior a la de zero i la tensió de l’ànode, i, per tant, la forma d’ona es fixa cap a la direcció negativa pel valor de la tensió de referència. .

Clamper negatiu amb Vr negatiu

Clamper positiu

És gairebé similar al circuit de clamper negatiu, però el díode està connectat en la direcció oposada. Durant el semicicle positiu, la tensió a través dels terminals de sortida esdevé igual a la suma de la tensió d'entrada i la tensió del condensador (considerant el condensador inicialment completament carregat).

Clamper positiu

Durant el mig cicle negatiu de l'entrada, el díode comença a conduir i carrega el condensador ràpidament fins al seu valor màxim d'entrada. Per tant, les formes d'ona es fixen cap a la direcció positiva tal com es mostra a dalt.

Clamper positiu amb Vr positiu

S’afegeix un voltatge de referència positiu en sèrie amb el díode del clamper positiu tal com es mostra al circuit. Durant el mig cicle positiu de l'entrada, el díode condueix al principi, la tensió d'alimentació és inferior a la tensió de referència positiva de l'ànode.

Clamper positiu amb Vr positiu

Si un cop la tensió del càtode és superior a la de l’ànode, el díode atura la conducció. Durant el mig cicle negatiu, el díode condueix i carrega el condensador. La sortida es genera tal com es mostra a la figura.

Clamper positiu amb Vr negatiu

La direcció de la tensió de referència s’inverteix, que es connecta en sèrie amb el díode convertint-la en una tensió de referència negativa. Durant el semicicle positiu, el díode no serà conductor, de manera que la sortida sigui igual a la tensió del condensador i la tensió d’entrada.

Clamper positiu amb Vr negatiu

Durant el mig cicle negatiu, el díode inicia la conducció només després que el valor de la tensió del càtode sigui inferior al voltatge de l’ànode. Per tant, les formes d'ona de sortida es generen tal com es mostra a la figura anterior.

Clippers i Clampers amb Op-Amp

Per tant, en funció dels amplificadors opcionals, els talladors i els clampers es classifiquen principalment en dos tipus i són positius i negatius. Feu-nos saber el funcionament de clipper i clamper amb op-amp .

Clippers amb Op-Amp

Al circuit següent, s’aplica una ona sinusoïdal de tensió Vt a l’extrem no inversor de l’amplificador operatiu i es pot variar el valor Vref canviant el valor R2. L'operació s'explica de la següent manera per al tallador positiu:

• Quan el Vi (tensió d’entrada) és mínim que el de Vref, es produeix la conducció a D1 i el circuit funciona com a seguidor de tensió. Per tant, el Vo continua sent el mateix que el voltatge d’entrada per a la condició Vi
• Quan el Vi (voltatge d'entrada) és més que el de Vref, llavors no hi haurà conducció i el circuit funciona com un bucle obert perquè la retroalimentació no era tancada. Per tant, el Vo continua sent el mateix que un voltatge de referència per a la condició Vi> Vref

Per al tallador negatiu, l'operació és

Al circuit següent, s’aplica una ona sinusoïdal de tensió Vt a l’extrem no inversor de l’amplificador operatiu i es pot variar el valor Vref canviant el valor R2.

• Quan el Vi (tensió d’entrada) és més que el de Vref, es produeix la conducció a D1 i el circuit funciona com a seguidor de tensió. Per tant, el Vo continua sent el mateix que el voltatge d’entrada per a la condició Vi> Vref
• Quan el Vi (voltatge d'entrada) és inferior al de Vref, no hi haurà conducció i el circuit funciona com un bucle obert perquè la retroalimentació no era tancada. Per tant, el Vo continua sent el mateix que el voltatge de referència per a la condició Vi

Clampers amb Op-Amp

El funcionament del circuit de clamper positiu s'explica de la següent manera:

Aquí s’aplica una ona sinusoïdal a l’extrem inversor de l’ampli operatiu mitjançant un condensador i la resistència. Això correspon a que el senyal de CA s'aplica al terminal d'inversió de l'amplificador operacional. Mentre que Vref s'aplica a l'extrem sense inversió d'amplificador operatiu.

Es pot seleccionar el nivell del Vref modificant el valor de R2. Aquí, Vref és un valor positiu, i la sortida és el Vi + Vref on correspon que el circuit de clamper genera la sortida on el Vi tindrà un desplaçament vertical ascendent prenent Vref com a tensió de referència.

I al circuit de clamper negatiu, s’aplica una ona sinusoïdal a l’extrem inversor de l’amplificador operatiu mitjançant un condensador i la resistència. Això correspon a que el senyal de CA s'aplica al terminal d'inversió de l'amplificador operacional. Mentre que Vref s'aplica a l'extrem sense inversió d'amplificador operatiu.

Es pot seleccionar el nivell del Vref modificant el valor de R2. Aquí, Vref és un valor negatiu i la sortida és el Vi + Vref on correspon que el circuit de clamper genera la sortida on el Vi tindrà un desplaçament vertical descendent prenent Vref com a tensió de referència.

Diferències entre Clippers i Clampers

Aquesta secció explica clarament el diferències clau entre els circuits de talla i de tanca

Aplicacions de Clippers i Clampers

El aplicacions de talla són:

• S’utilitzen freqüentment per a la separació de senyals de sincronització dels senyals d’imatges compostes.
• Els pics de soroll excessius superiors a un nivell determinat es poden limitar o retallar en els transmissors de FM mitjançant l'ús de talls de sèrie.
• Per a la generació de noves formes d'ona o per donar forma a la forma d'ona existent, s'utilitzen talls.
• L'aplicació típica d'un tallador de díodes és per a la protecció dels transistors dels transitoris, com un díode de roda lliure connectat en paral·lel a través de la càrrega inductiva.
• Un d'ús freqüent rectificador de mitja ona en els kits de font d'alimentació és un exemple típic de talladora. Retalla la mitjana d'ona positiva o negativa de l'entrada.
• Els talladors es poden utilitzar com a limitadors de tensió i selectors d’amplitud.

El aplicacions de clampers són:

• El complex circuit de transmissor i receptor de la mordassa de televisió s’utilitza com a estabilitzador de la línia de base per definir seccions dels senyals de luminància a nivells preestablerts.
• Els clampers també s’anomenen restauradors de corrent continu, ja que fixen les formes d’ona a un potencial de CC fix.
• S’utilitzen freqüentment en equips de prova, sonar i sistemes de radar .
• Per a la protecció del amplificadors a partir de grans senyals errants, s'utilitzen clampers.
• Es poden utilitzar clampers per eliminar les distorsions
• Per millorar el temps de recuperació de la sobrecàrrega s’utilitzen clampers.
• Els clampers es poden utilitzar com a duplicadors de tensió o multiplicadors de tensió .

Aquestes són totes les aplicacions detallades tant de talladores com de fixacions.

Els circuits de clippers i clampers s’utilitzen per emmotllar una forma d’ona a la forma requerida i el rang especificat. Els talladors i les mordasses comentades en aquest article es poden dissenyar mitjançant díodes. En coneixeu alguna altra? elements elèctrics i electrònics amb la qual talla i es poden dissenyar mordasses? Si heu entès aquest article en profunditat, doneu els vostres comentaris i publiqueu les vostres consultes i idees com a comentaris a la secció següent.