Rodzaje cążek i zacisków z aplikacjami

Typowy projekty elektroniki działają przy różnych zakresach sygnałów elektrycznych, a zatem dla nich elektroniczne obwody , ma na celu utrzymanie sygnałów w określonym zakresie w celu uzyskania pożądanych wyników. Aby otrzymać sygnał wyjściowy przy oczekiwanym poziomie napięcia, mamy wszechstronne narzędzia w dziedzinie elektrycznej, które nazywane są Clippers i Clampers. W tym artykule przedstawiono jasny opis cążek i zacisków, ich różnice oraz sposób działania przy oczekiwanych poziomach napięcia.

Co to są cążki i zaciski?

Cążki i zaciski w elektronice są szeroko stosowane w obsłudze analogowych odbiorników telewizyjnych i nadajników FM. Plik zmienna częstotliwość zakłócenia można usunąć stosując metodę clampowania w odbiornikach telewizyjnych oraz w Nadajniki FM , szczyty szumów są ograniczone do określonej wartości, powyżej której nadmierne piki można usunąć za pomocą metody obcinania.

Obwód cążek i zacisków

Co to jest obwód Clippera?

Urządzenie elektroniczne, które służy do uniknięcia wyjścia obwodu, aby wyjść poza zadaną wartość (poziom napięcia) bez zmiany pozostałej części przebiegu wejściowego, nazywa się Obwód Clipper.

Na obwód elektryczny , który jest używany do zmiany dodatniej wartości szczytowej lub ujemnej wartości szczytowej sygnału wejściowego do określonej wartości poprzez przesunięcie całego sygnału w górę lub w dół w celu uzyskania szczytów sygnału wyjściowego na pożądanym poziomie, nazywa się obwodem Clamper.

Istnieją różne typy obwodów cążek i zacisków, jak omówiono poniżej.

Działanie obwodu Clipper

Obwód maszynki do strzyżenia można zaprojektować, wykorzystując zarówno elementy liniowe i nieliniowe Jak na przykład rezystory , diody lub tranzystory . Ponieważ obwody te są używane tylko do obcinania przebiegu wejściowego zgodnie z wymaganiami i do przesyłania kształtu fali, nie zawierają one żadnego elementu magazynującego energię, takiego jak kondensator. Ogólnie rzecz biorąc, maszynki do strzyżenia dzielą się na dwa typy: maszynki do strzyżenia serii i maszynki do strzyżenia boczników.

Seria maszynek do strzyżenia

Maszynki do strzyżenia serii są ponownie klasyfikowane jako maszynki do strzyżenia serii negatywów i maszynki do strzyżenia serii pozytywne, które są następujące:

Seria Negative Clipper

Powyższy rysunek przedstawia szereg negatywnych obcinaczy wraz z ich przebiegami wyjściowymi. Podczas dodatniego półcyklu dioda (uważana za idealną diodę) pojawia się w polaryzacji do przodu i przewodzi tak, że cały dodatni półcykl wejściowy pojawia się na rezystorze połączonym równolegle jako przebieg wyjściowy.

Podczas ujemnego półcyklu dioda jest spolaryzowana odwrotnie. Brak sygnału wyjściowego na rezystorze. W ten sposób obcina ujemną połowę cyklu sygnału wejściowego, a zatem nazywa się to szeregiem ujemnych obcinaczy.

Seria Negative Clipper

Seria Negative Clipper z Positive Vr

Szeregowy obcinacz ujemny z dodatnim napięciem odniesienia jest podobny do szeregowego obcinacza ujemnego, ale w tym przypadku dodatnie napięcie odniesienia jest dodawane szeregowo z rezystorem. Podczas dodatniego półcyklu dioda zaczyna przewodzić dopiero po przekroczeniu przez jej wartość napięcia anodowego wartości napięcia na katodzie. Ponieważ napięcie katody staje się równe napięciu odniesienia, sygnał wyjściowy, który pojawia się na rezystorze, będzie taki, jak pokazano na powyższym rysunku.

Seria Negative Clipper Z Pozytywnym Vr

Szeregowy obcinacz ujemny z ujemnym napięciem odniesienia jest podobny do szeregowego obcinacza ujemnego z dodatnim napięciem odniesienia, ale zamiast dodatniego Vr tutaj ujemne Vr jest połączone szeregowo z rezystorem, co sprawia, że ​​napięcie katodowe diody jest napięciem ujemnym .

Tak więc podczas dodatniego półcyklu, całe wejście pojawia się jako wyjście na rezystorze, a podczas ujemnego półcyklu, wejście pojawia się jako wyjście, dopóki wartość wejściowa nie będzie mniejsza niż ujemne napięcie odniesienia, jak pokazano na rysunku.

Seria Negative Clipper z Negative Vr

Seria pozytywnych Clipper

Szeregowy dodatni obwód obcinacza jest podłączony, jak pokazano na rysunku. Podczas dodatniego półcyklu dioda zostaje spolaryzowana odwrotnie i na rezystorze nie jest generowany sygnał wyjściowy, a podczas ujemnego półcyklu dioda przewodzi i całe wejście pojawia się jako wyjście na rezystorze.

Seria pozytywnych Clipper

Seria Pozytywna Clipper z Negatywnym Vr

Jest podobny do szeregowego dodatniego obcinacza, oprócz ujemnego napięcia odniesienia połączonego szeregowo z rezystorem, a tutaj, podczas dodatniego półcyklu, wyjście pojawia się na rezystorze jako ujemne napięcie odniesienia.

Seria pozytywnych maszynek do strzyżenia z ujemnym Vr

Podczas ujemnego półokresu wyjście jest generowane po osiągnięciu wartości większej niż ujemne napięcie odniesienia, jak pokazano na powyższym rysunku.

Seria pozytywnych maszynek do strzyżenia z dodatnim Vr

Zamiast ujemnego napięcia odniesienia podłącza się dodatnie napięcie odniesienia w celu uzyskania szeregowego dodatniego obcinacza z dodatnim napięciem odniesienia. Podczas dodatniego półcyklu napięcie odniesienia pojawia się jako wyjście na rezystorze, a podczas ujemnego półcyklu całe wejście pojawia się jako wyjście na rezystorze.

Cążki bocznikowe

Strzyżarki bocznikowe dzielą się na dwa typy: strzyżarki z ujemnym napięciem i dodatnie.

Bocznikowy Negative Clipper

Bocznikowy obcinacz ujemny jest podłączony jak pokazano na powyższym rysunku. Podczas dodatniego półcyklu całe wejście jest wyjściem, a podczas ujemnego półcyklu dioda przewodzi, nie powodując generowania wyjścia z wejścia.

Bocznikowy Negative Clipper

Shunt Negative Clipper z Positive Vr

Do diody dodaje się szeregowe dodatnie napięcie odniesienia, jak pokazano na rysunku. Podczas dodatniego półcyklu wejście jest generowane jako wyjście, a podczas ujemnego półcyklu dodatnie napięcie odniesienia będzie napięciem wyjściowym, jak pokazano poniżej.

Bocznikowy negatywny Clipper z dodatnim Vr

Bocznikowy Negative Clipper z Negative Vr

Zamiast dodatniego napięcia odniesienia, ujemne napięcie odniesienia jest połączone szeregowo z diodą w celu utworzenia bocznikowego ujemnego obcinacza z ujemnym napięciem odniesienia. Podczas dodatniego półcyklu całe wejście pojawia się jako wyjście, a podczas ujemnego półcyklu, napięcie odniesienia pojawia się jako wyjście, jak pokazano na poniższym rysunku.

Bocznikowy Negative Clipper Z Negative Vr

Dodatni Clipper bocznikowy

Podczas dodatniego półcyklu dioda jest w trybie przewodzenia i nie jest generowane żadne wyjście, a podczas ujemnej połowy cyklu całe wejście pojawia się jako wyjście, ponieważ dioda jest w odwrotnym polaryzacji, jak pokazano na poniższym rysunku.

Dodatni Clipper bocznikowy

Bocznik dodatni Clipper z ujemnym Vr

Podczas dodatniego półcyklu, ujemne napięcie odniesienia połączone szeregowo z diodą pojawia się jako wyjście, a podczas ujemnego półcyklu dioda przewodzi, aż wartość napięcia wejściowego stanie się większa niż ujemne napięcie odniesienia i zostanie wygenerowane odpowiednie wyjście.

Bocznikowy dodatni Clipper z dodatnim Vr

Podczas dodatniego półcyklu dioda przewodzi, powodując pojawienie się dodatniego napięcia odniesienia jako napięcie wyjściowe, a podczas ujemnego półcyklu, całe wejście jest generowane jako wyjście, ponieważ dioda jest spolaryzowana odwrotnie.

Oprócz obcinania dodatniego i ujemnego, istnieje kombinowana obcinarka, która służy do obcinania zarówno dodatnich, jak i ujemnych półcykli, jak omówiono poniżej.

Clipper dodatnio-ujemny z napięciem odniesienia Vr

Obwód jest podłączony zgodnie z rysunkiem z napięciem odniesienia Vr, diody D1 i D2 . Podczas dodatniego półcyklu dioda D1 przewodzi, powodując pojawienie się napięcia odniesienia połączonego szeregowo z D1 na wyjściu.

Podczas cyklu ujemnego dioda D2 przewodzi, powodując, że ujemne napięcie odniesienia podłączone do D2 pojawia się jako odpowiednie wyjście.

Obwody Clippera przez obcinanie obu półfal

Obwody clippera przez obcinanie obu półfal omówiono poniżej.

Za dodatni półcykl jest

Tutaj strona katodowa diody D1 jest podłączona do dodatniego napięcia stałego, a anoda otrzymuje zmienne napięcie dodatnie. W ten sam sposób strona anodowa diody D2 jest podłączona do ujemnego napięcia stałego, a strona katody otrzymuje zmienne napięcie dodatnie. W czasie dodatniego półcyklu dioda D2 będzie całkowicie spolaryzowana wstecz. Tutaj równania są przedstawione w następujący sposób:

Gdy napięcie wejściowe jest mniejsze niż Vdc1 + Vd1, gdy diody są w stanie odwrotnego polaryzacji, napięcie wyjściowe wynosi Vin (napięcie wejściowe)

Gdy napięcie wejściowe jest większe niż Vdc1 + Vd1, gdy D1 jest polaryzowane do przodu, a D2 jest w stanie polaryzacji wstecznej, wówczas napięcie wyjściowe wynosi Vdc1 + Vd1

Dla ujemnego półcyklu

Tutaj strona katody diody D1 jest podłączona do dodatniego napięcia stałego, a anoda otrzymuje zmienne napięcie ujemne. W ten sam sposób strona anodowa diody D2 jest podłączona do ujemnego napięcia stałego, a strona katody otrzymuje zmienne napięcie ujemne. W czasie dodatniego półcyklu dioda D2 będzie całkowicie spolaryzowana wstecz. Tutaj równania są przedstawione w następujący sposób:

Gdy napięcie wejściowe jest mniejsze niż Vdc2 + Vd2, gdy diody są w stanie odwrotnego polaryzacji, napięcie wyjściowe wynosi Vin (napięcie wejściowe)

Gdy napięcie wejściowe jest większe niż Vdc2 + Vd2, gdy D2 jest w stanie polaryzacji do przodu, a D1 w stanie polaryzacji wstecznej, wówczas napięcie wyjściowe wynosi (-Vdc2 - Vd2)

W obwodach obcinania obcinania obu półfal, dodatnie i ujemne zakresy obcinania mogą być oddzielnie zmieniane, co oznacza, że ​​poziomy napięcia + ve i -ve mogą być różne. Są one również określane jako równoległe zależne obwody obcinacza. Jest obsługiwany za pomocą dwóch źródeł napięcia i dwóch diod, które są połączone ze sobą przeciwnie.

Obcinanie obu fal półfalowych

Przejście przez diodę Zenera

To jest inny rodzaj obwodu obcinającego

Tutaj dioda Zenera działa jak polaryzowane obcinanie diody, w którym napięcie polaryzacji jest takie samo jak napięcie w stanie przebicia diody. W tego typu obwodzie obcinającym, w czasie + ve pół cyklu, dioda jest w stanie spolaryzowanym odwrotnie, a sygnał zacina się przy stanie napięcia Zenera.

A w czasie -vego półcyklu dioda działa normalnie, gdy napięcie Zenera wynosi 0,7V. Aby obciąć oba półcykle przebiegu, wówczas diody są połączone jak diody odwrócone do siebie.

Czym jest Meany by Clamper?

Obwody zaciskowe są również nazywane regeneratorami prądu stałego. Obwody te są szczególnie wykorzystywane do przesuwania stosowanych przebiegów powyżej lub poniżej poziomów napięcia odniesienia DC bez pokazywania wpływu na kształt przebiegu. To przesunięcie ma tendencję do modyfikowania poziomu Vdc zastosowanej fali. Szczytowe poziomy fali można przesuwać przez zaciski diod więc są one nawet określane jako przesuwniki poziomu. W związku z tym obwody zaciskowe są głównie klasyfikowane jako dodatnie i ujemne zaciski.

Działanie obwodu Clamper

Dodatni lub ujemny szczyt sygnału można ustawić na żądanym poziomie za pomocą obwodów mocujących. Ponieważ możemy przesuwać poziomy szczytów sygnału za pomocą zacisku, dlatego nazywa się go również przesuwnikiem poziomu.

Obwód zaciskowy składa się z kondensator i diodę połączoną równolegle w poprzek obciążenia. Obwód zacisku zależy od zmiany stałej czasowej kondensatora. Kondensator musi być tak dobrany, aby podczas przewodzenia diody kondensator był wystarczający do szybkiego naładowania, aw okresie nieprzewodzenia diody kondensator nie powinien się drastycznie rozładowywać. Zaciski są klasyfikowane jako dodatnie i ujemne zaciski na podstawie metody mocowania.

Zacisk ujemny

Podczas dodatniego półcyklu dioda wejściowa jest polaryzowana w kierunku przewodzenia - a gdy dioda przewodzi - kondensator zostaje naładowany (do wartości szczytowej zasilania wejściowego). Podczas ujemnego półokresu odwrotność nie przewodzi, a napięcie wyjściowe staje się równe sumie napięcia wejściowego i napięcia zmagazynowanego na kondensatorze.

Zacisk ujemny

Zacisk ujemny z dodatnim Vr

Jest podobny do zacisku ujemnego, ale przebieg wyjściowy jest przesuwany w kierunku dodatnim przez dodatnie napięcie odniesienia. Ponieważ dodatnie napięcie odniesienia jest połączone szeregowo z diodą, podczas dodatniego półcyklu, mimo że dioda przewodzi, napięcie wyjściowe staje się równe napięciu odniesienia, a zatem wyjście jest zaciskane w kierunku dodatnim, jak pokazano na poniższym rysunku .

Zacisk ujemny z dodatnim Vr

Zacisk ujemny z ujemnym Vr

Odwracając kierunki napięcia odniesienia, ujemne napięcie odniesienia jest połączone szeregowo z diodą, jak pokazano na powyższym rysunku. Podczas dodatniego półcyklu dioda zaczyna przewodzić przed zerem, ponieważ katoda ma ujemne napięcie odniesienia, które jest mniejsze od zera i napięcia anodowego, a tym samym przebieg jest zaciskany w kierunku ujemnym o wartość napięcia odniesienia .

Zacisk ujemny z ujemnym Vr

Pozytywny Clamper

Jest prawie podobny do obwodu zacisku ujemnego, ale dioda jest podłączona w przeciwnym kierunku. Podczas dodatniego półokresu napięcie na zaciskach wyjściowych staje się równe sumie napięcia wejściowego i napięcia kondensatora (biorąc pod uwagę kondensator jako początkowo w pełni naładowany).

Pozytywny Clamper

Podczas ujemnego półcyklu na wejściu dioda zaczyna przewodzić i szybko ładuje kondensator do jego szczytowej wartości wejściowej. W ten sposób przebiegi są zaciskane w kierunku dodatnim, jak pokazano powyżej.

Positive Clamper z Positive Vr

Dodatnie napięcie odniesienia jest dodawane szeregowo z diodą dodatniego zacisku, jak pokazano na obwodzie. Podczas dodatniego półokresu wejścia dioda przewodzi tak jak początkowo napięcie zasilania jest mniejsze niż dodatnie napięcie odniesienia anody.

Positive Clamper z Positive Vr

Jeśli raz napięcie katody jest większe niż napięcie anodowe, dioda przestaje przewodzić. Podczas ujemnego półcyklu dioda przewodzi i ładuje kondensator. Dane wyjściowe są generowane, jak pokazano na rysunku.

Zacisk dodatni z ujemnym Vr

Kierunek napięcia odniesienia jest odwrócony, co jest połączone szeregowo z diodą, tworząc ujemne napięcie odniesienia. Podczas dodatniego półcyklu dioda będzie nieprzewodząca, tak że wyjście jest równe napięciu kondensatora i napięciu wejściowemu.

Zacisk dodatni z ujemnym Vr

Podczas ujemnego półcyklu dioda zaczyna przewodzić dopiero po tym, jak wartość napięcia na katodzie spadnie poniżej napięcia anodowego. W ten sposób przebiegi wyjściowe są generowane, jak pokazano na powyższym rysunku.

Cążki i zaciski przy użyciu wzmacniacza operacyjnego

Tak więc, w oparciu o wzmacniacz operacyjny, cążki i zaciski są głównie podzielone na dwa typy, są to typy dodatnie i ujemne. Daj nam znać, jak działa Clipper i Clamper za pomocą wzmacniacza operacyjnego .

Clippers przy użyciu wzmacniacza operacyjnego

W poniższym obwodzie sinusoida napięcia Vt jest przykładana do nieodwracającego końca wzmacniacza operacyjnego, a wartość Vref można zmieniać, zmieniając wartość R2. Operacja jest wyjaśniona w następujący sposób dla pozytywnej strzyżenia:

• Gdy Vi (napięcie wejściowe) jest minimalne niż Vref, wówczas ma miejsce przewodzenie w D1 i obwód działa jako wtórnik napięcia. Zatem Vo pozostaje takie samo jak napięcie wejściowe dla warunku Vi
• Kiedy Vi (napięcie wejściowe) jest większe niż Vref, wówczas nie będzie przewodzenia, a obwód funkcjonuje jako otwarta pętla, ponieważ sprzężenie zwrotne nie było w sposób zamknięty. Zatem Vo pozostaje takie samo jak napięcie odniesienia dla warunku Vi> Vref

W przypadku maszynki do strzyżenia negatywnego operacja jest taka

W poniższym obwodzie fala sinusoidalna napięcia Vt jest przykładana do nieodwracającego końca wzmacniacza operacyjnego, a wartość Vref można zmieniać, zmieniając wartość R2.

• Gdy Vi (napięcie wejściowe) jest większe niż Vref, wówczas ma miejsce przewodzenie w D1 i obwód działa jako wtórnik napięcia. Zatem Vo pozostaje takie samo jak napięcie wejściowe dla warunku Vi> Vref
• Gdy Vi (napięcie wejściowe) jest mniejsze niż Vref, wówczas nie będzie przewodzenia, a obwód funkcjonuje jako otwarta pętla, ponieważ sprzężenie zwrotne nie było w sposób zamknięty. Zatem Vo pozostaje takie samo jak napięcie odniesienia dla warunku Vi

Zaciski wykorzystujące wzmacniacz operacyjny

Działanie obwodu dodatniego zacisku wyjaśniono w następujący sposób:

W tym przypadku fala sinusoidalna jest przykładana do odwracającego końca wzmacniacza operacyjnego za pomocą kondensatora i rezystora. Odpowiada to temu, że sygnał prądu przemiennego jest doprowadzany do zacisku odwracającego wzmacniacza operacyjnego. Natomiast Vref jest stosowany do nieodwracającego końca wzmacniacza operacyjnego.

Poziom Vref można wybrać, modyfikując wartość R2. Tutaj Vref jest wartością dodatnią, a wyjście to Vi + Vref, gdzie odpowiada to temu, że obwód zaciskowy generuje wyjście, w którym Vi będzie miało pionowe przesunięcie w górę, przyjmując Vref jako napięcie odniesienia.

W obwodzie zacisku ujemnego fala sinusoidalna jest przykładana do odwracającego końca wzmacniacza operacyjnego za pomocą kondensatora i rezystora. Odpowiada to temu, że sygnał prądu przemiennego jest doprowadzany do zacisku odwracającego wzmacniacza operacyjnego. Natomiast Vref jest stosowany do nieodwracającego końca wzmacniacza operacyjnego.

Poziom Vref można wybrać, modyfikując wartość R2. Tutaj Vref jest wartością ujemną, a wyjście to Vi + Vref, gdzie odpowiada to temu, że obwód zaciskowy generuje wyjście, w którym Vi będzie miało pionowe przesunięcie w dół, przyjmując Vref jako napięcie odniesienia.

Różnice między Clippers i Clampers

Ta sekcja jasno wyjaśnia kluczowe różnice między obwodami clippera i clampera

Zastosowania cążek i zacisków

Plik zastosowania maszynek do strzyżenia są:

• Są często używane do separacji sygnałów synchronizujących od złożonych sygnałów obrazu.
• Nadmierne skoki szumów powyżej określonego poziomu można ograniczyć lub przyciąć w nadajnikach FM za pomocą serii maszynek do strzyżenia.
• Do generowania nowych przebiegów lub kształtowania istniejącego przebiegu stosuje się obcinacze.
• Typowym zastosowaniem obcinacza diod jest ochrona tranzystorów przed stanami nieustalonymi, jako dioda gasząca połączona równolegle w poprzek obciążenia indukcyjnego.
• Często używany prostownik półfalowy w zestawach zasilających jest typowym przykładem maszynki do strzyżenia. Obcina dodatnią lub ujemną połówkę fali wejścia.
• Cążki mogą być używane jako ograniczniki napięcia i selektory amplitudy.

Plik zastosowania zacisków są:

• Złożony obwód nadajnika i odbiornika zacisku telewizyjnego jest używany jako stabilizator linii podstawowej aby zdefiniować sekcje sygnałów luminancji do zadanych poziomów.
• Cęgi są również nazywane regeneratorami prądu stałego, ponieważ ograniczają przebiegi do stałego potencjału prądu stałego.
• Są one często używane w sprzęcie testowym, sonarze i systemy radarowe .
• W celu ochrony wzmacniacze od dużych błędnych sygnałów stosuje się zaciski.
• Do usuwania zniekształceń można użyć zacisków
• W celu poprawy czasu przywracania przesterowania stosowane są klamry.
• Cęgi mogą być używane jako podwajacze napięcia lub mnożniki napięcia .

Są to wszystkie szczegółowe zastosowania zarówno cążek, jak i zacisków.

Obwody cążek i zacisków służą do formowania przebiegu do wymaganego kształtu i określonego zakresu. Obcinacze i zaciski omówione w tym artykule mogą być zaprojektowane przy użyciu diod. Czy znasz jakieś inne elementy elektryczne i elektroniczne z którym nożyce i można zaprojektować zaciski? Jeśli dogłębnie zrozumiałeś ten artykuł, przekaż swoją opinię i opublikuj swoje pytania i pomysły jako komentarze w poniższej sekcji.