Typer af klipper og klemmer med applikationer

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Typisk projekter af elektronik fungerer i forskellige elektriske signalområder og derfor til disse elektroniske kredsløb , er det beregnet til at opretholde signalerne i et bestemt område for at opnå de ønskede udgange. For at modtage output ved forventede spændingsniveauer har vi alsidige værktøjer i det elektriske domæne, og de kaldes Clippers og Clampers. Denne artikel viser en klar beskrivelse af klippere og klemmer, deres forskelle, og hvordan de fungerer i henhold til de forventede spændingsniveauer.

Hvad er Clippers and Clampers?

Clippers og Clampers i elektronik bruges i vid udstrækning til drift af analoge tv-modtagere og FM-sendere. Det variabel frekvens interferens kan fjernes ved hjælp af fastspændingsmetoden i tv-modtagere og i FM-sendere , er støjtoppene begrænset til en bestemt værdi, over hvilken de overdrevne toppe kan fjernes ved hjælp af klipningsmetoden.




Clippers og Clampers Circuit

Clippers og Clampers Circuit

Hvad er en Clipper Circuit?

En elektronisk enhed, der bruges til at undgå output fra et kredsløb til at gå ud over den forudindstillede værdi (spændingsniveau) uden at variere den resterende del af inputbølgeformen kaldes en Clipper kredsløb.



En elektronisk kredsløb der bruges til at ændre indgangssignalets positive eller negative top til en bestemt værdi ved at skifte hele signalet op eller ned for at opnå udgangssignaltoppene på det ønskede niveau kaldes et klemkredsløb.

Der er forskellige typer klippere og klemmer kredsløb som beskrevet nedenfor.

Arbejde af Clipper Circuit

Clipper kredsløbet kan designes ved at bruge begge lineære og ikke-lineære elementer såsom modstande , dioder eller transistorer . Da disse kredsløb kun bruges til at klippe indgangsbølgeform i henhold til kravet og til transmission af bølgeformen, indeholder de ikke noget energilagringselement som en kondensator. Generelt klassificeres clippers i to typer: Serie Clippers og Shunt Clippers.


Serie Clippers

Serie clippers klassificeres igen i serie negative clippers og serie positive clippers, som er som følger:

Serie Negativ Clipper

Ovenstående figur viser en række negative klippere med deres outputbølgeformer. Under den positive halvcyklus vises dioden (betragtes som en ideel diode) i den forspændte fremadgående retning og udfører sådan, at hele den positive halvcyklus af indgangen vises over modstanden forbundet parallelt som en udgangsbølgeform.

Under den negative halvcyklus er dioden i omvendt forspændt. Intet output vises over modstanden. Således klipper det den negative halvcyklus af inputbølgeformen, og derfor kaldes det en række negativ clipper.

Serie Negativ Clipper

Serie Negativ Clipper

Serie Negativ Clipper med Positiv Vr

Serie negativ clipper med positiv referencespænding svarer til serien negativ clipper, men i dette tilføjes en positiv referencespænding i serie med modstanden. Under den positive halvcyklus begynder dioden først at lede, når dens anodespændingsværdi overstiger katodespændingsværdien. Da katodespænding bliver lig med referencespændingen, vil det output, der vises over modstanden, være som vist i ovenstående figur.

Serie Negativ Clipper Med Positiv Vr

Serie Negativ Clipper Med Positiv Vr

Seriens negative clipper med en negativ referencespænding svarer til den serie negative clipper med en positiv referencespænding, men i stedet for positiv Vr her er en negativ Vr forbundet i serie med modstanden, hvilket gør diodens katodespænding til en negativ spænding .

Under den positive halvcyklus vises således hele indgangen som udgang over modstanden, og under den negative halvcyklus vises indgangen som udgang, indtil indgangsværdien vil være mindre end den negative referencespænding, som vist i figuren.

Serie Negativ Clipper Med Negativ Vr

Serie Negativ Clipper Med Negativ Vr

Serie Positive Clipper

Det seriøse positive clipper-kredsløb er forbundet som vist i figuren. Under den positive halvcyklus bliver dioden omvendt forspændt, og der genereres ikke noget output på tværs af modstanden, og under den negative halvcyklus leder dioden, og hele input vises som output på tværs af modstanden.

Serie Positive Clipper

Serie Positive Clipper

Serie Positiv Clipper med Negativ Vr

Det svarer til den serie positive clipper ud over en negativ referencespænding i serie med en modstand, og her vises under den positive halvcyklus output på tværs af modstanden som en negativ referencespænding.

Serie Positiv Clipper Med Negativ Vr

Serie Positiv Clipper Med Negativ Vr

Under den negative halvcyklus genereres output efter at have nået en værdi, der er større end den negative referencespænding, som vist i ovenstående figur.

Serie Positiv Clipper Med Positiv Vr

Serie Positiv Clipper Med Positiv Vr

I stedet for en negativ referencespænding tilsluttes en positiv referencespænding for at opnå en serie positiv clipper med en positiv referencespænding. Under den positive halvcyklus vises referencespændingen som en udgang over modstanden, og under den negative halvcyklus vises hele indgangen som udgang over modstanden.

Shunt Clippers

Shunt clippers er klassificeret i to typer: shunt negative clippers og shunt positive clippers.

Shunt Negativ Clipper

Shunt-negativ clipper er forbundet som vist i ovenstående figur. Under den positive halvcyklus er hele input output, og under den negative halvcyklus leder dioden, hvilket forårsager, at der ikke genereres noget output fra input.

Shunt Negativ Clipper

Shunt Negativ Clipper

Shunt Negativ Clipper med Positiv Vr

En serie positiv referencespænding tilføjes til dioden som vist i figuren. Under den positive halvcyklus genereres indgangen som output, og under den negative halvcyklus vil en positiv referencespænding være udgangsspændingen som vist nedenfor.

Shunt Negativ Clipper Med Positiv Vr

Shunt Negativ Clipper Med Positiv Vr

Shunt Negativ Clipper med Negativ Vr

I stedet for den positive referencespænding er en negativ referencespænding forbundet i serie med dioden for at danne en shunt negativ clipper med en negativ referencespænding. Under den positive halvcyklus vises hele indgangen som output, og under den negative halvcyklus vises en referencespænding som output som vist i nedenstående figur.

Shunt Negativ Clipper Med Negativ Vr

Shunt Negativ Clipper Med Negativ Vr

Shunt Positive Clipper

Under den positive halvcyklus er dioden i ledningstilstand, og der genereres ikke noget output, og under den negative halvcyklus vises hele indgangen som output, da dioden er i omvendt forspænding som vist i nedenstående figur.

Shunt Positive Clipper

Shunt Positive Clipper

Shunt Positiv Clipper med Negativ Vr

Under den positive halvcyklus vises den negative referencespænding, der er forbundet i serie med dioden, som output, og under den negative halvcyklus leder dioden, indtil indgangsspændingsværdien bliver større end den negative referencespænding, og den tilsvarende output genereres.

Shunt Positiv Clipper med Positiv Vr

Under den positive halvcyklus leder dioden, hvilket får den positive referencespænding til at fremstå som udgangsspænding, og under den negative halvcyklus genereres hele indgangen som udgangen, da dioden er omvendt forspændt.

Ud over de positive og negative clippers er der en kombineret clipper, der bruges til at klippe både de positive og negative halvcyklusser som beskrevet nedenfor.

Positiv-negativ klipper med referencespænding Vr

Kredsløbet er forbundet som vist i figuren med en referencespænding Vr, dioder D1 & D2 . Under den positive halvcyklus leder dioden D1, hvilket medfører, at referencespændingen forbundet i serie med D1 vises over udgangen.

Under den negative cyklus leder dioden D2, hvilket får den negative referencespænding, der er forbundet over D2, til at fremstå som tilsvarende output.

Clipper Circuits ved at klippe begge halvbølgerne

clipper kredsløb ved at klippe begge halvbølger diskuteres nedenfor.

For den positive halvcyklus er

Her er katodesiden af ​​D1-dioden forbundet med positiv DC-spænding, og anoden modtager en varieret positiv spænding. På samme måde er anodesiden af ​​D2-dioden forbundet til negativ DC-spænding, og katodesiden modtager en varieret positiv spænding. På tidspunktet for den positive halvcyklus vil D2-dioden være helt i omvendt forspændt tilstand. Her er ligningerne repræsenteret som følger:

Når indgangsspændingen er mindre end Vdc1 + Vd1, når dioderne er i omvendt forspændingstilstand, er udgangsspændingen Vin (indgangsspænding)

Når indgangsspændingen er større end Vdc1 + Vd1, når D1 er i fremadspænding, og D2 er i omvendt forspændingstilstand, er udgangsspændingen Vdc1 + Vd1

I den negative halve cyklus

Her er katodesiden af ​​D1-dioden forbundet til positiv DC-spænding, og anoden modtager en varieret negativ spænding. På samme måde er anodesiden af ​​D2-dioden forbundet med negativ DC-spænding, og katodesiden modtager en varieret negativ spænding. På tidspunktet for den positive halvcyklus vil D2-dioden være helt i omvendt forspændt tilstand. Her er ligningerne repræsenteret som følger:

Når indgangsspændingen er mindre end Vdc2 + Vd2, når dioderne er i omvendt forspændingstilstand, er udgangsspændingen Vin (indgangsspænding)

Når indgangsspændingen er større end Vdc2 + Vd2, når D2 er i fremadspænding, og D1 er i omvendt forspændingstilstand, er udgangsspændingen (-Vdc2 - Vd2)

I klippekredsløbene, der klipper begge halvbølger, kan de positive og negative klipningsområder varieres separat, hvilket betyder + ve og -ve spændingsniveauer kan være forskellige. Disse betegnes også som parallelafhængige klipper kredsløb. Den betjenes ved hjælp af to spændingskilder og to dioder, der er forbundet på den modsatte måde til hinanden.

Klipning af begge halvbølger

Klipning af begge halvbølger

Klipning gennem Zener-diode

Dette er den anden type klipningskredsløb

Her fungerer Zener-dioden som en forspændt diode-klipning, hvor forspændingen er den samme som spændingen ved diodens nedbrydningstilstand. I denne type afklipningskredsløb er dioden på tidspunktet for + ve-halvcyklussen i omvendt forspændt tilstand, og signalet klemmer ved tilstanden af ​​Zener-spænding.

Og på tidspunktet for halve cyklus fungerer dioden normalt, hvor Zener-spændingen er 0,7V. For at klippe begge halvcyklusser af bølgeformen, er dioderne forbundet som back-to-back dioder.

Hvad er Meany af Clamper?

Klemkredsløbene kaldes også DC-restauratorer. Disse kredsløb bruges især til at skifte de påførte bølgeformer til over eller under niveauerne af jævnstrømsreferencespændingen uden at vise virkningen på formen på bølgeformen. Denne forskydning har tendens til at ændre Vdc-niveauet for den anvendte bølge. Bølgens topniveauer kan forskydes gennem diode klemmer så disse betegnes endda som niveauskiftere. Med hensyn til dette kategoriseres klemkredsløb hovedsageligt som positive og negative klemmer.

Arbejde af Clamper Circuit

Den positive eller negative top for et signal kan placeres på det ønskede niveau ved hjælp af spændingskredsløbene. Da vi kan skifte niveauerne af signalets toppe ved hjælp af en klemmer, kaldes det derfor også en niveauskifter.

Klemkredsløbet består af en kondensator og diode forbundet parallelt over belastningen. Klemkredsløbet afhænger af ændringen i kondensatorens tidskonstant. Kondensatoren skal vælges således, at kondensatoren under ledningen af ​​dioden skal være tilstrækkelig til hurtig opladning, og i løbet af diodens ikke-ledende periode bør kondensatoren ikke aflades drastisk. Klemmerne klassificeres som positive og negative klemmer baseret på fastspændingsmetoden.

Negativ klemmer

I løbet af den positive halvcyklus er indgangsdioden i videresendingsforspænding - og da dioden leder kondensatoren bliver opladet (op til peakværdien af ​​indgangsforsyningen). Under den negative halvcyklus leder det omvendte ikke, og udgangsspændingen bliver lig med summen af ​​indgangsspændingen og den spænding, der er lagret over kondensatoren.

Negativ klemmer

Negativ klemmer

Negativ klemmer med positiv Vr

Det svarer til den negative klemmer, men outputbølgeformen forskydes i retning af den positive retning af en positiv referencespænding. Da den positive referencespænding er forbundet i serie med dioden, under den positive halvcyklus, selvom dioden leder, bliver udgangsspændingen lig med referencespændingen, og derfor klemmes udgangen mod den positive retning som vist i nedenstående figur .

Negativ klemmer med positiv Vr

Negativ klemmer med positiv Vr

Negativ klemmer med negativ Vr

Ved at invertere referencespændingsretningerne er den negative referencespænding forbundet i serie med dioden som vist i ovenstående figur. I løbet af den positive halvcyklus begynder dioden ledning før nul, da katoden har en negativ referencespænding, som er mindre end nul og anodespændingen, og således klemmes bølgeformen mod den negative retning af referencespændingsværdien .

Negativ klemmer med negativ Vr

Negativ klemmer med negativ Vr

Positiv klemmer

Det svarer næsten til det negative klemmer kredsløb, men dioden er forbundet i den modsatte retning. Under den positive halvcyklus bliver spændingen over udgangsterminalerne lig med summen af ​​indgangsspændingen og kondensatorspændingen (i betragtning af kondensatoren som oprindeligt fuldt opladet).

Positiv klemmer

Positiv klemmer

Under den negative halvcyklus af indgangen begynder dioden at lede og oplader kondensatoren hurtigt til sin maksimale inputværdi. Således klemmes bølgeformerne mod den positive retning som vist ovenfor.

Positiv klemmer med Positiv Vr

En positiv referencespænding tilføjes i serie med dioden til den positive klemmer som vist i kredsløbet. Under den positive halve cyklus af indgangen udfører dioden som oprindeligt, forsyningsspændingen er mindre end den anodepositive referencespænding.

Positiv klemmer med Positiv Vr

Positiv klemmer med Positiv Vr

Hvis en gang katodespændingen er større end anodespændingen, stopper dioden ledningen. Under den negative halvcyklus leder og oplader dioden kondensatoren. Outputtet genereres som vist i figuren.

Positiv klemmer med negativ Vr

Retningen af ​​referencespændingen vendes, som er forbundet i serie med dioden, hvilket gør den til en negativ referencespænding. Under den positive halvcyklus vil dioden ikke være ledende, således at udgangen er lig med kondensatorspænding og indgangsspænding.

Positiv klemmer med negativ Vr

Positiv klemmer med negativ Vr

Under den negative halve cyklus starter dioden først ledning, når katodespændingsværdien bliver mindre end anodespændingen. Således genereres outputbølgeformerne som vist i ovenstående figur.

Clippers og Clampers ved hjælp af Op-Amp

Så baseret på op-amp klassificeres clippers og clampers hovedsageligt i to typer, og de er positive og negative typer. Lad os vide, hvordan klipper og klemmer ved hjælp af op-amp .

Clippers Brug Op-Amp

I nedenstående kredsløb påføres en sinusbølge af Vt-spænding til op-amp's ikke-inverterende ende, og Vref-værdien kan varieres ved at ændre R2-værdien. Operationen forklares som følger for den positive klipper:

  • Når Vi (indgangsspænding) er minimal end Vref, finder ledningen i D1 sted, og kredsløbet fungerer som en spændingsfølger. Så forbliver Vo den samme som indgangsspændingen for tilstanden Vi
  • Når Vi (indgangsspænding) er mere end Vref, vil der ikke være nogen ledning, og kredsløbet fungerer som en åben sløjfe, fordi feedbacken ikke var på en lukket måde. Så Vo forbliver den samme som en referencespænding for tilstanden Vi> Vref

For den negative klipper er operationen

I nedenstående kredsløb påføres en sinusbølge af Vt-spænding til op-amp's ikke-inverterende ende, og Vref-værdien kan varieres ved at ændre R2-værdien.

  • Når Vi (indgangsspænding) er mere end Vref, finder ledningen i D1 sted, og kredsløbet fungerer som en spændingsfølger. Så Vo forbliver den samme som indgangsspændingen for tilstanden Vi> Vref
  • Når Vi (indgangsspænding) er mindre end Vref, vil der ikke være nogen ledning, og kredsløbet fungerer som en åben sløjfe, fordi feedbacken ikke var på en lukket måde. Så Vo forbliver den samme som referencespændingen for tilstanden Vi

Klemmer ved hjælp af Op-Amp

Funktionen af ​​det positive klemmer kredsløb forklares som følger:

Her påføres en sinusbølge på op-forstærkerens inverterende ende ved hjælp af en kondensator og modstanden. Dette svarer til, at AC-signalet påføres op-amp'ens inverterende terminal. Mens Vref anvendes til op-amp ikke-inverterende ende.

Niveauet for Vref kan vælges ved at ændre værdien af ​​R2. Her er Vref en positiv værdi, og output er Vi + Vref, hvor dette svarer til, at klemkredsløbet genererer output, hvor Vi vil have en opad lodret forskydning med Vref som referencespænding.

Og i det negative klemmer kredsløb påføres en sinusbølge på op-forstærkerens inverterende ende ved hjælp af en kondensator og modstanden. Dette svarer til, at AC-signalet påføres op-amp'ens inverterende terminal. Mens Vref anvendes til op-amp ikke-inverterende ende.

Niveauet for Vref kan vælges ved at ændre værdien af ​​R2. Her er Vref en negativ værdi, og output er Vi + Vref, hvor dette svarer til, at klemkredsløbet genererer output, hvor Vi vil have en nedad lodret forskydning, der tager Vref som referencespænding.

Forskelle mellem Clippers og Clampers

Dette afsnit forklarer klart nøgleforskelle mellem clipper- og clamperkredsløb

Funktion Clipper Circuit Clamper Circuit
Clippers og Clampers definitionClipper-kredsløb fungerer til at afgrænse amplitudeområdet for udgangsspændingenKlemkredsløb fungerer til at skifte jævnstrømsniveauet til udgangen
UdgangsbølgeformFormen på outputbølgeformen kan ændres til rektangulær, trekantet og sinusformetUdgangsbølgeformen er den samme som den anvendte indgangsbølgeform
DC spændingsniveauerBliver det sammeDer vil være et skift i DC-niveauet
UdgangsspændingsniveauerDet er minimalt end indgangsspændingsniveauetDet er multiplum af indgangsspændingsniveau
Komponent til energilagringDer er ikke behov for yderligere komponenter til lagring af energiDet har brug for en kondensator til lagring af energi
AnsøgningerAnvendes i flere enheder såsom modtagere, amplitudevælgere og sendereAnsat i ekkolods- og radarsystemer

Anvendelser af Clippers og Clampers

Det anvendelser af klipper er:

  • De bruges ofte til adskillelse af synkroniseringssignaler fra de sammensatte billedsignaler.
  • De overdrevne støjspidser over et bestemt niveau kan begrænses eller klippes i FM-sendere ved hjælp af serieklipperne.
  • Til generering af nye bølgeformer eller til at forme den eksisterende bølgeform anvendes klipper.
  • Den typiske anvendelse af en diodeklipper er til beskyttelse af transistorer mod transienter, som en frihjulsdiode, der er forbundet parallelt over den induktive belastning.
  • En ofte brugt halvbølge ensretter i strømforsyningssæt er et typisk eksempel på en klipper. Det klipper enten positiv eller negativ halvbølge af input.
  • Clippers kan bruges som spændingsbegrænsere og amplitude-vælgere.

Det anvendelser af klemmer er:

  • Det komplekse sender- og modtagerkredsløb for fjernsynsspærre bruges som en baseline stabilisator for at definere sektioner af luminanssignalerne til forudindstillede niveauer.
  • Klemmer kaldes også jævnstrømsgenoprettere, da de klemmer bølgeformerne til et fast DC-potentiale.
  • Disse bruges ofte i testudstyr, ekkolod og radarsystemer .
  • Til beskyttelse af forstærkere fra store vildfarne signaler bruges klemmer.
  • Klemmer kan bruges til at fjerne forvrængningerne
  • Til forbedring af overdrive opsving bruges klemmer.
  • Klemmer kan bruges som spændingsdublere eller spændingsmultiplikatorer .

Dette er alle de detaljerede anvendelser af både clippers og clampers.

Clippers og clampers kredsløb bruges til at forme en bølgeform til en ønsket form og specificeret rækkevidde. Klipperne og klemmene, der er diskuteret i denne artikel, kan designes ved hjælp af dioder. Kender du nogen anden elektriske og elektroniske elementer med hvilken klipper og klemmer kan designes? Hvis du har forstået denne artikel dybtgående, skal du give din feedback og sende dine forespørgsler og ideer som kommentarer i nedenstående afsnit.