กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

คลิปเปอร์ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)

ในทางอิเล็กทรอนิกส์วงจรคลิปเปอร์ (clipper)คือวงจรที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณเกินระดับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า...

คลิปเปอร์ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)

การตัดแรงดันไฟฟ้าจะจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังอุปกรณ์โดยไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนอื่นๆ ของรูปคลื่น

ในทางอิเล็กทรอนิกส์วงจรคลิปเปอร์ (clipper)คือวงจรที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณเกินระดับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า วงจรคลิปเปอร์จะไม่บิดเบือนส่วนที่เหลือของรูปคลื่นสัญญาณที่ป้อนเข้ามา วงจรคลิปเปอร์ถูกใช้เพื่อเลือกส่วนของรูปคลื่นสัญญาณที่อยู่เหนือหรือต่ำกว่าระดับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับการส่งสัญญาณ

การตัดสัญญาณอาจทำได้ทั้งในระดับเดียวหรือสองระดับ วงจรตัดสัญญาณสามารถลบส่วนใดส่วนหนึ่งของรูปคลื่นใดๆ ที่อยู่ใกล้จุดสูงสุดหรือต่ำสุด หรือทั้งสองอย่าง การตัดสัญญาณจะเปลี่ยนรูปร่างของรูปคลื่นและเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบสเปกตรัม ของรูปคลื่น ด้วย

วงจรตัดสัญญาณประกอบด้วยองค์ประกอบเชิงเส้น เช่นตัวต้านทานและองค์ประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่นไดโอดหรือทรานซิสเตอร์แต่ไม่มีองค์ประกอบเก็บพลังงาน เช่น ตัว เก็บ ประจุ

วงจรตัดสัญญาณเรียกอีกอย่างว่าตัวแบ่งสัญญาณหรือตัวเลือกแอมพลิจู[ 1 ]

ประเภท

ไดโอดคลิปเปอร์

วงจรคลิปเปอร์พีคบวก

สามารถสร้างวงจรตัดสัญญาณไดโอดอย่างง่ายได้โดยใช้ไดโอดและตัวต้านทาน วงจรนี้จะตัดส่วนบวกหรือส่วนลบของรูปคลื่น ขึ้นอยู่กับทิศทางการต่อไดโอด วงจรอย่างง่ายนี้จะตัดสัญญาณที่แรงดันศูนย์ (หรือพูดให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ ที่แรงดันไบแอสตรงเล็กน้อยของไดโอด) แต่แรงดันตัดสัญญาณสามารถตั้งค่าเป็นค่าใดก็ได้ตามต้องการโดยการเพิ่มแรงดันอ้างอิง แผนภาพแสดงแรงดันอ้างอิงที่เป็นบวก แต่แรงดันอ้างอิงสามารถเป็นบวกหรือลบก็ได้สำหรับการตัดสัญญาณทั้งด้านบวกและด้านลบ ทำให้มีรูปแบบการกำหนดค่าที่เป็นไปได้ทั้งหมดสี่แบบ

วงจรที่ง่ายที่สุดสำหรับแรงดันอ้างอิงคือวงจรแบ่งแรงดันด้วยตัว ต้านทาน ที่เชื่อมต่อระหว่างรางแรงดัน สามารถปรับปรุงวงจรนี้ได้โดยการแทนที่ตัวต้านทานด้านล่างด้วยไดโอดซีเนอร์ที่มีแรงดันพังทลายเท่ากับแรงดันอ้างอิงที่ต้องการ ไดโอดซีเนอร์ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมแรงดันช่วยรักษาเสถียรภาพของแรงดันอ้างอิงให้คงที่เมื่อแรงดันไฟเลี้ยงและโหลดเปลี่ยนแปลง

ไดโอดซีเนอร์

วงจรคลิปเปอร์ไดโอดซีเนอร์แบบขนานสองวงจร
วงจรคลิปเปอร์ไดโอดแบบขนานสองตัว

ในวงจรตัวอย่างทางด้านขวา มีการใช้ ไดโอดซีเนอร์ สองตัว เพื่อจำกัดแรงดัน V INแรงดันในแต่ละทิศทางจะถูกจำกัดไว้ที่แรงดันพังทลายย้อนกลับบวกกับ แรง ดันตกคร่อมไดโอดซีเนอร์ตัวใดตัวหนึ่ง

ตัวตัดสัญญาณความแม่นยำสูงของออปแอมป์

สำหรับค่าแรงดันตัดที่น้อยมากบนสัญญาณระดับต่ำเส้นโค้ง IVของไดโอดอาจทำให้จุดเริ่มต้นของการตัดไม่คมชัดมากนัก สามารถสร้างตัวตัดสัญญาณที่มีความแม่นยำสูงได้โดยการวางอุปกรณ์ตัดสัญญาณไว้ในวงจรป้อนกลับของตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการในลักษณะเดียวกับตัวเรียงกระแสที่มีความแม่นยำสูง

การจำแนกประเภท

สามารถจำแนกคลิปเปอร์ออกเป็นสองประเภทตามตำแหน่งของไดโอดได้ [ 2 ]

  • วงจรตัดสัญญาณแบบอนุกรมซึ่งไดโอดต่ออนุกรมกับความต้านทานโหลด และ
  • วงจรตัดสัญญาณแบบขนาน (Shunt clipper ) คือวงจรที่ไดโอดต่อขนานกับความต้านทานของโหลด

ค่าความจุของไดโอดมีผลต่อการทำงานของตัวตัดสัญญาณที่ความถี่สูง และมีอิทธิพลต่อการเลือกใช้ระหว่างตัวตัดสัญญาณสองประเภทข้างต้น สัญญาณความถี่สูงจะถูกลดทอนในตัวตัดสัญญาณแบบขนาน เนื่องจากค่าความจุของไดโอดเป็นเส้นทางสำรองสำหรับกระแสเอาต์พุต ในตัวตัดสัญญาณแบบอนุกรม ประสิทธิภาพการตัดสัญญาณจะลดลงด้วยเหตุผลเดียวกัน เนื่องจากกระแสความถี่สูงไหลผ่านโดยไม่ได้รับการปิดกั้นอย่างเพียงพอ

อุปกรณ์ตัดสัญญาณอาจจำแนกได้ตามทิศทางของไดโอด ทิศทางนี้จะเป็นตัวกำหนดว่าครึ่งรอบใดที่จะได้รับผลกระทบจากการตัดสัญญาณ

สามารถควบคุมการตัดสัญญาณได้ที่ระดับใดก็ได้โดยใช้ตัวสร้างแรงดัน (แหล่งจ่ายศักย์) ต่ออนุกรมกับไดโอด ในแผนภาพต่อไปนี้ เส้นสีเขียวแสดงแรงดันขาเข้า เส้นสีส้มแสดงแรงดันขาออก และเส้นสีน้ำเงินแสดงแรงดันระดับการตัดสัญญาณ

ไดโอดคลิปเปอร์แบบไบแอสบวก

การตัดยอดบวก ที่แรงดันบวก เมื่อu i > U Bไดโอดจะนำกระแส และu o = U B
การตัดยอดบวกที่แรงดันลบ ในวงจรนี้ หากเอาต์พุตลัดวงจร จะทำให้กระแสปริมาณมากไหลผ่านไดโอดโดยU Bและอาจทำให้ไดโอดเสียหายได้

ไดโอดคลิปเปอร์แบบไบแอสลบ

การตัดยอดลบ ที่แรงดันลบ เมื่อu i < U Bไดโอดจะนำกระแส และu o = U B
การตัดยอดลบที่แรงดันบวก ในวงจรนี้ หากเอาต์พุตลัดวงจร จะทำให้กระแสปริมาณมากไหลผ่านไดโอดโดยU Bและอาจทำให้ไดโอดเสียหายได้

วงจรตัดสัญญาณไดโอดแบบสองระดับเชิงผสม

สัญญาณสามารถถูกตัดให้อยู่ระหว่างสองระดับโดยใช้ตัวตัดสัญญาณไดโอดทั้งสองประเภทร่วมกัน [ 3 ]

เมื่อu i > U B1แสดงว่า D1 กำลังนำกระแส และu o = U B1เมื่อu i < U B2 แสดง ว่าD2 กำลังนำกระแส และu o = U B2

วงจรหนีบ

วงจรแคลมเปอร์ไม่ใช่ตัวตัดสัญญาณ แต่แบบไดโอดอย่างง่ายมีโครงสร้างคล้ายกับตัวตัดสัญญาณ ยกเว้นว่าตัวต้านทานถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุวงจรแคลมเปอร์จะตรึงยอดสัญญาณบวกหรือลบไว้ที่แรงดันคงที่ (กำหนดโดยแรงดันไบแอส) แทนที่จะตัดสัญญาณเหล่านั้นออกไป

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • โรเบิร์ต แอล. บอยล์สแตด, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทฤษฎีวงจร. ฉบับที่ 8. สำนักพิมพ์ Eastern Economy Edition, 2002, หน้า 83, ISBN 81-203-2064-6
  • ภาพรวมของวงจรตัดสัญญาณ (Clipping Circuits)จาก Circuits Today
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Clipper_(electronics)&oldid=1224921924 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คลิปเปอร์ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)

ในทางอิเล็กทรอนิกส์วงจรคลิปเปอร์ (clipper)คือวงจรที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณเกินระดับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า...

ไดโอดคลิปเปอร์

สามารถสร้างวงจรตัดสัญญาณไดโอดอย่างง่ายได้โดยใช้ไดโอดและตัวต้านทาน วงจรนี้จะตัดส่วนบวกหรือส่วนลบของรูปคลื่น ขึ้นอยู่กับทิศทางการต่อไดโอด วงจรอย่างง่ายนี้จะตัดสัญญาณที่แรงดันศูนย์ (หรือพูดให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ ที่ แรงดันไบแอสตรง เล็กน้อย ของไดโอด)...

ไดโอดซีเนอร์

ในวงจรตัวอย่างทางด้านขวา มีการใช้ ไดโอดซีเนอร์ สองตัว เพื่อจำกัดแรงดัน V IN แรงดันในแต่ละทิศทางจะถูกจำกัดไว้ที่แรงดันพังทลายย้อนกลับ บวกกับ แรง ดันตกคร่อมไดโอดซีเนอร์ตัวใดตัวหนึ่ง

ตัวตัดสัญญาณความแม่นยำสูงของออปแอมป์

สำหรับค่าแรงดันตัดที่น้อยมากบนสัญญาณระดับต่ำ เส้นโค้ง IV ของไดโอดอาจทำให้จุดเริ่มต้นของการตัดไม่คมชัดมากนัก สามารถสร้างตัวตัดสัญญาณที่มีความแม่นยำสูงได้โดยการวางอุปกรณ์ตัดสัญญาณไว้ในวงจรป้อนกลับของ ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการ ในลักษณะเดียวกับ...