Trước đây chúng ta đã tìm hiểu về Mạch Clipper, được sử dụng để cắt phần tích cực hoặc tiêu cực của dạng sóng xoay chiều. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về mạch Clamper dùng để kẹp mức DC của tín hiệu ra mà không làm biến dạng dạng sóng tức là chúng là mạch Level Shifter. Nó có thể được thiết kế bằng cách sử dụng tụ điện, diode và điện trở. Sự khác biệt giữa máy cắt và máy kẹp là mạch máy cắt thay đổi hình dạng của dạng sóng nhưng máy cắt chỉ điều khiển mức DC của tín hiệu đầu ra.
Trong khi chọn điện trở và tụ điện, bạn phải lưu ý về thời gian phóng điện của tụ điện vì nó duy trì khoảng thời gian của dạng sóng. Nó phải lớn hơn một nửa khoảng thời gian để tụ điện phóng điện chậm. Tụ điện không nên được sử dụng trong mạch kẹp vì chúng sạc và phóng điện chậm. Thời gian xả (
t (Tàu) = RC
Trong đó R là điện trở được sử dụng trong mạch và C là điện dung của tụ điện.
Có chủ yếu là ba loại mạch clamper dựa trên kẹp:
- Kẹp tích cực
- Kẹp âm bản
- Kẹp thiên vị
Kẹp tích cực
Khi chu kỳ âm kẹp / dịch chuyển trên mức điện áp 0, thì mạch kẹp được gọi là Mạch kẹp dương vì toàn bộ tín hiệu được dịch chuyển sang phía dương. Đây là một mạch thực sự đơn giản để thiết kế, bạn chỉ cần làm theo sơ đồ mạch dưới đây:
Đầu tiên kết nối chân 12V (nguồn AC) của máy biến áp với tụ điện và sau đó kết nối đầu cực âm của diode với đầu cực khác của tụ điện và đầu cực dương với chân 0V của máy biến áp. Bây giờ kết nối một điện trở 10K song song với diode. Kết nối kênh A của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh B với phía đầu ra như trong hình. Bây giờ bạn đã sẵn sàng để đi. BẬT biến áp và máy hiện sóng và điều chỉnh cả hai kênh thành dòng 0V và bạn sẽ thấy rằng kênh B được dịch chuyển lên trên như hình dưới đây:
Trong nửa chu kỳ dương đầu tiên, điốt được phân cực ngược và tụ điện không được tích điện ở giá trị đỉnh. Nhưng trong nửa chu kỳ âm, điốt được phân cực thuận và tụ điện được tích điện ở giá trị đỉnh V m. Và điện áp đầu ra trở thành:
V o = V i + V m
Ở đây V i là điện áp đầu vào, V o là điện áp đầu ra và V m là điện áp lớn nhất mà tụ điện được sạc. Do đó, sản lượng được dịch chuyển theo mức + V m. Sự dịch chuyển này chỉ phụ thuộc vào điện tích được lưu trữ bởi tụ điện.
Kẹp âm bản
Khi chu kỳ dương kẹp / dịch chuyển xuống dưới mức điện áp 0, thì mạch kẹp được gọi là Mạch kẹp âm vì toàn bộ tín hiệu được chuyển sang phía âm. Sơ đồ mạch để xây dựng một bộ kẹp âm được hiển thị dưới đây:
Đầu tiên kết nối chân 12V (nguồn AC) của máy biến áp với tụ điện và sau đó kết nối đầu cực dương của diode với đầu cực khác của tụ điện và đầu cực âm với chân 0V của máy biến áp. Bây giờ kết nối một điện trở 10K song song với diode. Kết nối kênh A của máy hiện sóng với phía đầu vào và kênh B với phía đầu ra như trong hình. Bây giờ bạn đã sẵn sàng để đi. BẬT biến áp và máy hiện sóng và điều chỉnh cả hai kênh thành dòng 0V và bạn sẽ thấy rằng kênh B bị dịch chuyển xuống dưới như thể hiện trong hình bên dưới. Kênh A có màu vàng và kênh B có màu xanh lam.
Trong nửa chu kỳ dương đầu tiên, điốt được phân cực thuận và tụ điện được tích điện ở giá trị đỉnh V m và trong nửa chu kỳ âm, điốt được phân cực ngược và hoạt động như một mạch hở. Vì vậy, điện áp đầu ra trở thành:
V o = V i + V m
Ở đây V i là điện áp đầu vào, V o là điện áp đầu ra và V m là điện áp lớn nhất mà tụ điện được sạc. Do đó đầu ra được dịch chuyển theo mức –V m vì nó là điện áp âm. Sự dịch chuyển này chỉ phụ thuộc vào điện tích được lưu trữ bởi tụ điện.
Kẹp thiên vị
Một bộ kẹp thiên vị không có gì khác với bộ kẹp tích cực và tiêu cực đã được thảo luận trước đó. Nó chỉ bao gồm một điện áp phân cực với diode.
Vì vậy, nếu bạn kết nối điện áp phân cực với kẹp dương thì nó chỉ được thêm vào với điện áp đầu ra và nó sẽ chuyển sang mức tích cực hơn như điện áp phân cực.
Và nếu bạn kết nối điện áp phân cực với kẹp âm thì nó chỉ được thêm vào với điện áp đầu ra và nó chuyển sang mức âm hơn như điện áp phân cực.
Nhưng hãy nhớ nếu bạn kết nối điện áp phân cực âm với kẹp dương thì thay vì chuyển sang mức dương, nó sẽ chuyển sang mức âm vì nó sẽ bị trừ khỏi điện áp đầu ra.
Và nếu bạn kết nối điện áp phân cực dương với bộ kẹp âm thì thay vì chuyển sang mức âm, nó sẽ chuyển sang mức dương vì nó sẽ bị trừ khỏi điện áp đầu ra.
Chúng tôi đã thiết kế một kẹp dương với điện áp phân cực dương bên dưới.
Bộ kẹp âm cũng có thể được thiết kế theo cách tương tự chỉ bằng cách đảo ngược điện áp diode và phân cực.
Điện áp phân cực có thể có giá trị bất kỳ nhưng hãy nhớ nó không được lớn hơn hoặc bằng điện áp đầu vào vì trong trường hợp đó bạn sẽ không nhận được bất kỳ đầu ra nào hoặc kẹp có thể bị đảo ngược.