Tipos de cortadoras y abrazaderas con aplicaciones

Típico proyectos de electronica operan en diferentes rangos de señales eléctricas y, por lo tanto, para estos circuitos electrónicos , se pretende mantener las señales en un rango particular para obtener las salidas deseadas. Para recibir la salida a los niveles de voltaje esperados, tenemos herramientas versátiles en el dominio eléctrico y se llaman Clippers y Clampers. Este artículo muestra una descripción clara de las cortadoras y abrazaderas, sus diferencias y cómo operan según los niveles de voltaje esperados.

¿Qué son Clippers y Clampers?

Clippers y Clampers en electrónica se utilizan ampliamente en el funcionamiento de receptores de televisión analógica y transmisores de FM. los frecuencia variable La interferencia se puede eliminar utilizando el método de sujeción en los receptores de televisión, y en Transmisores de FM , los picos de ruido se limitan a un valor específico, por encima del cual los picos excesivos pueden eliminarse mediante el método de recorte.

Circuito de Clippers y Clampers

¿Qué es un circuito Clipper?

Un dispositivo electrónico que se utiliza para evadir la salida de un circuito para ir más allá del valor preestablecido (nivel de voltaje) sin variar la parte restante de la forma de onda de entrada se llama Circuito Clipper.

Un circuito electrónico que se utiliza para alterar el pico positivo o el pico negativo de la señal de entrada a un valor definido al cambiar la señal completa hacia arriba o hacia abajo para obtener los picos de la señal de salida en el nivel deseado, se denomina circuito Clamper.

Existen diferentes tipos de circuitos de cortadoras y abrazaderas, como se explica a continuación.

Funcionamiento del circuito Clipper

El circuito de la cortadora se puede diseñar utilizando tanto el elementos lineales y no lineales tal como resistencias , diodos, o transistores . Como estos circuitos se utilizan solo para recortar la forma de onda de entrada según el requisito y para transmitir la forma de onda, no contienen ningún elemento de almacenamiento de energía como un condensador. En general, las podadoras se clasifican en dos tipos: podadoras de serie y podadoras de derivación.

Clippers de la serie

Las cortadoras de serie se clasifican nuevamente en cortadoras negativas en serie y cortadoras positivas en serie, que son las siguientes:

Clipper serie negativo

La figura anterior muestra una serie de recortadores negativos con sus formas de onda de salida. Durante el semiciclo positivo, el diodo (considerado como un diodo ideal) aparece en polarización directa y conduce de tal manera que todo el semiciclo positivo de entrada aparece a través de la resistencia conectada en paralelo como una forma de onda de salida.

Durante el semiciclo negativo, el diodo tiene polarización inversa. No aparece ninguna salida a través de la resistencia. Por lo tanto, recorta el semiciclo negativo de la forma de onda de entrada y, por lo tanto, se denomina serie de recorte negativo.

Clipper serie negativo

Clipper serie negativo con Vr positivo

El clipper negativo en serie con voltaje de referencia positivo es similar al clipper negativo en serie, pero en esto se agrega un voltaje de referencia positivo en serie con la resistencia. Durante el semiciclo positivo, el diodo comienza a conducir solo después de que su valor de voltaje de ánodo excede el valor de voltaje de cátodo. Dado que el voltaje del cátodo se vuelve igual al voltaje de referencia, la salida que aparece a través de la resistencia será como se muestra en la figura anterior.

Clipper serie negativo con Vr positivo

El clipper negativo en serie con un voltaje de referencia negativo es similar al clipper negativo en serie con un voltaje de referencia positivo, pero en lugar de Vr positivo, aquí se conecta un Vr negativo en serie con la resistencia, lo que hace que el voltaje del cátodo del diodo sea negativo. .

Por lo tanto, durante el semiciclo positivo, toda la entrada aparece como salida a través de la resistencia, y durante el semiciclo negativo, la entrada aparece como salida hasta que el valor de entrada sea menor que el voltaje de referencia negativo, como se muestra en la figura.

Clipper serie negativo con negativo Vr

Clipper positivo de la serie

El circuito recortador positivo en serie se conecta como se muestra en la figura. Durante el semiciclo positivo, el diodo se polariza inversamente y no se genera salida a través de la resistencia, y durante el semiciclo negativo, el diodo conduce y toda la entrada aparece como salida a través de la resistencia.

Clipper positivo de la serie

Clipper serie positivo con negativo Vr

Es similar al clipper positivo en serie además de un voltaje de referencia negativo en serie con una resistencia y aquí, durante el semiciclo positivo, la salida aparece a través de la resistencia como una tensión de referencia negativa.

Clipper serie positivo con negativo Vr

Durante el semiciclo negativo, la salida se genera después de alcanzar un valor mayor que el voltaje de referencia negativo, como se muestra en la figura anterior.

Clipper positivo serie con Vr positivo

En lugar de un voltaje de referencia negativo, se conecta un voltaje de referencia positivo para obtener un clipper positivo en serie con un voltaje de referencia positivo. Durante el semiciclo positivo, el voltaje de referencia aparece como una salida a través de la resistencia, y durante el semiciclo negativo, toda la entrada aparece como salida a través de la resistencia.

Cortadoras de derivación

Las cortadoras con derivación se clasifican en dos tipos: cortadoras con derivación negativa y cortadoras con derivación positiva.

Cortadora de derivación negativa

El cortapelos negativo de derivación está conectado como se muestra en la figura anterior. Durante el semiciclo positivo, toda la entrada es la salida, y durante el semiciclo negativo, el diodo conduce y no genera ninguna salida desde la entrada.

Cortadora de derivación negativa

Cortadora de derivación negativa con Vr positiva

Se agrega un voltaje de referencia positivo en serie al diodo como se muestra en la figura. Durante el semiciclo positivo, la entrada se genera como salida, y durante el semiciclo negativo, un voltaje de referencia positivo será el voltaje de salida como se muestra a continuación.

Cortadora de derivación negativa con Vr positiva

Cortadora de derivación negativa con Vr negativo

En lugar del voltaje de referencia positivo, se conecta un voltaje de referencia negativo en serie con el diodo para formar un clipper negativo en derivación con un voltaje de referencia negativo. Durante el semiciclo positivo, toda la entrada aparece como salida, y durante el semiciclo negativo, aparece un voltaje de referencia como salida, como se muestra en la siguiente figura.

Cortadora de derivación negativa con Vr negativo

Cortadora positiva de derivación

Durante el semiciclo positivo, el diodo está en modo de conducción y no se genera ninguna salida y durante el semiciclo negativo toda la entrada aparece como salida ya que el diodo está en polarización inversa como se muestra en la siguiente figura.

Cortadora positiva de derivación

Cortadora con derivación positiva con Vr negativo

Durante el semiciclo positivo, el voltaje de referencia negativo conectado en serie con el diodo aparece como salida y durante el semiciclo negativo, el diodo conduce hasta que el valor del voltaje de entrada es mayor que el voltaje de referencia negativo y se generará la salida correspondiente.

Cortadora con derivación positiva con Vr positiva

Durante el semiciclo positivo, el diodo conduce haciendo que el voltaje de referencia positivo aparezca como voltaje de salida y, durante el semiciclo negativo, toda la entrada se genera como la salida ya que el diodo está polarizado en inversa.

Además de los recortadores positivos y negativos, hay un recortador combinado que se utiliza para recortar los semiciclos positivos y negativos como se explica a continuación.

Clipper positivo-negativo con voltaje de referencia Vr

El circuito se conecta como se muestra en la figura con un voltaje de referencia Vr, diodos D1 y D2 . Durante el semiciclo positivo, el diodo D1 conduce provocando que el voltaje de referencia conectado en serie con D1 aparezca a través de la salida.

Durante el ciclo negativo, el diodo D2 conduce haciendo que el voltaje de referencia negativo conectado a través del D2 aparezca como salida correspondiente.

Circuitos Clipper recortando ambas medias ondas

Los circuitos de clipper recortando ambas medias ondas se analizan a continuación.

Para el medio ciclo positivo es

Aquí, el lado del cátodo del diodo D1 está conectado a un voltaje CC positivo y el ánodo recibe un voltaje positivo variado. De la misma manera, el lado del ánodo del diodo D2 está conectado a voltaje DC negativo y el lado del cátodo recibe un voltaje positivo variado. En el momento del semiciclo positivo, el diodo D2 estará totalmente en la condición de polarización inversa. Aquí, las ecuaciones se representan de la siguiente manera:

Cuando el voltaje de entrada es menor que Vdc1 + Vd1 cuando los diodos están en condición de polarización inversa, entonces el voltaje de salida es Vin (voltaje de entrada)

Cuando el voltaje de entrada es mayor que Vdc1 + Vd1 cuando D1 está en polarización de reenvío y D2 está en condición de polarización inversa, entonces el voltaje de salida es Vdc1 + Vd1

Para el semiciclo negativo

Aquí, el lado del cátodo del diodo D1 está conectado a un voltaje CC positivo y el ánodo recibe un voltaje negativo variado. De la misma manera, el lado del ánodo del diodo D2 está conectado a voltaje DC negativo y el lado del cátodo recibe un voltaje negativo variado. En el momento del semiciclo positivo, el diodo D2 estará totalmente en la condición de polarización inversa. Aquí, las ecuaciones se representan de la siguiente manera:

Cuando el voltaje de entrada es menor que Vdc2 + Vd2 cuando los diodos están en condición de polarización inversa, entonces el voltaje de salida es Vin (voltaje de entrada)

Cuando el voltaje de entrada es mayor que Vdc2 + Vd2 cuando D2 está en polarización de reenvío y D1 está en condición de polarización inversa, entonces el voltaje de salida es (-Vdc2 - Vd2)

En los circuitos del clipper que recortan ambas medias ondas, los rangos de recorte positivo y negativo se pueden variar por separado, lo que significa que los niveles de voltaje + ve y -ve pueden ser diferentes. Estos también se denominan circuitos clipper dependientes en paralelo. Se opera utilizando dos fuentes de voltaje y dos diodos que están conectados de manera opuesta entre sí.

Recortando ambas medias ondas

Recorte a través del diodo Zener

Este es el otro tipo de circuito de recorte

Aquí, el diodo Zener funciona como un recorte de diodo polarizado donde el voltaje de polarización es el mismo que el voltaje en la condición de ruptura del diodo. En este tipo de circuito de recorte, en el momento del semiciclo + ve, el diodo está en condición de polarización inversa y la señal se recorta en la condición de voltaje Zener.

Y en el momento del medio ciclo -ve, el diodo funciona normalmente en condiciones en las que el voltaje Zener es de 0,7 V. Para recortar ambos semiciclos de la forma de onda, los diodos se conectan como diodos consecutivos.

¿Qué es Meany by Clamper?

Los circuitos de sujeción también se denominan restauradores de CC. Estos circuitos se utilizan especialmente para cambiar las formas de onda aplicadas por encima o por debajo de los niveles del voltaje de referencia de CC sin mostrar el impacto en la forma de la forma de onda. Este desplazamiento tiende a modificar el nivel de Vdc de la onda aplicada. Los niveles máximos de la onda se pueden cambiar a través del abrazaderas de diodo por lo que estos incluso se denominan cambiadores de nivel. Con respecto a esto, los circuitos de abrazadera se clasifican principalmente como abrazaderas positivas y negativas.

Funcionamiento del circuito Clamper

El pico positivo o negativo de una señal se puede colocar en el nivel deseado utilizando los circuitos de sujeción. Como podemos cambiar los niveles de los picos de la señal usando una abrazadera, también se le llama cambiador de nivel.

El circuito de la abrazadera consta de un condensador y diodo conectado en paralelo a través de la carga. El circuito de sujeción depende del cambio en la constante de tiempo del condensador. El condensador debe elegirse de manera que, durante la conducción del diodo, el condensador debe ser suficiente para cargarse rápidamente y durante el período no conductor del diodo, el condensador no debe descargarse drásticamente. Las abrazaderas se clasifican en abrazaderas positivas y negativas según el método de sujeción.

Clamper negativo

Durante el semiciclo positivo, el diodo de entrada está en polarización de reenvío y, a medida que el diodo conduce, el condensador se carga (hasta el valor máximo del suministro de entrada). Durante el semiciclo negativo, la inversa no conduce y el voltaje de salida se vuelve igual a la suma del voltaje de entrada y el voltaje almacenado en el capacitor.

Clamper negativo

Clamper negativo con Vr positivo

Es similar al sujetador negativo, pero la forma de onda de salida se desplaza hacia la dirección positiva mediante un voltaje de referencia positivo. Como el voltaje de referencia positivo está conectado en serie con el diodo, durante el semiciclo positivo, aunque el diodo conduce, el voltaje de salida se vuelve igual al voltaje de referencia, por lo tanto, la salida se sujeta hacia la dirección positiva como se muestra en la siguiente figura .

Clamper negativo con Vr positivo

Clamper negativo con Vr negativo

Al invertir las direcciones del voltaje de referencia, el voltaje de referencia negativo se conecta en serie con el diodo como se muestra en la figura anterior. Durante el semiciclo positivo, el diodo comienza la conducción antes de cero, ya que el cátodo tiene un voltaje de referencia negativo, que es menor que el de cero y el voltaje del ánodo, y por lo tanto, la forma de onda se sujeta hacia la dirección negativa por el valor del voltaje de referencia. .

Clamper negativo con Vr negativo

Abrazadera positiva

Es casi similar al circuito de sujeción negativa, pero el diodo está conectado en la dirección opuesta. Durante el semiciclo positivo, el voltaje a través de los terminales de salida se vuelve igual a la suma del voltaje de entrada y el voltaje del capacitor (considerando que el capacitor está inicialmente completamente cargado).

Abrazadera positiva

Durante el semiciclo negativo de la entrada, el diodo comienza a conducir y carga el capacitor rápidamente a su valor de entrada pico. Por lo tanto, las formas de onda se sujetan hacia la dirección positiva como se muestra arriba.

Abrazadera positiva con Vr positiva

Se agrega un voltaje de referencia positivo en serie con el diodo del sujetador positivo como se muestra en el circuito. Durante el semiciclo positivo de la entrada, el diodo conduce como inicialmente, el voltaje de suministro es menor que el voltaje de referencia positivo del ánodo.

Abrazadera positiva con Vr positiva

Si una vez que el voltaje del cátodo es mayor que el voltaje del ánodo, el diodo detiene la conducción. Durante el semiciclo negativo, el diodo conduce y carga el condensador. La salida se genera como se muestra en la figura.

Abrazadera positiva con Vr negativo

Se invierte la dirección del voltaje de referencia, que está conectado en serie con el diodo, lo que lo convierte en un voltaje de referencia negativo. Durante el semiciclo positivo, el diodo no será conductor, de modo que la salida sea igual al voltaje del capacitor y al voltaje de entrada.

Abrazadera positiva con Vr negativo

Durante el semiciclo negativo, el diodo comienza la conducción solo después de que el valor del voltaje del cátodo sea menor que el voltaje del ánodo. Por lo tanto, las formas de onda de salida se generan como se muestra en la figura anterior.

Clippers y clampers usando Op-Amp

Entonces, según el amplificador operacional, los clippers y clampers se clasifican principalmente en dos tipos y son tipos positivos y negativos. Háganos saber el funcionamiento de clipper y clamper usando op-amp .

Clippers que utilizan amplificador operacional

En el circuito de abajo, se aplica una onda sinusoidal de voltaje Vt al extremo no inversor del amplificador operacional y el valor de Vref se puede variar cambiando el valor R2. La operación se explica a continuación para la cortadora positiva:

• Cuando Vi (voltaje de entrada) es mínimo que el de Vref, entonces tiene lugar la conducción en D1 y el circuito funciona como seguidor de voltaje. Entonces, el Vo permanece igual que el voltaje de entrada para la condición Vi
• Cuando Vi (voltaje de entrada) es mayor que el de Vref, entonces no habrá conducción y el circuito funciona como un lazo abierto porque la retroalimentación no fue cerrada. Entonces, el Vo permanece igual que un voltaje de referencia para la condición Vi> Vref

Para la cortadora de negativos, la operación es

En el circuito de abajo, se aplica una onda sinusoidal de voltaje Vt al extremo no inversor del amplificador operacional y el valor de Vref se puede variar cambiando el valor R2.

• Cuando Vi (voltaje de entrada) es mayor que el de Vref, entonces tiene lugar la conducción en D1 y el circuito funciona como seguidor de voltaje. Entonces, el Vo permanece igual que el voltaje de entrada para la condición Vi> Vref
• Cuando Vi (voltaje de entrada) es menor que el de Vref, entonces no habrá conducción, y el circuito funciona como un lazo abierto porque la retroalimentación no fue cerrada. Entonces, el Vo sigue siendo el mismo que el voltaje de referencia para la condición Vi

Abrazaderas con amplificador operacional

El funcionamiento del circuito de sujeción positiva se explica a continuación:

Aquí, se aplica una onda sinusoidal al extremo inversor del amplificador operacional utilizando un condensador y la resistencia. Esto corresponde a que la señal de CA se aplica al terminal inversor del amplificador operacional. Mientras que Vref se aplica al extremo no inversor del amplificador operacional.

El nivel de Vref se puede seleccionar modificando el valor de R2. Aquí, Vref es un valor positivo, y la salida es Vi + Vref donde esto corresponde a que el circuito de sujeción genera la salida donde Vi tendrá un desplazamiento vertical hacia arriba tomando Vref como voltaje de referencia.

Y en el circuito de sujeción negativa, se aplica una onda sinusoidal al extremo inversor del amplificador operacional utilizando un condensador y la resistencia. Esto corresponde a que la señal de CA se aplica al terminal inversor del amplificador operacional. Mientras que Vref se aplica al extremo no inversor del amplificador operacional.

El nivel de Vref se puede seleccionar modificando el valor de R2. Aquí, Vref es un valor negativo, y la salida es Vi + Vref donde esto corresponde a que el circuito de sujeción genera la salida donde Vi tendrá un desplazamiento vertical hacia abajo tomando Vref como voltaje de referencia.

Diferencias entre Clippers y Clampers

Esta sección explica claramente Diferencias clave entre los circuitos de clipper y clamper

Aplicaciones de Clippers y Clampers

los aplicaciones de maquinillas son:

• Se utilizan con frecuencia para la separación de señales de sincronización de las señales de imagen compuestas.
• Los picos de ruido excesivos por encima de un cierto nivel se pueden limitar o recortar en los transmisores de FM utilizando los recortadores de la serie.
• Para la generación de nuevas formas de onda o dar forma a la forma de onda existente, se utilizan cortadores.
• La aplicación típica de un cortador de diodos es para la protección de transistores de transitorios, como un diodo de rueda libre conectado en paralelo a través de la carga inductiva.
• Un usado frecuentemente rectificador de media onda en los kits de fuente de alimentación es un ejemplo típico de una cortadora. Recorta la media onda positiva o negativa de la entrada.
• Los cortapelos se pueden utilizar como limitadores de voltaje y selectores de amplitud.

los aplicaciones de abrazaderas son:

• El complejo circuito transmisor y receptor de la abrazadera de televisión se utiliza como estabilizador de línea de base para definir secciones de las señales de luminancia a niveles preestablecidos.
• Los sujetadores también se denominan restauradores de corriente continua, ya que sujetan las formas de onda a un potencial de CC fijo.
• Estos se utilizan con frecuencia en equipos de prueba, sonar y sistemas de radar .
• Para la protección de la amplificadores a partir de grandes señales errantes, se utilizan abrazaderas.
• Las abrazaderas se pueden utilizar para eliminar las distorsiones.
• Para mejorar el tiempo de recuperación de sobremarcha se utilizan abrazaderas.
• Las abrazaderas se pueden utilizar como duplicadores de voltaje o multiplicadores de voltaje .

Estas son todas las aplicaciones detalladas de las cortadoras y abrazaderas.

Los circuitos de clippers y clampers se utilizan para moldear una forma de onda a una forma requerida y rango especificado. Las cortadoras y abrazaderas que se describen en este artículo se pueden diseñar utilizando diodos. ¿Conoces alguna otra elementos electricos y electronicos con la cual tijeras y se pueden diseñar abrazaderas? Si ha entendido este artículo en profundidad, envíe sus comentarios y publique sus consultas e ideas como comentarios en la siguiente sección.