Typy nožníc a svoriek s aplikáciami

Typické projekty elektroniky pracujú pri rôznych rozsahoch elektrického signálu, a preto pre ne elektronické obvody , je zamýšľané udržiavať signály v konkrétnom rozsahu s cieľom získať požadované výstupy. Na príjem výstupu pri očakávaných úrovniach napätia máme v elektrickej oblasti všestranné nástroje, ktoré sa nazývajú Clippers a Clampers. Tento článok ukazuje jasný popis nožníc a svoriek, ich rozdielov a spôsobu fungovania podľa očakávaných úrovní napätia.

Čo sú to nožnice a kliešte?

Zastrihávače a svorky v elektronike sa často používajú pri prevádzke analógových televíznych prijímačov a FM vysielačov. The premenná frekvencia rušenie je možné odstrániť použitím metódy upínania v televíznych prijímačoch a v FM vysielače , šumové vrcholy sú obmedzené na konkrétnu hodnotu, nad ktorou je možné nadmerné vrcholy odstrániť pomocou metódy orezania.

Zastrihovače a zvieracie obvody

Čo je to Clipper Circuit?

Elektronické zariadenie, ktoré sa používa na vyhnutie sa výstupu obvodu, aby prekročil nastavenú hodnotu (úroveň napätia) bez zmeny zostávajúcej časti vstupného tvaru vlny, sa nazýva a Clipper obvod.

An elektronický obvod ktorý sa používa na zmenu kladného alebo záporného píku vstupného signálu na určitú hodnotu posunutím celého signálu hore alebo dole, aby sa dosiahli špičky výstupného signálu na požadovanej úrovni, sa nazýva Clamperov obvod.

Existujú rôzne typy obvodov strihačov a svoriek, ako je uvedené nižšie.

Pracovanie obvodu Clipper

Zastrihovač obvodov môže byť navrhnutý s využitím oboch lineárne a nelineárne prvky ako napr rezistory , diódy alebo tranzistory . Pretože sa tieto obvody používajú iba na orezanie vstupného priebehu podľa požiadavky a na prenos priebehu, neobsahujú žiadny prvok na ukladanie energie, ako je kondenzátor. Zastrihovače sa všeobecne delia na dva typy: strojčeky na strihanie a sériové strihanie.

Series Clippers

Sériové nožnice na strihanie sú opäť klasifikované do sérií s negatívnym strihačom a na sériové kladné strihanie, ktoré sú nasledovné:

Séria negatívnych strojčekov

Vyššie uvedený obrázok ukazuje sériu negatívnych strihačov s ich výstupnými vlnami. Počas kladného pol cyklu sa dióda (považovaná za ideálnu diódu) objaví v predopätí a vedie tak, že celý kladný polovičný cyklus vstupu sa objaví cez rezistor zapojený paralelne ako výstupný priebeh.

Počas záporného pol cyklu je dióda v opačnom predpätí. Cez rezistor sa nezobrazuje žiadny výstup. Teda klipe záporný polcyklus vstupnej krivky, a preto sa nazýva séria záporných klipov.

Séria negatívnych strojčekov

Séria negatívnych Clipper s pozitívnym Vr

Sériový záporný strihač s pozitívnym referenčným napätím je podobný sériovému zápornému strihaču, ale v tomto prípade sa do série s odporom pridáva kladné referenčné napätie. Počas kladného pol cyklu sa dióda začne vodiť až potom, keď hodnota jej anódového napätia prekročí hodnotu katódového napätia. Pretože sa katódové napätie rovná referenčnému napätiu, výstup, ktorý sa objaví cez rezistor, bude taký, ako je to znázornené na obrázku vyššie.

Séria negatívnych Clipper s pozitívnym Vr

Sériový záporný strihač so záporným referenčným napätím je podobný sériovému zápornému strihaču s pozitívnym referenčným napätím, ale namiesto pozitívneho Vr je tu záporný Vr zapojený do série s rezistorom, čo robí z katódového napätia diódy záporné napätie .

Takže počas kladného polovičného cyklu sa celý vstup javí ako výstup cez rezistor a počas záporného polovičného cyklu sa vstup javí ako výstup, kým vstupná hodnota nebude nižšia ako záporné referenčné napätie, ako je znázornené na obrázku.

Séria negatívnych strojčekov s negatívom Vr

Séria Pozitívne Clipper

Sériový obvod kladného strihača je pripojený tak, ako je to znázornené na obrázku. Počas kladného pol cyklu sa dióda stane reverzne predpätým a na rezistore sa negeneruje žiadny výstup. Počas záporného pol cyklu sa dióda vedie a celý vstup sa javí ako výstup na rezistore.

Séria Pozitívne Clipper

Pozitívny Clipper série s negatívnym Vr

Je to podobné ako sériový kladný strihač okrem záporného referenčného napätia v sérii s rezistorom a tu sa počas kladného polovičného cyklu výstup javí cez rezistor ako záporné referenčné napätie.

Pozitívny Clipper série s negatívnym Vr

Počas záporného pol cyklu sa výstup generuje po dosiahnutí hodnoty vyššej ako záporné referenčné napätie, ako je znázornené na obrázku vyššie.

Séria Pozitívne Clipper s Pozitívnym Vr

Namiesto záporného referenčného napätia je pripojené kladné referenčné napätie, aby sa získal sériový kladný strihač s pozitívnym referenčným napätím. Počas kladnej polovice cyklu sa referenčné napätie javí ako výstup cez rezistor a počas zápornej polovice cyklu sa celý vstup javí ako výstup cez rezistor.

Shunt Clippers

Bočné strihače sú rozdelené do dvoch typov: bočné záporné a bočné pozitívne.

Negatívny strojček na skrat

Bočník s negatívnou odbočkou je pripojený, ako je znázornené na obrázku vyššie. Počas kladného pol cyklu je výstupom celý vstup a počas záporného polčasu polovica cyklu vedie dióda, takže zo vstupu nie je generovaný žiadny výstup.

Negatívny strojček na skrat

Negatívny Clipper s bočnou pozitívnou Vr

K dióde sa pridá sériové kladné referenčné napätie, ako je to znázornené na obrázku. Počas kladného polovičného cyklu sa vstup generuje ako výstup a počas záporného polovičného cyklu bude kladné referenčné napätie výstupné napätie, ako je uvedené nižšie.

Negatívny Clipper s bočnou pozitívnou Vr

Negatívny clipper s bočníkom s negatívnym Vr

Namiesto kladného referenčného napätia je záporné referenčné napätie zapojené do série s diódou, aby sa vytvoril bočný záporný strihač so záporným referenčným napätím. Počas kladnej polovice cyklu sa celý vstup javí ako výstup a počas zápornej polovice cyklu sa referenčné napätie javí ako výstup, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.

Negatívny Clipper s bočným negatívom s negatívnym Vr

Pozitívny strihač bočníka

Počas kladnej polovice cyklu je dióda v režime vedenia a nie je generovaný žiadny výstup a počas zápornej polovice cyklu sa celý vstup zobrazuje ako výstup, pretože dióda je v opačnom skreslení, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.

Pozitívny strihač bočníka

Pozicionér s pozitívnym bočníkom s negatívnym Vr

Počas kladného polovičného cyklu sa záporné referenčné napätie zapojené do série s diódou javí ako výstup a počas záporného polovičného cyklu dióda vedie dovtedy, kým hodnota vstupného napätia nebude vyššia ako záporné referenčné napätie a generuje sa zodpovedajúci výstup.

Pozicionér pozitívneho bočníka s pozitívnym vr

Počas kladnej polovičného cyklu dióda vedie a pozitívne referenčné napätie sa javí ako výstupné napätie. Počas zápornej polovičného cyklu sa celý výstup generuje ako výstup, pretože dióda je v opačnom predpätí.

Okrem pozitívnych a negatívnych strihačov existuje kombinovaná strihačka, ktorá sa používa na strihanie pozitívnych aj negatívnych polovičných cyklov, ako je uvedené nižšie.

Kladno-záporný strihač s referenčným napätím Vr

Obvod je pripojený, ako je znázornené na obrázku, s referenčným napätím Vr, diódy D1 a D2 . Počas kladného polovičného cyklu vedie dióda D1 tak, že spôsobuje, že sa na výstupe objaví referenčné napätie zapojené do série s D1.

Počas záporného cyklu vedie dióda D2, čo spôsobuje, že záporné referenčné napätie pripojené cez D2 sa javí ako zodpovedajúci výstup.

Clipper Circuits by Clipping both the Half Waves

nižšie sú popísané obvody strihača orezaním obidvoch polovičných vĺn.

Pre pozitívnu polovicu cykl je

Tu je katódová strana diódy D1 pripojená na kladné jednosmerné napätie a anóda prijíma rôzne kladné napätie. Rovnakým spôsobom je anódová strana diódy D2 pripojená k zápornému jednosmernému napätiu a strana katódy prijíma rôzne kladné napätie. V čase kladného pol cyklu bude dióda D2 úplne v stave s opačným predpätím. Tu sú rovnice znázornené takto:

Ak je vstupné napätie menšie ako Vdc1 + Vd1, keď sú diódy v reverznom predpätí, potom je výstupné napätie Vin (vstupné napätie)

Ak je vstupné napätie väčšie ako Vdc1 + Vd1, keď je D1 v smerovom predpätí a D2 v opačnom predpätí, potom je výstupné napätie Vdc1 + Vd1

Pre negatívny pol cyklus

Tu je katódová strana diódy D1 pripojená na kladné jednosmerné napätie a anóda prijíma rôzne záporné napätie. Rovnakým spôsobom je anódová strana diódy D2 pripojená k zápornému jednosmernému napätiu a strana katódy prijíma rôzne záporné napätie. V čase kladného pol cyklu bude dióda D2 úplne v stave s opačným predpätím. Tu sú rovnice znázornené takto:

Ak je vstupné napätie menšie ako Vdc2 + Vd2, keď sú diódy v reverznom predpätí, potom je výstupné napätie Vin (vstupné napätie)

Ak je vstupné napätie väčšie ako Vdc2 + Vd2, keď je D2 v smerovom predpätí a D1 v opačnom predpätí, potom je výstupné napätie (-Vdc2 - Vd2)

V obvodoch strihača, ktorý orezáva obidve polovičné vlny, je možné samostatne meniť pozitívny a negatívny rozsah orezania, čo znamená, že kladné a záporné úrovne napätia sa môžu líšiť. Označujú sa tiež ako paralelne závislé klipovacie obvody. Prevádzkuje sa pomocou dvoch zdrojov napätia a dvoch diód, ktoré sú navzájom spojené opačne.

Orezanie oboch polovičných vĺn

Orezanie cez Zenerovu diódu

Toto je druhý typ orezávacieho obvodu

Zenerova dióda tu funguje ako skreslenie skreslenej diódy, kde je predpínacie napätie rovnaké ako napätie pri poruche diódy. V tomto type orezávacieho obvodu je v čase kladného pol cyklu cyklus diódy v reverznom predpätí a signálne klipy v stave Zenerovho napätia.

A v čase polovičného cyklu -ve dióda funguje normálne, keď je Zenerovo napätie 0,7V. Aby sa zachytili obidve polovičné cykly tvaru vlny, sú diódy spojené ako diódy typu back-to-back.

Čo je Meany by Clamper?

Svorkové obvody sa tiež nazývajú DC reštaurátory. Tieto obvody sa používajú najmä na posunutie použitých kriviek nad alebo pod úroveň referenčného napätia jednosmerného prúdu bez toho, aby sa prejavil vplyv na tvar krivky. Toto posunutie má tendenciu meniť úroveň Vdc použitej vlny. Vrcholové úrovne vlny je možné posúvať cez diódové svorky takže sa tieto jednotky dokonca nazývajú radiče úrovní. Z tohto dôvodu sa svorkové obvody kategorizujú hlavne ako kladné a záporné svorky.

Pracovanie upínacieho obvodu

Kladný alebo záporný vrchol signálu je možné umiestniť na požadovanú úroveň pomocou upínacích obvodov. Pretože môžeme pomocou ovládača posúvať úrovne špičiek signálu, nazýva sa to aj radič úrovní.

Upínací obvod sa skladá z a kondenzátor a dióda zapojená paralelne cez záťaž. Obvod svorky závisí od zmeny časovej konštanty kondenzátora. Kondenzátor musí byť zvolený tak, aby počas vedenia diódy musel byť kondenzátor dostatočný na rýchle nabitie a počas nevodivej doby diódy by sa kondenzátor nemal drasticky vybiť. Upínače sú klasifikované ako pozitívne a negatívne upínače na základe metódy upínania.

Negatívny upínač

Počas kladnej polovice cyklu je vstupná dióda v predpätí - a keď sa dióda vedie, kondenzátor sa nabíja (až po špičkovú hodnotu vstupného napájania). Počas záporného polovičného cyklu spätný chod nevedie a výstupné napätie sa rovná súčtu vstupného napätia a napätia uloženého na kondenzátore.

Negatívny upínač

Negatívny upínač s pozitívnym Vr

Je to podobné ako v prípade zápornej svorky, ale výstupný priebeh je posunutý do pozitívneho smeru o kladné referenčné napätie. Pretože je kladné referenčné napätie zapojené do série s diódou, počas kladného pol cyklu, aj keď dióda vedie, sa výstupné napätie rovná referenčnému napätiu, preto je výstup upnutý v pozitívnom smere, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku. .

Negatívny upínač s pozitívnym Vr

Negatívny upínač s negatívnym Vr

Invertovaním smerov referenčného napätia je záporné referenčné napätie spojené do série s diódou, ako je to znázornené na obrázku vyššie. Počas kladného polovičného cyklu začne dióda viesť pred nulou, pretože katóda má záporné referenčné napätie, ktoré je menšie ako nulové a anódové napätie, a teda je tvar vlny upnutý smerom k zápornému smeru hodnotou referenčného napätia .

Negatívny upínač s negatívnym Vr

Pozitívny upínač

Je to takmer podobné obvodu so zápornou svorkou, ale dióda je zapojená v opačnom smere. Počas kladnej polovice cyklu sa napätie na výstupných svorkách rovná súčtu vstupného napätia a napätia kondenzátora (ak sa kondenzátor považuje za pôvodne úplne nabitý).

Pozitívny upínač

Počas zápornej polovice cyklu vstupu začne dióda viesť a rýchlo nabije kondenzátor na svoju špičkovú hodnotu vstupu. Krivky sú teda upnuté smerom k pozitívnemu smeru, ako je to znázornené vyššie.

Pozitívny upínač s pozitívnym Vr

Kladné referenčné napätie sa dodáva v sérii s diódou kladného zvierača, ako je to znázornené v obvode. Počas kladnej polovice cyklu vstupu vedie dióda tak, ako je pôvodne, napájacie napätie je menšie ako kladné referenčné napätie anódy.

Pozitívny upínač s pozitívnym Vr

Ak je katódové napätie väčšie ako anódové, dióda zastaví vedenie. Počas negatívnej polovice cyklu vedie dióda a nabíja kondenzátor. Výstup je generovaný tak, ako je to znázornené na obrázku.

Pozitívny upínač s negatívnym Vr

Smer referenčného napätia je obrátený, čo je zapojené do série s diódou, čo z neho robí záporné referenčné napätie. Počas kladného pol cyklu bude dióda nevodivá, takže výstup sa bude rovnať napätiu kondenzátora a vstupnému napätiu.

Pozitívny upínač s negatívnym Vr

Počas záporného polovičného cyklu začne dióda viesť až potom, keď je hodnota katódového napätia nižšia ako anódové napätie. Teda výstupné krivky sa generujú, ako je znázornené na vyššie uvedenom obrázku.

Zastrihávače a svorky pomocou operačného zosilňovača

Takže na základe operačného zosilňovača sa strojčeky a svorky klasifikujú hlavne do dvoch typov a to sú pozitívne a negatívne typy. Dajte nám vedieť operáciu strojček a svorka pomocou operačného zosilňovača .

Zastrihovače pomocou operačného zosilňovača

V nižšie uvedenom obvode sa na neinvertujúci koniec operačného zosilňovača aplikuje sínusová vlna napätia Vt a hodnota Vref sa dá meniť zmenou hodnoty R2. Pre kladný strihač je operácia vysvetlená takto:

• Keď je Vi (vstupné napätie) minimálne ako Vref, potom dôjde k vedeniu v D1 a obvod funguje ako napäťový sledovač. Takže Vo zostáva rovnaké ako vstupné napätie pre podmienku Vi
• Keď je Vi (vstupné napätie) väčšie ako Vref, potom nebude žiadne vedenie a obvod funguje ako otvorená slučka, pretože spätná väzba nebola uzavretým spôsobom. Takže Vo zostáva rovnaké ako referenčné napätie pre podmienku Vi> Vref

Pre záporný strojček je to operácia

V nižšie uvedenom obvode sa na neinvertujúci koniec operačného zosilňovača aplikuje sínusová vlna napätia Vt a hodnota Vref sa dá meniť zmenou hodnoty R2.

• Keď je Vi (vstupné napätie) väčšie ako Vref, potom dôjde k vedeniu v D1 a obvod funguje ako napäťový sledovač. Takže Vo zostáva rovnaké ako vstupné napätie pre podmienku Vi> Vref
• Keď je Vi (vstupné napätie) menšie ako Vref, potom nebude žiadne vedenie a obvod funguje ako otvorená slučka, pretože spätná väzba nebola uzavretým spôsobom. Takže Vo zostáva rovnaké ako referenčné napätie pre podmienku Vi

Upínače používajúce Op-Amp

Činnosť obvodu kladnej svorky je vysvetlená takto:

Tu sa sínusová vlna aplikuje na invertujúci koniec operačného zosilňovača pomocou kondenzátora a odporu. To zodpovedá tomu, že AC signál sa privádza na invertujúci terminál operačného zosilňovača. Zatiaľ čo Vref sa aplikuje na neinvertujúci koniec operačného zosilňovača.

Úroveň Vref je možné zvoliť úpravou hodnoty R2. Tu je Vref kladná hodnota a výstupom je Vi + Vref, kde to zodpovedá tomu, že svorkový obvod generuje výstup, kde Vi bude mať vertikálny posun nahor, pričom Vref bude referenčné napätie.

A v obvode zápornej svorky sa sínusová vlna aplikuje na invertujúci koniec operačného zosilňovača pomocou kondenzátora a odporu. To zodpovedá tomu, že AC signál sa privádza na invertujúci terminál operačného zosilňovača. Zatiaľ čo Vref sa aplikuje na neinvertujúci koniec operačného zosilňovača.

Úroveň Vref je možné zvoliť úpravou hodnoty R2. Tu je Vref záporná hodnota a výstupom je Vi + Vref, kde to zodpovedá tomu, že svorkový obvod generuje výstup, kde Vi bude mať vertikálny posun smerom dole, pričom Vref bude referenčné napätie.

Rozdiely medzi nožnicami a kliešťami

Táto časť jasne vysvetľuje: kľúčové rozdiely medzi obvodmi strihača a zvierača

Aplikácie nožníc a klieští

The aplikácie nožníc sú:

• Často sa používajú na oddelenie synchronizačných signálov od zložených obrazových signálov.
• Nadmerné výkyvy hluku nad určitú úroveň je možné obmedziť alebo zachytiť vo vysielačoch FM pomocou sériových nožničiek.
• Na generovanie nových kriviek alebo na tvarovanie existujúcich kriviek sa používajú nožnice.
• Typická aplikácia diódového strihača je na ochranu tranzistorov pred prechodnými javmi, ako voľnobežná dióda zapojená paralelne cez indukčné zaťaženie.
• Často sa používa usmerňovač pol vlny v súpravách napájania je typickým príkladom strojčeka na strihanie. Klipe buď na kladnú, alebo na zápornú polvlnu vstupu.
• Zastrihovače možno použiť ako obmedzovače napätia a voliče amplitúdy.

The aplikácie svoriek sú:

• Komplexné obvody vysielača a prijímača televíznej svorky sa používajú ako a základný stabilizátor definovať úseky jasových signálov na prednastavené úrovne.
• Zveráky sa tiež nazývajú obnovovače jednosmerného prúdu, pretože zvierajú krivky na pevný jednosmerný potenciál.
• Často sa používajú v testovacích zariadeniach, sonaroch a zariadeniach radarové systémy .
• Na ochranu zosilňovače z veľkých bludných signálov sa používajú svorky.
• Na odstránenie deformácií je možné použiť svorky
• Na vylepšenie doby zotavenia z rýchlika sa používajú svorky.
• Upínače je možné použiť ako zdvojovače napätia alebo multiplikátory napätia .

Toto sú všetky podrobné aplikácie nožníc a svoriek.

Zastrihovače a zvieracie obvody sa používajú na tvarovanie krivky do požadovaného tvaru a stanoveného rozsahu. Zastrihovače a svorky, o ktorých sa hovorí v tomto článku, je možné navrhnúť pomocou diód. Poznáš nejaké iné elektrické a elektronické prvky s ktorou nožnice na strihanie a svorky sa dajú navrhnúť? Ak ste tomuto článku porozumeli podrobne, poskytnite nám spätnú väzbu a svoje dotazy a nápady pošlite ako komentáre v nasledujúcej časti.