今天我们将了解钳位电路,它用于钳位输出信号的直流电平而不会使波形失真,即它们是电平移位器电路。它可以使用电容器、二极管和电阻器来设计。限幅器和钳位器之间的区别在于限幅器电路改变波形的形状,而钳位器只是操纵输出信号的直流电平。
在选择电阻器和电容器时,您必须了解电容器的放电时间,因为它会保持波形的时间周期。它必须比一半的时间周期大得多,这样电容器才能缓慢放电。电解电容不能用于钳位电路,因为它们的充电和放电速度很慢。放电时间 (
) 可使用以下公式计算:
t(数字)= RC
其中R是电路中使用的电阻,C是电容器的电容。
基于钳位的钳位电路主要有三种类型:
正夹钳
负夹钳
偏压钳
正夹钳
当负周期钳位/移位高于零电压电平时,钳位器电路称为正钳位器,因为整个信号都移到正侧。这是一个非常简单的电路设计,你只需要按照下面的电路图:
首先将变压器的 12V(交流电源)引脚连接到电容器,然后将二极管的负极端子连接到电容器的另一端,将极端子连接到变压器的 0V 引脚。现在将一个 10K 电阻与二极管并联。如图所示,将示波器的通道A连接到输入侧,通道B连接到输出侧。现在你准备好了。打开变压器和示波器,将两个通道都调到0V线,你会看到通道B向上移动,如下图所示:
在第一个正半周期期间,二极管反向偏置,电容器不会在峰值处充电。但在负半周期期间,二极管正向偏置,电容器在其峰值 V m处充电。输出电压变为:
V o = V i + V m
这里,V i是输入电压,V o是输出电压,V m是电容器充电的最大电压。因此,输出移动了 + V m电平。这种转变完全取决于电容器存储的电荷。
负夹钳
当正周期钳位/移动到零电压电平以下时,钳位器电路称为负钳位器,因为整个信号都移动到负侧。构建负钳位器的电路图如下所示:
首先将变压器的 12V(交流电源)引脚连接到电容器,然后将二极管的正极端子连接到电容器的另一端,将负极端子连接到变压器的 0V 引脚。现在将一个 10K 电阻与二极管并联。如图所示,将示波器的通道A连接到输入侧,通道B连接到输出侧。现在你准备好了。打开变压器和示波器,将两个通道都调到0V线,你会看到通道B向下移动,如下图所示。通道 A 为黄色,通道 B 为蓝色。
在第一个正半周期期间,二极管正向偏置,电容器在峰值 V m处充电,而在负半周期期间,二极管反向偏置并充当开路。因此,输出电压变为:
V o = V i + V m
这里,V i是输入电压,V o是输出电压,V m是电容器充电的最大电压。因此,输出移动了 –V m电平,因为它是负电压。这种转变完全取决于电容器存储的电荷。
偏压钳
偏置钳位器与前面讨论的正钳位器和负钳位器没有什么不同。它仅由带有二极管的偏置电压组成。
因此,如果您将偏置电压与正钳位器连接,那么它只会与输出电压相加,并且它将作为偏置电压转移到更正的电平。
如果您将偏置电压与负钳位器连接,那么它只会与输出电压相加,并且它会随着偏置电压转移到更负的电平。
但请记住,如果您将负偏置电压与正钳位器连接,那么它不会转移到正电平,而是会转移到某个负电平,因为它将从输出电压中减去。
如果您将正偏置电压与负钳位器连接,那么它不会转移到负电平,而是会转移到某个正电平,因为它将从输出电压中减去。
我们设计了一个带有正偏压的正钳位器。
负钳位器也可以以相同的方式设计,只需反转二极管和偏置电压。
偏置电压可以是任何值,但请记住它不应大于或等于输入电压,因为在这种情况下,您将无法获得任何输出,或者钳位可能会反转。
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