Soorten tondeuses en klemmen met toepassingen

Typisch projecten van elektronica werken bij verschillende elektrische signaalbereiken en daarom voor deze elektronische schakelingen , is het bedoeld om de signalen binnen een bepaald bereik te houden om de gewenste outputs te verkrijgen. Om de output op de verwachte spanningsniveaus te ontvangen, hebben we veelzijdige gereedschappen op elektrisch gebied en die worden Clippers en Clampers genoemd. Dit artikel bevat een duidelijke beschrijving van tondeuses en klemmen, hun verschillen en hoe ze werken volgens de verwachte spanningsniveaus.

Wat zijn tondeuses en klemmen?

Clippers en klemmen in elektronica worden veel gebruikt bij de werking van analoge televisieontvangers en FM-zenders. De variabele frequentie interferentie kan worden verwijderd door de klemmethode te gebruiken in televisieontvangers en in FM-zenders worden de ruispieken beperkt tot een bepaalde waarde, waarboven de overmatige pieken kunnen worden verwijderd door middel van de clipping-methode.

Circuit voor tondeuses en klemmen

Wat is een Clipper Circuit?

Een elektronisch apparaat dat wordt gebruikt om de uitvoer van een circuit te omzeilen om verder te gaan dan de vooraf ingestelde waarde (spanningsniveau) zonder het resterende deel van de invoergolfvorm te variëren, wordt een Clipper-circuit.

Een elektronisch circuit dat wordt gebruikt om de positieve piek of negatieve piek van het ingangssignaal te veranderen naar een bepaalde waarde door het gehele signaal omhoog of omlaag te verschuiven om de uitgangssignaalpieken op het gewenste niveau te verkrijgen, wordt een klemschakeling genoemd.

Er zijn verschillende soorten tondeuse- en klemschakelingen, zoals hieronder wordt besproken.

Werking van Clipper Circuit

Het clipper-circuit kan worden ontworpen door zowel de lineaire en niet-lineaire elementen zoals weerstanden , diodes, of transistors ​Omdat deze circuits alleen worden gebruikt voor het knippen van de ingangsgolfvorm volgens de vereisten en voor het verzenden van de golfvorm, bevatten ze geen energieopslagelement zoals een condensator. Over het algemeen worden tondeuses onderverdeeld in twee typen: serie tondeuses en shunt tondeuses.

Serie tondeuses

Serie-tondeuses worden opnieuw ingedeeld in series negatieve tondeuses en series positieve tondeuses die als volgt zijn:

Serie Negatieve Clipper

De bovenstaande afbeelding toont een reeks negatieve tondeuses met hun uitvoergolfvormen. Tijdens de positieve halve cyclus verschijnt de diode (beschouwd als een ideale diode) in de voorwaartse voorspanning en geleidt hij zodanig dat de gehele positieve halve inputcyclus verschijnt over de parallel geschakelde weerstand als een outputgolfvorm.

Tijdens de negatieve halve cyclus is de diode in tegengestelde richting voorgespannen. Er verschijnt geen output over de weerstand. Het knipt dus de negatieve halve cyclus van de ingangsgolfvorm en daarom wordt het een reeks negatieve clipper genoemd.

Serie Negatieve Clipper

Serie negatieve tondeuse met positieve Vr

Serie negatieve tondeuse met positieve referentiespanning is vergelijkbaar met de serie negatieve tondeuse, maar hierin wordt een positieve referentiespanning toegevoegd in serie met de weerstand. Tijdens de positieve halve cyclus begint de diode pas te geleiden nadat zijn anodespanningswaarde de kathodespanningswaarde overschrijdt. Omdat de kathodespanning gelijk wordt aan de referentiespanning, is de uitvoer die over de weerstand verschijnt zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.

Serie negatieve Clipper met positieve Vr

De serie negatieve tondeuse met een negatieve referentiespanning is vergelijkbaar met de serie negatieve tondeuse met een positieve referentiespanning, maar in plaats van positieve Vr wordt hier een negatieve Vr in serie geschakeld met de weerstand, waardoor de kathodespanning van de diode een negatieve spanning wordt. .

Dus tijdens de positieve halve cyclus verschijnt de volledige invoer als uitvoer over de weerstand, en tijdens de negatieve halve cyclus verschijnt de invoer als uitvoer totdat de invoerwaarde lager is dan de negatieve referentiespanning, zoals weergegeven in de afbeelding.

Serie Negatieve Clipper met Negatieve Vr

Serie Positieve Clipper

Het serie positieve clipper-circuit is aangesloten zoals weergegeven in de afbeelding. Tijdens de positieve halve cyclus wordt de diode tegengesteld voorgespannen en wordt er geen output gegenereerd over de weerstand, en tijdens de negatieve halve cyclus geleidt de diode en verschijnt de gehele input als output over de weerstand.

Serie Positieve Clipper

Serie Positieve Clipper met Negatieve Vr

Het is vergelijkbaar met de seriële positieve tondeuse naast een negatieve referentiespanning in serie met een weerstand en hier, tijdens de positieve halve cyclus, verschijnt de uitgang over de weerstand als een negatieve referentiespanning.

Serie positieve Clipper met negatieve Vr

Tijdens de negatieve halve cyclus wordt de uitvoer gegenereerd nadat een waarde is bereikt die groter is dan de negatieve referentiespanning, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.

Serie positieve Clipper met positieve Vr

In plaats van een negatieve referentiespanning wordt een positieve referentiespanning aangesloten om een ​​seriepositieve tondeuse met een positieve referentiespanning te verkrijgen. Tijdens de positieve halve cyclus verschijnt de referentiespanning als een output over de weerstand, en tijdens de negatieve halve cyclus verschijnt de volledige input als output over de weerstand.

Shunt Clippers

Shunt-tondeuses worden in twee typen ingedeeld: shunt-negatieve tondeuses en shunt-positieve tondeuses.

Shunt Negatieve Clipper

De shunt-negatieve tondeuse is aangesloten zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Tijdens de positieve halve cyclus is de gehele input de output, en tijdens de negatieve halve cyclus geleidt de diode waardoor er geen output wordt gegenereerd vanaf de input.

Shunt Negatieve Clipper

Shunt Negatieve Clipper met Positieve Vr

Een serie positieve referentiespanning wordt toegevoegd aan de diode, zoals weergegeven in de afbeelding. Tijdens de positieve halve cyclus wordt de input gegenereerd als output, en tijdens de negatieve halve cyclus zal een positieve referentiespanning de outputspanning zijn zoals hieronder getoond.

Shunt Negatieve Clipper met Positieve Vr

Shunt Negatieve Clipper met Negatieve Vr

In plaats van de positieve referentiespanning wordt een negatieve referentiespanning in serie geschakeld met de diode om een ​​negatieve shunt-tondeuse te vormen met een negatieve referentiespanning. Tijdens de positieve halve cyclus verschijnt de volledige invoer als uitvoer en tijdens de negatieve halve cyclus verschijnt een referentiespanning als uitvoer zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Shunt Negatieve Clipper met Negatieve Vr

Shunt Positieve Clipper

Tijdens de positieve halve cyclus bevindt de diode zich in de geleidingsmodus en wordt er geen uitvoer gegenereerd en tijdens de negatieve halve cyclus verschijnt de volledige invoer als uitvoer omdat de diode in tegengestelde richting is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Shunt Positieve Clipper

Shunt Positieve Clipper met Negatieve Vr

Tijdens de positieve halve cyclus verschijnt de negatieve referentiespanning die in serie met de diode is aangesloten als output en tijdens de negatieve halve cyclus geleidt de diode totdat de ingangsspanning groter wordt dan de negatieve referentiespanning en de overeenkomstige output wordt gegenereerd.

Shunt Positieve Clipper met Positieve Vr

Tijdens de positieve halve cyclus geleidt de diode waardoor de positieve referentiespanning verschijnt als uitgangsspanning en tijdens de negatieve halve cyclus wordt de gehele input gegenereerd als de output aangezien de diode in tegengestelde richting is voorgespannen.

Naast de positieve en negatieve tondeuse is er een gecombineerde tondeuse die wordt gebruikt voor het knippen van zowel de positieve als de negatieve halve cycli, zoals hieronder besproken.

Positief-negatieve tondeuse met referentiespanning Vr

Het circuit is aangesloten zoals weergegeven in de afbeelding met een referentiespanning Vr, diodes D1 & D2 ​Tijdens de positieve halve cyclus geleidt de diode D1 waardoor de referentiespanning die in serie is geschakeld met D1 over de uitgang verschijnt.

Tijdens de negatieve cyclus geleidt de diode D2 waardoor de negatieve referentiespanning die over de D2 is aangesloten, als corresponderende uitgang verschijnt.

Clipper-circuits door beide halve golven af ​​te knippen

clipper circuits door het knippen van beide halve golven worden hieronder besproken.

Voor de positieve halve cyclus is

Hier is de kathodekant van de D1-diode verbonden met een positieve gelijkspanning en ontvangt de anode een gevarieerde positieve spanning. Op dezelfde manier is de anodezijde van de D2-diode verbonden met een negatieve gelijkspanning en ontvangt de kathodezijde een gevarieerde positieve spanning. Op het moment van de positieve halve cyclus bevindt de D2-diode zich volledig in de omgekeerde toestand. Hier worden de vergelijkingen als volgt weergegeven:

Wanneer de ingangsspanning lager is dan Vdc1 + Vd1 wanneer de diodes in omgekeerde bias-toestand zijn, dan is de uitgangsspanning Vin (ingangsspanning)

Als de ingangsspanning groter is dan Vdc1 + Vd1 wanneer de D1 in voorwaartse voorspanning staat en D2 in omgekeerde voorspanning, dan is de uitgangsspanning Vdc1 + Vd1

Voor de negatieve halve cyclus

Hier is de kathodekant van de D1-diode verbonden met een positieve gelijkspanning en ontvangt de anode een gevarieerde negatieve spanning. Op dezelfde manier is de anode-zijde van de D2-diode verbonden met een negatieve gelijkspanning en ontvangt de kathode-zijde een gevarieerde negatieve spanning. Op het moment van de positieve halve cyclus bevindt de D2-diode zich volledig in de omgekeerde toestand. Hier worden de vergelijkingen als volgt weergegeven:

Wanneer de ingangsspanning lager is dan Vdc2 + Vd2 wanneer de diodes in omgekeerde bias-toestand zijn, dan is de uitgangsspanning Vin (ingangsspanning)

Als de ingangsspanning groter is dan Vdc2 + Vd2 wanneer de D2 in doorschakelvoorspanning is en D1 in de omgekeerde voorspanningstoestand, dan is de uitgangsspanning (-Vdc2 - Vd2)

In de clippercircuits die zowel de halve golven knippen, kunnen de positieve en negatieve clipbereiken afzonderlijk worden gevarieerd, wat betekent dat + ve en -ve spanningsniveaus kunnen verschillen. Deze worden ook wel parallel afhankelijke clippercircuits genoemd. Het wordt bediend met behulp van twee spanningsbronnen en twee diodes die in tegengestelde richting met elkaar zijn verbonden.

Knippen van beide halve golven

Knippen door Zener Diode

Dit is het andere type uitschakelcircuit

Hier functioneert de zenerdiode als voorgespannen diode-afsnijding waarbij de instelspanning hetzelfde is als de spanning bij de diode-doorslag. In dit type uitschakelcircuit bevindt de diode zich op het moment van de + ve halve cyclus in omgekeerde vooringestelde toestand en knipt het signaal in de toestand van zenerspanning.

En op het moment van de -ve halve cyclus functioneert de diode normaal gesproken in een toestand waarbij de zenerspanning 0,7 V is. Om beide halve cycli van de golfvorm te knippen, zijn de diodes verbonden als back-to-back diodes.

Wat is Meany door Clamper?

De klemschakelingen worden ook wel DC-restauratoren genoemd. Deze circuits worden vooral gebruikt om de toegepaste golfvormen te verschuiven naar boven of onder de niveaus van de gelijkstroomreferentiespanning zonder de impact op de vorm van de golfvorm te tonen. Deze verschuiving heeft de neiging het Vdc-niveau van de toegepaste golf te wijzigen. De piekniveaus van de golf kunnen worden verschoven via de diode klemmen dus deze worden zelfs niveauverschuivers genoemd. In verband hiermee worden klemschakelingen voornamelijk gecategoriseerd als positieve en negatieve stroomtangen.

Werking van Clamper Circuit

Met behulp van de klemschakelingen kan de positieve of negatieve piek van een signaal op het gewenste niveau worden gepositioneerd. Omdat we de niveaus van pieken van het signaal kunnen verschuiven door een klem te gebruiken, wordt het ook een niveauverschuiver genoemd.

Het klemcircuit bestaat uit een condensator en diode parallel geschakeld over de belasting. Het klemcircuit is afhankelijk van de verandering in de tijdconstante van de condensator. De condensator moet zo worden gekozen dat tijdens de geleiding van de diode de condensator voldoende moet zijn om snel op te laden en tijdens de niet-geleidende periode van de diode de condensator niet drastisch mag ontladen. De klemmen zijn geclassificeerd als positieve en negatieve klemmen op basis van de klemmethode.

Negatieve Clamper

Tijdens de positieve halve cyclus staat de ingangsdiode in voorwaartse voorspanning en als de diode geleidt, wordt de condensator opgeladen (tot de piekwaarde van de ingangsvoeding). Tijdens de negatieve halve cyclus geleidt het omgekeerde niet en wordt de uitgangsspanning gelijk aan de som van de ingangsspanning en de spanning opgeslagen over de condensator.

Negatieve Clamper

Negatieve klem met positieve Vr

Het is vergelijkbaar met de negatieve klem, maar de uitgangsgolfvorm wordt door een positieve referentiespanning in de positieve richting verschoven. Omdat de positieve referentiespanning in serie is geschakeld met de diode, wordt de uitgangsspanning tijdens de positieve halve cyclus, ook al geleidt de diode, gelijk aan de referentiespanning, vandaar dat de uitgang in de positieve richting wordt geklemd zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding .

Negatieve klem met positieve Vr

Negatieve klem met negatieve Vr

Door de referentiespanningsrichtingen om te keren, wordt de negatieve referentiespanning in serie geschakeld met de diode, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Tijdens de positieve halve cyclus begint de diode geleiding vóór nul, aangezien de kathode een negatieve referentiespanning heeft, die lager is dan die van nul en de anodespanning, en dus wordt de golfvorm in de negatieve richting geklemd door de referentiespanningswaarde .

Negatieve klem met negatieve Vr

Positieve Clamper

Het lijkt bijna op het negatieve klemcircuit, maar de diode is in de tegenovergestelde richting aangesloten. Tijdens de positieve halve cyclus wordt de spanning over de uitgangsklemmen gelijk aan de som van de ingangsspanning en de condensatorspanning (als de condensator aanvankelijk volledig opgeladen is).

Positieve Clamper

Tijdens de negatieve halve cyclus van de ingang begint de diode te geleiden en laadt de condensator snel op tot zijn piekingangswaarde. De golfvormen worden dus in de positieve richting geklemd, zoals hierboven weergegeven.

Positieve klem met positieve Vr

Een positieve referentiespanning wordt in serie toegevoegd met de diode van de positieve klem zoals weergegeven in het circuit. Tijdens de positieve halve cyclus van de ingang geleidt de diode zoals aanvankelijk, de voedingsspanning is lager dan de positieve referentiespanning van de anode.

Positieve klem met positieve Vr

Als de kathodespanning eenmaal groter is dan de anodespanning, stopt de diode de geleiding. Tijdens de negatieve halve cyclus geleidt en laadt de diode de condensator. De output wordt gegenereerd zoals weergegeven in de afbeelding.

Positieve Clamper met negatieve Vr

De richting van de referentiespanning is omgekeerd, die in serie is geschakeld met de diode waardoor het een negatieve referentiespanning wordt. Tijdens de positieve halve cyclus zal de diode niet geleidend zijn, zodat de output gelijk is aan de condensatorspanning en de ingangsspanning.

Positieve Clamper met negatieve Vr

Tijdens de negatieve halve cyclus begint de diode met geleiding pas nadat de kathodespanningswaarde lager is dan de anodespanning. De uitgangsgolfvormen worden dus gegenereerd zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.

Clippers en klemmen met Op-Amp

Dus, op basis van op-amp, worden tondeuses en klemmen voornamelijk ingedeeld in twee typen en dat zijn positieve en negatieve typen. Laat ons de werking van weten clipper en clamper met op-amp ​

Clippers met Op-Amp

In het onderstaande circuit wordt een sinusgolf van Vt-spanning toegepast op het niet-inverterende uiteinde van de op-amp en de Vref-waarde kan worden gevarieerd door de R2-waarde te wijzigen. De werking wordt als volgt uitgelegd voor de positieve tondeuse:

• Is de Vi (ingangsspanning) minimaal dan die van Vref, dan vindt de geleiding in D1 plaats en functioneert de schakeling als spanningsvolger. De Vo blijft dus hetzelfde als de ingangsspanning voor de toestand Vi
• Als de Vi (ingangsspanning) hoger is dan die van Vref, is er geen geleiding en functioneert het circuit als een open lus omdat de feedback niet op een gesloten manier was. De Vo blijft dus hetzelfde als een referentiespanning voor de toestand Vi> Vref

Voor de negatieve tondeuse is de operatie

In het onderstaande circuit wordt een sinusgolf van Vt-spanning toegepast op het niet-inverterende uiteinde van de op-amp en de Vref-waarde kan worden gevarieerd door de R2-waarde te wijzigen.

• Is de Vi (ingangsspanning) meer dan die van Vref, dan vindt de geleiding in D1 plaats en functioneert de schakeling als spanningsvolger. De Vo blijft dus hetzelfde als de ingangsspanning voor de conditie Vi> Vref
• Als de Vi (ingangsspanning) lager is dan die van Vref, is er geen geleiding en functioneert het circuit als een open lus omdat de feedback niet op een gesloten manier was. De Vo blijft dus hetzelfde als de referentiespanning voor de toestand Vi

Klemmen met Op-Amp

De werking van het positieve klemcircuit wordt als volgt uitgelegd:

Hier wordt een sinusgolf toegepast op het inverterende uiteinde van de op-amp met behulp van een condensator en de weerstand. Dit komt overeen dat het AC-signaal wordt toegepast op de inverterende terminal van de op-amp. Terwijl Vref wordt toegepast op het niet-inverterende uiteinde van de op-amp.

Het niveau van de Vref kan worden geselecteerd door de waarde van R2 te wijzigen. Hier is Vref een positieve waarde, en de output is de Vi + Vref waar dit overeenkomt met dat het klemcircuit de output genereert waarbij de Vi een opwaartse verticale verschuiving heeft waarbij Vref als de referentiespanning wordt genomen.

En in het negatieve klemcircuit wordt een sinusgolf toegepast op het inverterende uiteinde van de op-amp met behulp van een condensator en de weerstand. Dit komt overeen dat het AC-signaal wordt toegepast op de inverterende terminal van de op-amp. Terwijl Vref wordt toegepast op het niet-inverterende uiteinde van de op-amp.

Het niveau van de Vref kan worden geselecteerd door de waarde van R2 te wijzigen. Hier is Vref een negatieve waarde, en de output is de Vi + Vref waarbij dit overeenkomt met dat het klemcircuit de output genereert waarbij de Vi een neerwaartse verticale verschuiving heeft waarbij Vref als de referentiespanning wordt genomen.

Verschillen tussen de Clippers en Clampers

In dit gedeelte wordt duidelijk het belangrijkste verschillen tussen clipper- en clamper-circuits

Toepassingen van tondeuses en klemmen

De toepassingen van tondeuses zijn:

• Ze worden vaak gebruikt voor het scheiden van synchronisatiesignalen van de samengestelde beeldsignalen.
• De buitensporige geluidspieken boven een bepaald niveau kunnen worden beperkt of ingekort in FM-zenders door de serie tondeuses te gebruiken.
• Voor het genereren van nieuwe golfvormen of het vormgeven van de bestaande golfvorm, worden tondeuses gebruikt.
• De typische toepassing van een diodeknipper is voor de bescherming van transistors tegen transiënten, als een vrijloopdiode die parallel over de inductieve belasting is geschakeld.
• Een veel gebruikte halfgolf gelijkrichter in voedingskits is een typisch voorbeeld van een tondeuse. Het clipt een positieve of negatieve halve golf van de invoer.
• Clippers kunnen worden gebruikt als spanningsbegrenzers en amplitudeschakelaars.

De toepassingen van klemmen zijn:

• Het complexe zender- en ontvangercircuit van de televisieklem wordt gebruikt als een basislijn stabilisator om secties van de luminantiesignalen te definiëren tot vooraf ingestelde niveaus.
• Klemmen worden ook wel gelijkstroomrestauratoren genoemd, omdat ze de golfvormen op een vast gelijkstroompotentiaal vastklemmen.
• Deze worden vaak gebruikt in testapparatuur, sonar en radarsystemen ​
• Ter bescherming van de versterkers van grote foutieve signalen worden klemmen gebruikt.
• Klemmen kunnen worden gebruikt om de vervormingen te verwijderen
• Voor het verbeteren van de overdrive worden hersteltijdklemmen gebruikt.
• Klemmen kunnen worden gebruikt als spanningsverdubbelaars of spanningsvermenigvuldigers ​

Dit zijn alle gedetailleerde toepassingen van zowel tondeuses als klemmen.

Clippers en klemschakelingen worden gebruikt voor het vormen van een golfvorm tot een vereiste vorm en gespecificeerd bereik. De tondeuses en klemmen die in dit artikel worden besproken, kunnen worden ontworpen met behulp van diodes. Kent u een andere elektrische en elektronische elementen met welke tondeuse en klemmen kunnen worden ontworpen? Als u dit artikel grondig heeft begrepen, geef dan uw feedback en plaats uw vragen en ideeën als opmerkingen in het onderstaande gedeelte.