Dati natutunan namin ang tungkol sa Clipper Circuits, na ginagamit upang i-clip ang positibo o negatibong bahagi ng Alternating waveform. Ngayon matututunan natin ang tungkol sa mga Clamper circuit na ginagamit upang i-clamp ang antas ng DC ng signal ng output nang hindi binabago ang waveform ie mga Level Shifter circuit. Maaari itong idisenyo gamit ang kapasitor, diode at risistor. Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang clipper at isang clamper ay ang clipper circuit na binabago ang hugis ng waveform ngunit ang manipis na clamper lamang ang manipulahin ang antas ng DC ng output signal.
Habang pinipili ang risistor at kapasitor dapat mong magkaroon ng kamalayan tungkol sa pagpapalabas ng oras ng capacitor habang pinapanatili nito ang tagal ng panahon ng waveform. Dapat itong medyo malaki kaysa sa kalahati ng tagal ng panahon upang ang capacitor ay dahan-dahang matanggal. Ang electrolytic capacitor ay hindi dapat gamitin sa clamper circuit dahil dahan-dahang singilin at pinalalabas. Ang oras ng paglabas (
t (Tau) = RC
Kung saan ang R ay ang resistensya na ginamit sa circuit at C ay ang capacitance ng capacitor.
Mayroong pangunahing tatlong uri ng mga clamper circuit na nakabatay sa clamping:
- Positive Clamper
- Negatibong Clamper
- Biased Clamper
Positive Clamper
Kapag ang negatibong ikot ng clamp / shift sa itaas ng antas ng zero boltahe, pagkatapos ang clamper circuit ay tinatawag na Positive Clamper dahil ang buong signal ay inilipat sa positibong bahagi. Ito ay isang talagang simpleng circuit upang mag-disenyo, kailangan mo lamang sundin ang circuit diagram sa ibaba:
Una ikonekta ang transformer ng 12V (pinagmulan ng AC) sa capacitor at pagkatapos ay ikonekta ang negatibong terminal ng diode sa iba pang mga terminal ng capacitor at positibong terminal sa 0V pin ng transpormer. Ngayon ikonekta ang isang risistor na 10K kahanay sa diode. Ikonekta ang channel A ng oscilloscope sa input side at channel B sa output side tulad ng ipinakita sa figure. Ngayon handa ka nang umalis. I-ON ang transpormer at oscilloscope at ayusin ang parehong mga channel sa 0V na linya at makikita mo na ang channel B ay inilipat paitaas tulad ng ipinakita sa ibaba:
Sa panahon ng unang positibong kalahating ikot ng diode ay nakabaligtad at ang capacitor ay hindi masisingil sa rurok na halaga. Ngunit sa panahon ng negatibong kalahating ikot ng diode ay nakakakuha ng pasulong na bias at ang kapasitor ay sisingilin sa rurok na halagang V m. At ang boltahe ng output ay nagiging:
V o = V i + V m
Narito ang V i ang input boltahe, ang V o ay ang output voltage, at ang V m ang maximum na boltahe kung saan sisingilin ang capacitor. Samakatuwid ang output ay inililipat ng antas ng + V m. Ang paglilipat na ito ay nakasalalay lamang sa singil na nakaimbak ng capacitor.
Negatibong Clamper
Kapag ang positibong cycle clamp / nagbabago sa ibaba ng antas ng zero boltahe, pagkatapos ang clamper circuit ay tinatawag na Negative Clamper dahil ang buong signal ay inilipat sa negatibong bahagi. Ang circuit diagram upang bumuo ng isang Negatibong clamper ay ipinapakita sa ibaba:
Una ikonekta ang transformer ng 12V (pinagmulan ng AC) sa capacitor at pagkatapos ay ikonekta ang positibong terminal ng diode sa iba pang mga terminal ng capacitor at negatibong terminal sa 0V pin ng transpormer. Ngayon ikonekta ang isang risistor na 10K kahanay sa diode. Ikonekta ang channel A ng oscilloscope sa input side at channel B sa output side tulad ng ipinakita sa figure. Ngayon handa ka nang umalis. I-ON ang transpormer at oscilloscope at ayusin ang pareho ng mga channel sa 0V na linya at makikita mo na ang channel B ay inilipat pababa tulad ng ipinakita sa figure sa ibaba. Ang channel A ay kulay dilaw at ang channel B ay kulay asul.
Sa panahon ng unang positibong kalahating ikot ng diode ay pasulong na bias at ang capacitor ay nasingil sa rurok na halaga na V m at sa panahon ng negatibong kalahating siklo ang diode ay makakakuha ng reverse bias at kumikilos bilang isang bukas na circuit. Kaya, ang boltahe ng output ay nagiging:
V o = V i + V m
Narito ang V i ang input boltahe, ang V o ay ang output voltage, at ang V m ang maximum na boltahe kung saan sisingilin ang capacitor. Samakatuwid ang output ay makakakuha ng shift ng antas ng –V m dahil ito ang negatibong boltahe. Ang paglilipat na ito ay nakasalalay lamang sa singil na nakaimbak ng capacitor.
Biased Clamper
Ang isang kampi na clamper ay walang pagkakaiba sa positibo at negatibong mga clamper na tinalakay kanina. Ito ay binubuo lamang ng isang bias boltahe na may diode.
Kaya, kung ikinonekta mo ang bias boltahe na may positibong clamper pagkatapos naidagdag lamang ito sa output boltahe at lilipat ito sa mas positibong antas bilang boltahe ng bias.
At kung ikinonekta mo ang bias boltahe na may negatibong clamper pagkatapos naidagdag lamang ito sa output boltahe at lumilipat ito sa mas maraming negatibong antas tulad ng boltahe ng bias.
Ngunit tandaan kung ikinonekta mo ang isang negatibong boltahe ng bias na may positibong clamper at sa halip na lumipat sa positibong antas ay lilipat ito sa ilang negatibong antas sapagkat mababawas ito mula sa boltahe ng output.
At kung ikinonekta mo ang isang positibong bias boltahe na may negatibong clamper at sa halip na lumipat sa negatibong antas ay lilipat ito sa ilang positibong antas dahil ibabawas ito mula sa output voltage.
Dinisenyo namin ang isang positibong clamper na may positibong bias boltahe sa ibaba.
Ang negatibong clamper ay maaari ding idisenyo sa parehong paraan sa pamamagitan lamang ng pag-reverse ng boltahe ng diode at bias.
Ang boltahe ng bias ay maaaring maging anumang halaga ngunit tandaan na hindi ito dapat mas malaki sa o katumbas ng boltahe ng pag-input dahil sa kasong iyon alinman hindi ka makakakuha ng anumang output, o ang pag-clamping ay maaaring baligtarin.