Typy nůžek a upínačů s aplikacemi

Typický projekty elektroniky pracují v různých rozsazích elektrického signálu, a proto pro ně elektronické obvody , je zamýšleno udržovat signály v určitém rozsahu za účelem získání požadovaných výstupů. Abychom mohli přijímat výstup na očekávané úrovni napětí, máme v elektrické oblasti univerzální nástroje, které se nazývají Clippers a Clampers. Tento článek ukazuje jasný popis nůžek a svorek, jejich rozdílů a toho, jak fungují podle očekávaných úrovní napětí.

Co jsou nůžky a kleště?

Nůžky a kleště v elektronice jsou široce používány při provozu analogových televizních přijímačů a FM vysílačů. The proměnná frekvence rušení lze odstranit pomocí metody upínání v televizních přijímačích a v FM vysílače , šumové špičky jsou omezeny na konkrétní hodnotu, nad kterou lze přebytečné špičky odstranit pomocí metody oříznutí.

Zastřihovač a upínací obvod

Co je to Clipper Circuit?

Elektronické zařízení, které se používá k vyhnutí se výstupu obvodu, aby překročil přednastavenou hodnotu (úroveň napětí) bez změny zbývající části vstupního průběhu, se nazývá a Clipper obvod.

An elektronický obvod který se používá ke změně kladného nebo záporného píku vstupního signálu na určitou hodnotu posunutím celého signálu nahoru nebo dolů, aby se získaly špičky výstupního signálu na požadované úrovni, se nazývá Clamperův obvod.

Níže jsou popsány různé typy obvodů kleští a svěrky.

Práce s obvodem Clipper

Zastřihovací obvod může být navržen s využitím obou lineární a nelineární prvky jako rezistory , diody nebo tranzistory . Protože tyto obvody se používají pouze pro oříznutí vstupního průběhu podle požadavku a pro přenos průběhu, neobsahují žádný prvek uchovávající energii, jako je kondenzátor. Obecně jsou nůžky rozděleny do dvou typů: Series Clippers a Shunt Clippers.

Řada nůžek

Sériové zastřihovače jsou opět klasifikovány do sériových negativních zastřihovačů a sériových pozitivních zastřihovačů, které jsou následující:

Series Negativní Clipper

Výše uvedený obrázek ukazuje řadu negativních nůžek s jejich výstupními průběhy. Během kladného polovičního cyklu se dioda (považovaná za ideální diodu) objeví v předpětí a vede tak, že celý kladný poloviční cyklus vstupu se objeví přes rezistor zapojený paralelně jako výstupní průběh.

Během záporného polovičního cyklu je dioda v předpětí. Přes rezistor se neobjevuje žádný výstup. Klipe tedy záporný poloviční cyklus vstupního tvaru vlny, a proto se nazývá řada záporných klipovaček.

Series Negativní Clipper

Series Negativní Clipper s pozitivním Vr

Sériový záporný klips s kladným referenčním napětím je podobný sériovému zápornému klipsu, ale v tomto případě je kladné referenční napětí přidáno do série s odporem. Během kladného polovičního cyklu začne dioda vodit teprve poté, co její hodnota anodového napětí překročí hodnotu katodového napětí. Vzhledem k tomu, že se katodové napětí rovná referenčnímu napětí, bude výstup, který se objeví přes rezistor, zobrazen na výše uvedeném obrázku.

Series Negativní Clipper s pozitivním Vr

Sériová záporná svorka se záporným referenčním napětím je podobná sériové záporné svorce se záporným referenčním napětím, ale místo kladné Vr je zde záporná Vr zapojena do série s odporem, díky čemuž je katodové napětí diody záporné napětí .

Během kladné poloviny cyklu se tedy celý vstup jeví jako výstup přes rezistor a během záporné poloviny cyklu se vstup jeví jako výstup, dokud nebude vstupní hodnota menší než záporné referenční napětí, jak je znázorněno na obrázku.

Series Negativní Clipper s negativním Vr

Série Pozitivní Clipper

Sériový obvod kladného zastřihovače je připojen, jak je znázorněno na obrázku. Během kladného polovičního cyklu se dioda stane reverzně předpjatou a na rezistoru není generován žádný výstup a během záporného polovičního cyklu dioda vede a celý vstup se jeví jako výstup přes rezistor.

Série Pozitivní Clipper

Pozitivní Clipper řady s negativním Vr

Je to podobné jako u sériového kladného klipru kromě záporného referenčního napětí v sérii s rezistorem a zde se během kladného polovičního cyklu výstup zobrazuje přes rezistor jako záporné referenční napětí.

Pozitivní Clipper řady s negativním Vr

Během záporného polovičního cyklu je výstup generován po dosažení hodnoty větší než záporné referenční napětí, jak je znázorněno na obrázku výše.

Série Pozitivní Clipper s Pozitivní Vr

Místo záporného referenčního napětí je připojeno kladné referenční napětí, aby se získal sériový kladný Clipper s kladným referenčním napětím. Během kladného polovičního cyklu se referenční napětí jeví jako výstup přes rezistor a během záporného polovičního cyklu se celý vstup jeví jako výstup přes rezistor.

Shunt Clippers

Zkratovací nůžky se dělí na dva typy: Zkratovací záporné nůžky a Zkratovací kladky.

Negativní zastřihovač bočníku

Bočník se záporným zastřihovačem je připojen, jak je znázorněno na obrázku výše. Během kladného polovičního cyklu je celý vstup výstupem a během záporného polovičního cyklu vede dioda, což nezpůsobuje generování žádného výstupu ze vstupu.

Negativní zastřihovač bočníku

Negativní Clipper s pozitivním Vr

K diodě se přidá sériové kladné referenční napětí, jak je znázorněno na obrázku. Během kladného polovičního cyklu je vstup generován jako výstup a během záporného polovičního cyklu bude kladným referenčním napětím výstupní napětí, jak je znázorněno níže.

Negativní Clipper s pozitivním Vr

Negativní Clipper s negativní Vr

Namísto kladného referenčního napětí je záporné referenční napětí zapojeno do série s diodou, aby se vytvořil zkratový záporný klips s negativním referenčním napětím. Během kladného polovičního cyklu se celý vstup zobrazí jako výstup a během záporného polovičního cyklu se referenční napětí objeví jako výstup, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Negativní Clipper s bočním negativním Vr

Shunt Positive Clipper

Během kladného polovičního cyklu je dioda v režimu vedení a není generován žádný výstup a během záporného polovičního cyklu se celý vstup jeví jako výstup, protože dioda je v obráceném zkreslení, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Shunt Positive Clipper

Shunt Positive Clipper s negativním Vr

Během kladného polovičního cyklu se záporné referenční napětí zapojené do série s diodou jeví jako výstup a během záporného polovičního cyklu dioda vede, dokud hodnota vstupního napětí nebude větší než záporné referenční napětí a generuje se odpovídající výstup.

Shunt Positive Clipper with Positive Vr

Během kladného polovičního cyklu dioda vede a způsobuje, že se kladné referenční napětí objeví jako výstupní napětí, a během záporného polovičního cyklu je celý výstup generován jako výstup, protože dioda je v předpětí.

Kromě pozitivních a negativních nůžek existuje kombinovaný nůžek, který se používá k ořezávání pozitivních i negativních polovičních cyklů, jak je popsáno níže.

Pozitivně-negativní Clipper s referenčním napětím Vr

Obvod je připojen, jak je znázorněno na obrázku, s referenčním napětím Vr, diody D1 a D2 . Během kladného polovičního cyklu vede dioda D1, což způsobuje, že se na výstupu objeví referenční napětí zapojené do série s D1.

Během záporného cyklu vede dioda D2, což způsobuje, že se záporné referenční napětí připojené přes D2 jeví jako odpovídající výstup.

Clipper Circuits by Clipping both the Half Waves

níže jsou diskutovány obvody Clipper oříznutím obou polovičních vln.

Pro pozitivní poloviční cykl je

Zde je katodová strana diody D1 připojena ke kladnému stejnosměrnému napětí a anoda přijímá různé kladné napětí. Stejným způsobem je anodová strana diody D2 připojena k zápornému stejnosměrnému napětí a katodová strana přijímá různé kladné napětí. V době kladného polovičního cyklu bude dioda D2 zcela v předpjatém stavu. Zde jsou rovnice znázorněny následovně:

Pokud je vstupní napětí menší než Vdc1 + Vd1, když jsou diody ve stavu reverzního zkreslení, pak je výstupní napětí Vin (vstupní napětí)

Když je vstupní napětí větší než Vdc1 + Vd1, když je D1 v předpětí předpětí a D2 je v předpětí, pak je výstupní napětí Vdc1 + Vd1

Pro negativní poloviční cyklus

Zde je katodová strana diody D1 připojena ke kladnému stejnosměrnému napětí a anoda přijímá různé záporné napětí. Stejným způsobem je anodová strana diody D2 připojena k zápornému stejnosměrnému napětí a katodová strana přijímá různé záporné napětí. V době kladného polovičního cyklu bude dioda D2 zcela v předpjatém stavu. Zde jsou rovnice znázorněny následovně:

Pokud je vstupní napětí menší než Vdc2 + Vd2, když jsou diody ve stavu reverzního zkreslení, pak je výstupní napětí Vin (vstupní napětí)

Pokud je vstupní napětí vyšší než Vdc2 + Vd2, když je D2 v předpětí a D1 v opačném předpětí, pak je výstupní napětí (-Vdc2 - Vd2)

V obvodech ořezávače ořezávajících obě půlvlny lze pozitivně a negativně ořezávat rozsahy samostatně, což znamená, že kladné a záporné úrovně napětí se mohou lišit. Ty jsou také označovány jako paralelně závislé Clipper obvody. Provozuje se pomocí dvou zdrojů napětí a dvou diod, které jsou vzájemně propojeny opačně.

Oříznutí obou polovičních vln

Oříznutí Zenerovou diodou

Toto je druhý typ ořezávacího obvodu

Zde Zenerova dioda funguje jako oříznutí předpjaté diody, kde předpěťové napětí je stejné jako napětí při poruše diody. U tohoto typu ořezávacího obvodu je v době kladného polovičního cyklu dioda v obráceném předpětí a signální klipy při stavu Zenerova napětí.

A v době polovičního cyklu -ve funguje dioda normálně za podmínek, kdy je Zenerovo napětí 0,7V. Aby bylo možné oříznout oba poloviční cykly tvaru vlny, jsou diody spojeny jako diody typu back-to-back.

Co je Meany by Clamper?

Svorkové obvody se také nazývají DC restaurátory. Tyto obvody se používají zejména k posunu aplikovaných průběhů na vyšší nebo nižší úrovně stejnosměrného referenčního napětí, aniž by se projevil dopad na tvar průběhu. Toto posunutí má tendenci měnit úroveň Vdc aplikované vlny. Vrcholové úrovně vlny lze posunout přes diodové svorky takže jsou dokonce označovány jako řadicí páky. S ohledem na to jsou klešťové obvody kategorizovány hlavně jako kladné a záporné kleště.

Práce s upínacím obvodem

Kladný nebo záporný vrchol signálu lze umístit na požadovanou úroveň pomocí upínacích obvodů. Protože můžeme posunout úrovně špiček signálu pomocí kleští, proto se také nazývá posunovač úrovně.

Upínací obvod se skládá z a kondenzátor a dioda zapojená paralelně přes zátěž. Svorkový obvod závisí na změně časové konstanty kondenzátoru. Kondenzátor musí být zvolen tak, aby během vedení diody musel být kondenzátor dostatečný k rychlému nabíjení a během nevodivé doby diody by se kondenzátor neměl drasticky vybíjet. Upínače jsou klasifikovány jako pozitivní a negativní upínače na základě metody upínání.

Negativní Clamper

Během kladného polovičního cyklu je vstupní dioda v předpětí - a jak se dioda vede, kondenzátor se nabije (až po špičkovou hodnotu vstupního napájení). Během záporného polovičního cyklu zpětný chod nevede a výstupní napětí se rovná součtu vstupního napětí a napětí uloženého na kondenzátoru.

Negativní Clamper

Negativní upínač s pozitivním Vr

Je to podobné jako u záporné svorky, ale výstupní křivka je posunuta směrem k pozitivnímu směru kladným referenčním napětím. Vzhledem k tomu, že kladné referenční napětí je zapojeno do série s diodou, během kladného polovičního cyklu, i když dioda vede, se výstupní napětí rovná referenčnímu napětí, proto je výstup upnut směrem k pozitivnímu směru, jak je znázorněno na následujícím obrázku .

Negativní upínač s pozitivním Vr

Negativní upínač s negativním Vr

Invertováním směrů referenčního napětí je záporné referenční napětí zapojeno do série s diodou, jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku. Během kladného polovičního cyklu začne dioda vést před nulou, protože katoda má záporné referenční napětí, které je menší než nulové a anodové napětí, a proto je tvar vlny upnut směrem k zápornému směru hodnotou referenčního napětí .

Negativní upínač s negativním Vr

Pozitivní Clamper

Je to téměř podobné obvodu záporné svorky, ale dioda je připojena v opačném směru. Během kladného polovičního cyklu se napětí na výstupních svorkách rovná součtu vstupního napětí a napětí kondenzátoru (vzhledem k tomu, že kondenzátor byl původně plně nabitý).

Pozitivní Clamper

Během záporné poloviny cyklu vstupu začne dioda vést a rychle nabije kondenzátor na špičkovou vstupní hodnotu. Tvary vln jsou tedy upnuty směrem k pozitivnímu směru, jak je znázorněno výše.

Pozitivní upínač s pozitivním Vr

Kladné referenční napětí se přidává do série s diodou kladného kleště, jak je znázorněno v obvodu. Během kladného polovičního cyklu vstupu dioda vede jako na začátku, napájecí napětí je menší než kladné referenční napětí anody.

Pozitivní upínač s pozitivním Vr

Pokud je napětí katody větší než napětí anody, dioda zastaví vedení. Během záporného polovičního cyklu dioda vede a nabíjí kondenzátor. Výstup je generován, jak je znázorněno na obrázku.

Pozitivní upínač s negativním Vr

Směr referenčního napětí je obrácen, což je zapojeno do série s diodou, což z něj činí záporné referenční napětí. Během kladného polovičního cyklu bude dioda nevodivá, takže výstup se bude rovnat napětí kondenzátoru a vstupnímu napětí.

Pozitivní upínač s negativním Vr

Během záporného polovičního cyklu začne dioda vodit teprve poté, co hodnota katodového napětí klesne pod anodové napětí. Tudíž jsou výstupní křivky generovány, jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku.

Clipper and Clampers using Op-Amp

Takže na základě operačního zesilovače se nůžky a svěrky klasifikují hlavně do dvou typů, a to jsou pozitivní a negativní typy. Dejte nám vědět o operaci zastřihovač a svěrka pomocí operačního zesilovače .

Zastřihovače používající operační zesilovač

V níže uvedeném obvodu je na neinvertující konec operačního zesilovače přivedena sinusová vlna napětí Vt a hodnotu Vref lze měnit změnou hodnoty R2. U kladného strojku je operace vysvětlena následovně:

• Když je Vi (vstupní napětí) minimální než Vref, pak probíhá vedení v D1 a obvod funguje jako sledovač napětí. Takže Vo zůstává stejné jako vstupní napětí pro podmínku Vi
• Když je Vi (vstupní napětí) větší než Vref, pak nebude vedení a obvod funguje jako otevřená smyčka, protože zpětná vazba nebyla uzavřeným způsobem. Takže Vo zůstává stejné jako referenční napětí pro podmínku Vi> Vref

U záporného zastřihovače je operace

V níže uvedeném obvodu je na neinvertující konec operačního zesilovače přivedena sinusová vlna napětí Vt a hodnotu Vref lze měnit změnou hodnoty R2.

• Když je Vi (vstupní napětí) větší než Vref, pak dochází k vedení v D1 a obvod funguje jako sledovač napětí. Takže Vo zůstává stejné jako vstupní napětí pro podmínku Vi> Vref
• Když je Vi (vstupní napětí) menší než Vref, pak nebude vedení a obvod funguje jako otevřená smyčka, protože zpětná vazba nebyla uzavřeným způsobem. Takže Vo zůstává stejné jako referenční napětí pro podmínku Vi

Upínače používající Op-Amp

Činnost obvodu kladné svorky je vysvětlena následovně:

Zde se sinusová vlna aplikuje na invertující konec operačního zesilovače pomocí kondenzátoru a rezistoru. To odpovídá tomu, že střídavý signál je přiveden na invertující terminál operačního zesilovače. Zatímco Vref se aplikuje na neinvertující konec operačního zesilovače.

Úroveň Vref lze zvolit úpravou hodnoty R2. Zde je Vref kladná hodnota a výstupem je Vi + Vref, kde to odpovídá tomu, že obvod kleští generuje výstup, kde Vi bude mít vertikální posun nahoru, přičemž Vref bude referenční napětí.

A v obvodu záporných kleští je sinusová vlna přivedena na invertující konec operačního zesilovače pomocí kondenzátoru a rezistoru. To odpovídá tomu, že střídavý signál je přiveden na invertující terminál operačního zesilovače. Zatímco Vref se aplikuje na neinvertující konec operačního zesilovače.

Úroveň Vref lze zvolit úpravou hodnoty R2. Zde je Vref záporná hodnota a výstupem je Vi + Vref, kde to odpovídá tomu, že obvod kleští generuje výstup, kde Vi bude mít vertikální posun dolů, přičemž Vref je referenční napětí.

Rozdíly mezi nůžkami a kleštěmi

Tato část jasně vysvětluje klíčové rozdíly mezi obvody clipper a clamper

Aplikace nůžek a kleští

The aplikace nůžek jsou:

• Často se používají k oddělení synchronizačních signálů od kompozitních obrazových signálů.
• Nadměrné špičky šumu nad určitou úroveň lze omezit nebo zachytit ve vysílačech FM pomocí nůžek řady.
• Pro generování nových křivek nebo tvarování stávající křivky se používají nůžky.
• Typické použití diodového kleště je pro ochranu tranzistorů před přechodnými jevy jako volnoběžná dioda zapojená paralelně přes indukční zátěž.
• Často se používá půlvlnný usměrňovač v sadách napájecích zdrojů je typickým příkladem zastřihovače. Klipy buď kladné, nebo záporné půlvlny vstupu.
• Clippery lze použít jako omezovače napětí a voliče amplitudy.

The aplikace svorek jsou:

• Komplexní obvody vysílače a přijímače televizního kleště se používají jako a základní stabilizátor definovat úseky jasových signálů na přednastavené úrovně.
• Svorky se také nazývají obnovovače stejnosměrného proudu, protože upínají křivky na pevný stejnosměrný potenciál.
• Ty se často používají ve zkušebních zařízeních, sonarech a radarové systémy .
• Pro ochranu zesilovače z velkých potulných signálů se používají svorky.
• K odstranění zkreslení lze použít upínače
• Ke zdokonalení doby přeběhu se používají svorky.
• Svorky lze použít jako zdvojovače napětí nebo multiplikátory napětí .

Toto jsou všechny podrobné aplikace jak nůžek, tak upínačů.

Zastřihovače a upínací obvody se používají k formování křivky do požadovaného tvaru a specifikovaného rozsahu. Zastřihovače a svěrky popisované v tomto článku lze navrhnout pomocí diod. Znáš někoho jiného? elektrické a elektronické prvky s níž nůžky a lze navrhnout svorky? Pokud jste tomuto článku porozuměli podrobně, sdělte nám svůj názor a v níže uvedené části pošlete své dotazy a nápady jako komentáře.