סוגי קוצץ ומהדק עם יישומים

אופייני פרויקטים של אלקטרוניקה פועלים בטווחי אות חשמליים ולכן, עבור אלה מעגלים אלקטרונים , הוא נועד לשמור על האותות בטווח מסוים על מנת להשיג את הפלטים הרצויים. כדי לקבל את התפוקה ברמות המתח הצפויות, יש לנו כלים רב-תכליתיים בתחום החשמלי ואלה נקראים Clippers and Clampers. מאמר זה מציג תיאור ברור של קוצץ ומהדק, ההבדלים ביניהם וכיצד הם פועלים לפי רמות המתח הצפויות.

מהם קליפרס ו clampers?

קוצץ וקוצץ באלקטרוניקה נמצאים בשימוש נרחב בתפעול מקלטים טלוויזיה אנלוגיים ומשדרי FM. ה תדר משתנה ניתן להסיר הפרעות באמצעות שיטת ההידוק במקלטי טלוויזיה וב- משדרי FM , פסגות הרעש מוגבלות לערך ספציפי, שמעליו ניתן להסיר את הפסגות המוגזמות באמצעות שיטת הגזירה.

מעגל קוצץ ומהדק

מהו מעגל קליפר?

מכשיר אלקטרוני המשמש להתחמקות מפלט המעגל מעבר לערך הקבוע מראש (רמת המתח) מבלי לשנות את החלק הנותר של צורת גל הקלט נקרא מעגל קליפר.

An מעגל חשמלי המשמש לשינוי השיא החיובי או השיא השלילי של אות הקלט לערך מוגדר על ידי הסטת האות כולו למעלה או למטה כדי להשיג את פסגות אות הפלט ברמה הרצויה נקרא מעגל Clamper.

ישנם סוגים שונים של גוזז ומעגלים מהדקים כפי שיפורט להלן.

עבודה במעגל קליפר

מעגל הקוצץ יכול להיות מתוכנן על ידי שימוש בשני אלמנטים ליניאריים ולא לינאריים כמו נגדים , דיודות, או טרנזיסטורים . מכיוון שמעגלים אלה משמשים רק לגזירת צורת גל קלט בהתאם לדרישה ולהעברת צורת הגל, הם אינם מכילים שום אלמנט לאחסון אנרגיה כמו קבלים. באופן כללי, גוזז מסווג לשני סוגים: גוזז סדרה וגוזז שנט.

סדרת גוזז

קוצץ סדרה מסווג שוב לקוצץ סדרות שלילי וקוצץ סדרה חיובי שהם כדלקמן:

גוזז שלילי מסדרה

האיור לעיל מראה סדרה של גוזז שלילי עם צורות גל הפלט שלהם. במהלך חצי המחזור החיובי, הדיודה (הנחשבת דיודה אידיאלית) מופיעה בקדימה מוטה ומתנהלת כך שכל מחצית הקלט החיובית של הקלט מופיעה על פני הנגד המחובר במקביל כצורת גל פלט.

במהלך חצי המחזור השלילי, הדיודה מוטה הפוכה. שום פלט לא מופיע על פני הנגד. לפיכך, הוא מקצץ את מחצית המחזור השלילי של צורת גל הקלט, ולכן הוא נקרא סדרה של גוזז שלילי.

גוזז שלילי מסדרה

סדרת גוזז שלילי עם Vr חיובי

גוזז שלילי מסדרה עם מתח ייחוס חיובי דומה לגוזם השלילי הסדרה, אך בזה מתווסף מתח ייחוס חיובי בסדרה עם הנגד. במהלך מחצית המחזור החיובית, הדיודה מתחילה להתנהל רק לאחר שערך מתח האנודה שלה עולה על ערך מתח הקתודה. מכיוון שמתח הקתודה הופך להיות שווה למתח הייחוס, הפלט שמופיע על פני הנגד יהיה כפי שמוצג באיור לעיל.

סדרת גוזם שלילי עם Vr חיובי

גוזז הסדרה השלילי עם מתח התייחסות שלילי דומה לגוזז הסדרה השלילי עם מתח ייחוס חיובי, אך במקום Vr חיובי כאן Vr שלילי מחובר בסדרה עם הנגד, מה שהופך את מתח הקתודה של הדיודה למתח שלילי. .

לפיכך במהלך חצי המחזור החיובי, הקלט כולו מופיע כפלט על פני הנגד, ובמהלך מחצית המחזור השלילי, הקלט מופיע כפלט עד שערך הקלט יהיה פחות ממתח הייחוס השלילי, כפי שמוצג באיור.

סדרת גוזז שלילי עם Vr שלילי

סדרת גוזז חיובי

מעגל הקוצץ החיובי בסדרה מחובר כפי שמוצג באיור. במהלך מחצית המחזור החיובי, הדיודה הופכת למוטה לאחור, ולא נוצר פלט על פני הנגד, ובמהלך מחצית המחזור השלילית, הדיודה מוליכה והכניסה כולה נראית כפלט על פני הנגד.

סדרת גוזז חיובי

סדרת גוזז חיובי עם Vr שלילי

זה דומה לקוצץ הסדרה החיובי בנוסף למתח התייחסות שלילי בסדרה עם נגד וכאן, במהלך מחצית המחזור החיובי, הפלט מופיע על פני הנגד כמתח התייחסות שלילי.

סדרת גוזז חיובי עם Vr שלילי

במהלך חצי המחזור השלילי, הפלט נוצר לאחר שהגיע לערך גדול ממתח הייחוס השלילי, כפי שמוצג באיור לעיל.

סדרת גוזז חיובי עם Vr חיובי

במקום מתח התייחסות שלילי מחובר מתח ייחוס חיובי לקבלת גוזז חיובי סדרתי עם מתח ייחוס חיובי. במהלך מחצית המחזור החיובי, מתח הייחוס מופיע כפלט על פני הנגד, ובמהלך חצי המחזור השלילי, כל הקלט מופיע כפלט על פני הנגד.

שאנט קליפרס

קוצץ שאנט מסווג לשני סוגים: קוצץ שלילי מחלף וקוצץ חיובי.

Shunt Negative Clipper

גוזז השלילי Shunt מחובר כפי שמוצג באיור לעיל. במהלך המחזור החיובי החיובי, כל הקלט הוא הפלט, ובמהלך חצי המחזור השלילי, הדיודה מוליכה וגורמת שלא נוצר שום פלט מהקלט.

Shunt Negative Clipper

גוזז נגר שלילי עם Vr חיובי

מתח התייחסות חיובי סדרתי מתווסף לדיודה כמוצג באיור. במהלך מחצית המחזור החיובי, הקלט נוצר כפלט, ובמהלך מחצית המחזור השלילי, מתח התייחסות חיובי יהיה מתח המוצא כמוצג להלן.

גוזז נגטיב שלילי עם Vr חיובי

Shunt Negative Clipper עם Negative Vr

במקום מתח הייחוס החיובי, מתח התייחסות שלילי מחובר בסדרה עם הדיודה ויוצר גוזז שלילי עם מתח ייחוס שלילי. במהלך מחצית החציון החיובי, כל הקלט מופיע כפלט, ובמהלך מחצית המחזור השלילית, מתח התייחסות מופיע כפלט כמוצג באיור שלהלן.

Shunt Negative Clipper With Negative Vr

קליפר חיובי שאנט

במהלך מחצית החציון החיובי, הדיודה נמצאת במצב הולכה ולא נוצר פלט ובמהלך מחצית המחזור השלילית כל הקלט נראה כפלט שכן הדיודה נמצאת בהטיה הפוכה כמוצג באיור שלהלן.

קליפר חיובי שאנט

גוזז קליפ חיובי עם Vr שלילי

במהלך מחצית המחזור החיובי, מתח הייחוס השלילי המחובר בסדרה עם הדיודה מופיע כמוצא ובמהלך חצי המחזור השלילי, הדיודה מתנהלת עד שערך מתח הכניסה גדול ממתח הייחוס השלילי והתפוקה המתאימה תיווצר.

גוזז חיובי Shunt עם Vr חיובי

במהלך מחצית החציון החיובי הדיודה מוליכה וגורמת למתח הייחוס החיובי להופיע כמתח יציאה, ובמהלך מחצית המחצית השלילית, כל הקלט נוצר כמוצא כיוון שהדיודה מוטה הפוכה.

בנוסף לגוזז החיובי והשלילי, יש גוזז משולב המשמש לגזירה של מחזור החיובי החיובי ושלילי כאמור להלן.

גוזז חיובי-שלילי עם מתח הפניה Vr

המעגל מחובר כפי שמוצג באיור במתח ייחוס Vr, דיודות D1 & D2 . במהלך מחצית המחזור החיובית, הדיודה D1 מוליכה וגורמת למתח הייחוס המחובר בסדרה עם D1 להופיע על פני הפלט.

במהלך המחזור השלילי, הדיודה D2 מוליכה וגורמת למתח הייחוס השלילי המחובר על פני D2 להופיע כפלט מקביל.

מעגלי קליפר על ידי גזירת שני הגלים החצי

מעגלי גוזז על ידי גזירת שני גלי החצי נדון להלן.

למחצית המחזור החיובי הוא

כאן, הצד הקתודי של דיודת ה- D1 מחובר למתח DC חיובי והאנודה מקבלת מתח חיובי מגוון. באותו אופן, צד האנודה של דיודת D2 מחובר למתח DC שלילי וצד הקתודה מקבל מתח חיובי מגוון. בזמן חצי המחזור החיובי, דיודת D2 תהיה במצב מוטה הפוכה לחלוטין. כאן המשוואות מיוצגות כדלקמן:

כאשר מתח הקלט נמוך מ- Vdc1 + Vd1 כאשר הדיודות במצב הטיה הפוכה, אזי מתח היציאה הוא Vin (מתח כניסה)

כאשר מתח הכניסה גדול מ- Vdc1 + Vd1 כאשר ה- D1 נמצא בהטיית העברה ו- D2 במצב הטיה הפוכה, אז מתח המוצא הוא Vdc1 + Vd1

לחצי מחזור שלילי

כאן, הצד הקתודי של דיודת D1 מחובר למתח DC חיובי והאנודה מקבלת מתח שלילי מגוון. באותו אופן, צד האנודה של דיודת D2 מחובר למתח DC שלילי וצד הקתודה מקבל מתח שלילי מגוון. בזמן חצי המחזור החיובי, דיודת D2 תהיה במצב מוטה הפוכה לחלוטין. כאן המשוואות מיוצגות כדלקמן:

כאשר מתח הכניסה נמוך מ- Vdc2 + Vd2 כאשר הדיודות במצב הטיה הפוכה, אזי מתח היציאה הוא Vin (מתח כניסה)

כאשר מתח הקלט גדול מ- Vdc2 + Vd2 כאשר ה- D2 נמצא בהטיית העברה ו- D1 במצב הטיה הפוכה, אז מתח המוצא הוא (-Vdc2 - Vd2)

במעגלי הגוזז הקוצצים את שני הגלים, ניתן לשנות את טווחי החיתוך החיוביים והשליליים בנפרד, כלומר רמות מתח + ve ו- -ve יכולות להיות שונות. אלה מכונים גם כמעגלי גוזז תלויים מקבילים. הוא מופעל באמצעות שני מקורות מתח ושתי דיודות המחוברות בצורה הפוכה זו לזו.

גזירת שני חצאי הגלים

גזירה דרך דיודת זנר

זהו סוג אחר של מעגל גזירה

כאן, דיודת זנר מתפקדת כגזירת דיודה מוטה כאשר מתח ההטיה זהה למתח במצב פירוק הדיודה. בסוג זה של מעגל גזירה, בזמן מחצית מחזור + ve, הדיודה במצב מוטה הפוכה, והאות נצמדים במצב מתח זנר.

ובזמן מחצית מחזור, הדיודה מתפקדת כרגיל כאשר מתח הזנר הוא 0.7 וולט. על מנת לקצץ את שני מחזורי המחזור של צורת הגל, אז הדיודות מחוברות כמו דיודות גב אל גב.

מה זה Meany מאת Clamper?

מעגלי המהדק נקראים גם משקמי DC. מעגלים אלה משמשים במיוחד להעברת צורות הגל המיושמות לגובה מעל או מתחת לרמת מתח הייחוס DC מבלי להציג את ההשפעה על צורת צורת הגל. שינוי זה נוטה לשנות את רמת ה- Vdc של הגל המיושם. ניתן לשנות את רמות השיא של הגל דרך ה- מהדק דיודה כך שאף מכונים אותם כמעברים ברמה. בקשר לכך, מעגלי מהדק מסווגים בעיקר כמצבצים חיוביים ושליליים.

עבודה של מעגל מהדק

ניתן למקם את השיא החיובי או השלילי של האות ברמה הרצויה באמצעות מעגלי ההידוק. מכיוון שנוכל לשנות את רמות פסגות האות באמצעות מהדק, ולכן הוא נקרא גם מעביר מפלס.

מעגל המהדק מורכב מ- קַבָּל ודיודה המחוברת במקביל לרוחב העומס. מעגל המהדק תלוי בשינוי בקבוע הזמן של הקבל. יש לבחור את הקבל כך שבמהלך ההולכה של הדיודה, הקבל חייב להיות מספיק כדי להיטען במהירות ובמהלך התקופה הלא מוליכה של הדיודה, הקבל לא אמור להתפרק דרסטית. המהדקים מסווגים כמהדקים חיוביים ושליליים על פי שיטת ההידוק.

מהדק שלילי

במהלך מחזור החציון החיובי, דיודת הקלט נמצאת בהטיית העברה - וככל שהדיודה מוליכה מקבל הקבל טעינה (עד ערך השיא של אספקת הקלט). במהלך חצי המחזור השלילי, ההפוך אינו מתנהל ומתח המוצא הופך להיות שווה לסכום מתח הכניסה ולמתח המאוחסן על פני הקבל.

מהדק שלילי

מהדק שלילי עם Vr חיובי

זה דומה למהדק השלילי, אך צורת גל הפלט מועברת לכיוון החיובי על ידי מתח ייחוס חיובי. מכיוון שמתח הייחוס החיובי מחובר בסדרה עם הדיודה, במהלך מחזור החיובי החיובי, למרות שהדיודה מוליכה, מתח המוצא הופך להיות שווה למתח הייחוס, ומכאן שהמפלט מהודק לכיוון החיובי כפי שמוצג באיור שלהלן. .

מהדק שלילי עם Vr חיובי

מהדק שלילי עם Vr שלילי

על ידי היפוך כיווני מתח הייחוס, מתח הייחוס השלילי מחובר בסדרה עם הדיודה כפי שמוצג באיור לעיל. במהלך המחזור החיובי החיובי, הדיודה מתחילה הולכה לפני אפס, שכן לקתודה יש ​​מתח ייחוס שלילי, שהוא פחות מזה של אפס ומתח האנודה, וכך, מהדק צורת הגל לכיוון השלילי על ידי ערך מתח הייחוס. .

מהדק שלילי עם Vr שלילי

מהדק חיובי

זה כמעט דומה למעגל המהדק השלילי, אך הדיודה מחוברת בכיוון ההפוך. במהלך מחזור החיובי החיובי, המתח על פני מסופי היציאה הופך להיות שווה לסכום מתח הכניסה ומתח הקבל (בהתחשב בקבל כטעינה מלאה בתחילה).

מהדק חיובי

במהלך מחזור המחזור השלילי של הקלט, הדיודה מתחילה להתנהל ומטעינה את הקבל במהירות לערך הקלט הגבוה ביותר שלו. כך מהדקים צורות הגל לכיוון החיובי כפי שמוצג לעיל.

מהדק חיובי עם Vr חיובי

מתח ייחוס חיובי מתווסף בסדרה עם הדיודה של המהדק החיובי כפי שמוצג במעגל. במהלך חצי המחזור החיובי של הקלט, הדיודה מתנהלת כמו בתחילה, מתח האספקה ​​נמוך ממתח הייחוס החיובי לאנודה.

מהדק חיובי עם Vr חיובי

אם ברגע שמתח הקתודה גדול ממתח האנודה אז הדיודה מפסיקה את ההולכה. במהלך מחצית המחזור השלילי, הדיודה מוליכה ומטעננת את הקבל. הפלט נוצר כפי שמוצג באיור.

מהדק חיובי עם Vr שלילי

כיוון מתח הייחוס הפוך, המחובר בסדרה עם הדיודה מה שהופך אותו למתח ייחוס שלילי. במהלך מחצית המחזור החיובית, הדיודה תהיה לא מוליכה, כך שהפלט שווה למתח הקבל ומתח הכניסה.

מהדק חיובי עם Vr שלילי

במהלך מחצית המחזור השלילי, הדיודה מתחילה הולכה רק לאחר שערך מתח הקתודה הופך להיות פחות ממתח האנודה. לפיכך, צורות גל הפלט נוצרות כפי שמוצג באיור לעיל.

קוצץ ומהדק באמצעות אופ-מגבר

לכן, בהתבסס על מגבר אופ, גוזמים ומהדקים מסווגים בעיקר לשני סוגים ואלה סוגים חיוביים ושליליים. יידע אותנו את פעולתו של גוזז ומהדק באמצעות מגבר אופ .

קוצץ באמצעות מגבר אופ

במעגל שלהלן מוחל גל סינוס של מתח Vt על הקצה הלא-הפוך של המגבר ואת ערך ה- Vref ניתן לשנות על ידי שינוי ערך R2. הפעולה מוסברת כדלקמן לקוצץ החיובי:

• כאשר ה- Vi (מתח כניסה) מינימלי מזה של Vref, אז ההולכה ב- D1 מתרחשת והמעגל מתפקד כחסיד מתח. אז ה- Vo נשאר זהה למתח הכניסה למצב Vi
• כאשר ה- Vi (מתח כניסה) הוא יותר מזה של Vref, לא תהיה הולכה והמעגל מתפקד כ לולאה פתוחה משום שהמשוב לא היה באופן סגור. לכן, ה- Vo נשאר זהה למתח התייחסות למצב Vi> Vref

עבור גוזז השלילי הפעולה היא

במעגל שלהלן מוחל גל סינוס של מתח Vt על הקצה הלא-הפוך של המגבר ואת ערך ה- Vref ניתן לשנות על ידי שינוי ערך R2.

• כאשר ה- Vi (מתח כניסה) הוא יותר מזה של Vref, ההולכה ב- D1 מתרחשת והמעגל מתפקד כחסיד מתח. לכן, ה- Vo נשאר זהה למתח הכניסה למצב Vi> Vref
• כאשר ה- Vi (מתח כניסה) נמוך מזה של Vref, לא תהיה הולכה והמעגל מתפקד כלולאה פתוחה משום שהמשוב לא היה בצורה סגורה. לכן, ה- Vo נשאר זהה למתח הייחוס למצב Vi

מהדק באמצעות אופ-מגבר

פעולת המעגל המהדק החיובי מוסברת כדלקמן:

כאן מוחל גל סינוס על קצה ההפוך של המגבר באמצעות קבלים ונגד. זה מתאים לכך שאות ה- AC מוחל על מסוף ההיפוך של המגבר. ואילו Vref מוחל על קצה המגבר הלא-הפוך.

ניתן לבחור את רמת ה- Vref על ידי שינוי הערך של R2. כאן, Vref הוא ערך חיובי, והפלט הוא ה- Vi + Vref כאשר זה מתאים למעגל המהדק שמייצר את הפלט שבו ל- Vi תהיה תזוזה אנכית כלפי מעלה שלוקחת את Vref כמתח הייחוס.

ובמעגל המהדק השלילי, מוחל גל סינוס על הקצה ההפוך של המגבר באמצעות קבל והנגד. זה מתאים לכך שאות ה- AC מוחל על מסוף ההיפוך של המגבר. ואילו Vref מוחל על קצה המגבר הלא-הפוך.

ניתן לבחור את רמת ה- Vref על ידי שינוי הערך של R2. כאן, Vref הוא ערך שלילי, והפלט הוא Vi + Vref, כאשר זה מתאים למעגל המהדק שמייצר את הפלט שבו ל- Vi תהיה תזוזה אנכית כלפי מטה ולוקחת את Vref כמתח הייחוס.

הבדלים בין הקליפרס לקלמפרס

חלק זה מסביר בבירור את ההבדלים העיקריים בין גוזז ומעגל מהדק

יישומים של קוצץ וקוצץ

ה יישומים של קוצץ הם:

• הם משמשים לעתים קרובות להפרדת אותות סינכרון מאותות התמונה המורכבת.
• ניתן להגביל או לקצץ את קוצני הרעש המוגזמים מעל רמה מסוימת במשדרי FM באמצעות גוזז הסדרה.
• לייצור צורות גל חדשות או לעיצוב צורת הגל הקיימת משתמשים בקוצץ.
• היישום האופייני של גוזז דיודה הוא להגנה על טרנזיסטורים מפני ארעיות, כדיודה חופשית המחוברת במקביל לרוחב העומס ההשראי.
• שימוש נפוץ מיישר חצי גל בערכות אספקת חשמל היא דוגמה טיפוסית לגוזז. הוא מקצץ חצי גל חיובי או שלילי מהקלט.
• ניתן להשתמש בקליפרס כמגבלי מתח ובוחרי משרעת.

ה יישומים של מהדקים הם:

• מעגלי המשדר והמקלט המורכבים של מהדק הטלוויזיה משמשים כ- מייצב בסיסי להגדרת קטעים של אותות הבהירות לרמות קבועות מראש.
• מהדקים נקראים גם משקמי זרם ישר שכן הם מהדקים את צורות הגל לפוטנציאל DC קבוע.
• אלה משמשים לעתים קרובות בציוד בדיקה, סונאר ו- מערכות מכ'ם .
• להגנת ה מגברים מאיתותים שגויים גדולים משתמשים בלחצנים.
• ניתן להשתמש בלחצנים להסרת העיוותים
• לשיפור מהירות ההתאוששות באובר-דרייב משמשים מהדקים.
• מהדקים יכולים לשמש כמכפילי מתח או מכפילי מתח .

כל אלה הם היישומים המפורטים של גוזז וגם מהדק.

מעגלי קוצץ ומהדק משמשים ליצירת צורת גל לצורה נדרשת וטווח מוגדר. ניתן לתכנן את הקוצץ והמהדק שנדון במאמר זה באמצעות דיודות. מכירים מישהו אחר אלמנטים חשמליים ואלקטרוניים עם איזה קוצץ וניתן לתכנן מהדקים? אם הבנת מאמר זה לעומק, תן משוב שלך ופרסם את השאלות והרעיונות שלך כהערות בסעיף שלהלן.