Typique projets d'électronique fonctionnent à différentes plages de signaux électriques et donc, pour ces circuits électroniques , il est prévu de maintenir les signaux dans une plage particulière afin d'obtenir les sorties souhaitées. Pour recevoir la sortie aux niveaux de tension attendus, nous disposons d'outils polyvalents dans le domaine électrique et ceux-ci sont appelés Clippers et Clampers. Cet article présente une description claire des tondeuses et des pinces, leurs différences et comment ils fonctionnent selon les niveaux de tension attendus.

Que sont les tondeuses et les pinces?

Clippers et pinces en électronique sont largement utilisés dans le fonctionnement des récepteurs de télévision analogiques et des émetteurs FM. Le à fréquence variable les interférences peuvent être supprimées en utilisant la méthode de serrage dans les récepteurs de télévision, et dans Émetteurs FM , les pics de bruit sont limités à une valeur spécifique, au-dessus de laquelle les pics excessifs peuvent être supprimés en utilisant la méthode d'écrêtage.

Circuit des tondeuses et pinces

Qu'est-ce qu'un circuit Clipper?

Un dispositif électronique qui est utilisé pour éviter la sortie d'un circuit pour aller au-delà de la valeur prédéfinie (niveau de tension) sans faire varier la partie restante de la forme d'onde d'entrée est appelé un Circuit Clipper.

Une circuit électrique qui est utilisé pour modifier la crête positive ou la crête négative du signal d'entrée à une valeur définie en décalant tout le signal vers le haut ou vers le bas pour obtenir les crêtes de signal de sortie au niveau souhaité est appelé un circuit de serrage.

Il existe différents types de circuits de tondeuses et de pinces comme indiqué ci-dessous.

Fonctionnement du circuit Clipper

Le circuit de tondeuse peut être conçu en utilisant à la fois le éléments linéaires et non linéaires tel que résistances , diodes ou transistors . Comme ces circuits sont utilisés uniquement pour l'écrêtage de la forme d'onde d'entrée conformément aux exigences et pour la transmission de la forme d'onde, ils ne contiennent aucun élément de stockage d'énergie comme un condensateur. En général, les clippers sont classés en deux types: les clippers de série et les clippers Shunt.

Clippers de série

Les tondeuses de série sont à nouveau classées en tondeuses en série négative et en tondeuses en série positive qui sont les suivantes:

Série Negative Clipper

La figure ci-dessus montre une série d'écrêteurs négatifs avec leurs formes d'onde de sortie. Pendant le demi-cycle positif, la diode (considérée comme une diode idéale) apparaît dans le polarisé en direct et conduit de telle sorte que tout le demi-cycle positif d'entrée apparaît aux bornes de la résistance connectée en parallèle comme une forme d'onde de sortie.

Pendant le demi-cycle négatif, la diode est polarisée en inverse. Aucune sortie n'apparaît à travers la résistance. Ainsi, il écrête le demi-cycle négatif de la forme d'onde d'entrée, et par conséquent, il est appelé une série d'écrêteur négatif.

Série Negative Clipper

Clipper négatif série avec Vr positif

Le clipper négatif en série avec une tension de référence positive est similaire au clipper négatif en série, mais dans ce cas, une tension de référence positive est ajoutée en série avec la résistance. Pendant le demi-cycle positif, la diode commence à conduire seulement après que sa valeur de tension d'anode ait dépassé la valeur de tension de cathode. Puisque la tension de la cathode devient égale à la tension de référence, la sortie qui apparaît aux bornes de la résistance sera comme indiqué dans la figure ci-dessus.

Tondeuse négative série avec VR positif

L'écrêteur négatif série avec une tension de référence négative est similaire à l'écrêteur négatif série avec une tension de référence positive, mais au lieu de Vr positif ici, un Vr négatif est connecté en série avec la résistance, ce qui fait de la tension cathodique de la diode une tension négative .

Ainsi, pendant le demi-cycle positif, l'entrée entière apparaît comme sortie aux bornes de la résistance, et pendant le demi-cycle négatif, l'entrée apparaît comme sortie jusqu'à ce que la valeur d'entrée soit inférieure à la tension de référence négative, comme indiqué sur la figure.

Clipper Négatif Série Avec Vr Négatif

Série Positive Clipper

Le circuit d'écrêtage positif en série est connecté comme indiqué sur la figure. Pendant le demi-cycle positif, la diode devient polarisée en inverse, et aucune sortie n'est générée aux bornes de la résistance, et pendant le demi-cycle négatif, la diode est conductrice et l'entrée entière apparaît comme sortie aux bornes de la résistance.

Série Positive Clipper

Tondeuse positive série avec Vr négatif

Il est similaire à l'écrêteur positif en série en plus d'une tension de référence négative en série avec une résistance et ici, pendant le demi-cycle positif, la sortie apparaît aux bornes de la résistance comme une tension de référence négative.

Tondeuse positive série avec Vr négatif

Pendant le demi-cycle négatif, la sortie est générée après avoir atteint une valeur supérieure à la tension de référence négative, comme indiqué sur la figure ci-dessus.

Série Positive Clipper Avec Positive Vr

Au lieu d'une tension de référence négative, une tension de référence positive est connectée pour obtenir un écrêteur positif en série avec une tension de référence positive. Pendant le demi-cycle positif, la tension de référence apparaît comme une sortie aux bornes de la résistance, et pendant le demi-cycle négatif, l'entrée entière apparaît comme une sortie aux bornes de la résistance.

Clippers Shunt

Les clippers shunt sont classés en deux types: les clippers shunt négatifs et les clippers shunt positifs.

Clipper négatif shunt

Le clipper négatif shunt est connecté comme indiqué dans la figure ci-dessus. Pendant le demi-cycle positif, toute l'entrée est la sortie, et pendant le demi-cycle négatif, la diode est conductrice, ce qui ne génère aucune sortie à partir de l'entrée.

Clipper négatif shunt

Clipper négatif shunt avec VR positif

Une tension de référence positive en série est ajoutée à la diode, comme indiqué sur la figure. Pendant le demi-cycle positif, l'entrée est générée en tant que sortie, et pendant le demi-cycle négatif, une tension de référence positive sera la tension de sortie comme indiqué ci-dessous.

Clipper négatif shunt avec Vr positif

Shunt Negative Clipper avec Negative Vr

Au lieu de la tension de référence positive, une tension de référence négative est connectée en série avec la diode pour former un écrêteur négatif de shunt avec une tension de référence négative. Pendant le demi-cycle positif, l'entrée entière apparaît comme sortie, et pendant le demi-cycle négatif, une tension de référence apparaît comme sortie comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Shunt Clipper Négatif Avec Vr Négatif

Shunt Positive Clipper

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en mode de conduction et aucune sortie n'est générée et pendant le demi-cycle négatif, l'entrée entière apparaît en tant que sortie car la diode est en polarisation inverse comme le montre la figure ci-dessous.

Shunt Positive Clipper

Shunt Positive Clipper avec Vr négatif

Pendant le demi-cycle positif, la tension de référence négative connectée en série avec la diode apparaît comme sortie et pendant le demi-cycle négatif, la diode conduit jusqu'à ce que la valeur de la tension d'entrée devienne supérieure à la tension de référence négative et la sortie correspondante sera générée.

Shunt Positive Clipper avec Positive Vr

Pendant le demi-cycle positif, la diode conduit, faisant apparaître la tension de référence positive en tant que tension de sortie et, pendant le demi-cycle négatif, l'entrée entière est générée en tant que sortie car la diode est polarisée en inverse.

En plus des écrêteurs positifs et négatifs, il existe un écrêteur combiné qui est utilisé pour couper les demi-cycles positifs et négatifs comme décrit ci-dessous.

Clipper positif-négatif avec tension de référence Vr

Le circuit est connecté comme indiqué sur la figure avec une tension de référence Vr, diodes D1 et D2 . Pendant le demi-cycle positif, la diode D1 conduit, faisant apparaître la tension de référence connectée en série avec D1 aux bornes de la sortie.

Pendant le cycle négatif, la diode D2 conduit, faisant apparaître la tension de référence négative connectée aux bornes du D2 comme sortie correspondante.

Circuits de clipper en coupant les deux demi-ondes

Les circuits d'écrêtage en coupant les deux demi-ondes sont décrits ci-dessous.

Pour le demi-cycl positif est

Ici, le côté cathode de la diode D1 est connecté à une tension continue positive et l'anode reçoit une tension positive variée. De la même manière, le côté anode de la diode D2 est connecté à une tension continue négative et le côté cathode reçoit une tension positive variée. Au moment du demi-cycle positif, la diode D2 sera totalement en condition de polarisation inverse. Ici, les équations sont représentées comme suit:

Lorsque la tension d'entrée est inférieure à Vdc1 + Vd1 lorsque les diodes sont en polarisation inverse, alors la tension de sortie est Vin (tension d'entrée)

Lorsque la tension d'entrée est supérieure à Vdc1 + Vd1 lorsque D1 est en polarisation directe et D2 est en polarisation inverse, alors la tension de sortie est Vdc1 + Vd1

Pour le demi-cycle négatif

Ici, le côté cathode de la diode D1 est connecté à une tension continue positive et l'anode reçoit une tension négative variée. De la même manière, le côté anode de la diode D2 est connecté à une tension continue négative et le côté cathode reçoit une tension négative variée. Au moment du demi-cycle positif, la diode D2 sera totalement en condition de polarisation inverse. Ici, les équations sont représentées comme suit:

Lorsque la tension d'entrée est inférieure à Vdc2 + Vd2 lorsque les diodes sont en polarisation inverse, la tension de sortie est Vin (tension d'entrée)

Lorsque la tension d'entrée est supérieure à Vdc2 + Vd2 lorsque le D2 est en polarisation directe et D1 est en polarisation inverse, alors la tension de sortie est (-Vdc2 - Vd2)

Dans les circuits d'écrêtage écrêtant les deux demi-ondes, les plages d'écrêtage positive et négative peuvent être modifiées séparément, ce qui signifie que les niveaux de tension + ve et -ve peuvent être différents. Ceux-ci sont également appelés circuits d'écrêtage dépendant de la parallèle. Il fonctionne à l'aide de deux sources de tension et de deux diodes connectées en sens inverse l'une de l'autre.

Coupure des deux demi-ondes

Coupure à travers la diode Zener

C'est l'autre type de circuit d'écrêtage

Ici, la diode Zener fonctionne comme un écrêtage de diode polarisé où la tension de polarisation est la même que la tension à la condition de claquage de la diode. Dans ce type de circuit d'écrêtage, au moment du demi-cycle + ve, la diode est en polarisation inverse, et le signal se clipse à l'état de tension Zener.

Et au moment du demi-cycle -ve, la diode fonctionne normalement à condition que la tension Zener soit de 0,7V. Afin de couper les deux demi-cycles de la forme d'onde, les diodes sont connectées comme des diodes dos à dos.

Qu'est-ce que Meany by Clamper?

Les circuits de serrage sont également appelés restaurateurs CC. Ces circuits sont notamment utilisés pour décaler les formes d'onde appliquées à des niveaux supérieurs ou inférieurs à la tension continue de référence sans montrer l'impact sur la forme de la forme d'onde. Ce décalage tend à modifier le niveau Vdc de l'onde appliquée. Les niveaux de crête de l'onde peuvent être décalés pinces de diode donc ceux-ci sont même appelés changements de niveau. À cet égard, les circuits de serrage sont principalement classés comme des pinces positives et négatives.

Fonctionnement du circuit de serrage

Le pic positif ou négatif d'un signal peut être positionné au niveau souhaité en utilisant les circuits de serrage. Comme nous pouvons décaler les niveaux des pics du signal en utilisant un clamper, on l'appelle également un décalage de niveau.

Le circuit de serrage se compose d'un condensateur et une diode connectée en parallèle sur la charge. Le circuit de serrage dépend du changement de la constante de temps du condensateur. Le condensateur doit être choisi de telle sorte que, lors de la conduction de la diode, le condensateur doit être suffisant pour se charger rapidement et pendant la période non conductrice de la diode, le condensateur ne doit pas se décharger drastiquement. Les pinces sont classées comme pinces positives et négatives en fonction de la méthode de serrage.

Clamper négatif

Pendant le demi-cycle positif, la diode d'entrée est en polarisation directe et lorsque la diode conduit le condensateur se charge (jusqu'à la valeur de crête de l'alimentation d'entrée). Pendant le demi-cycle négatif, l'inverse ne conduit pas et la tension de sortie devient égale à la somme de la tension d'entrée et de la tension stockée aux bornes du condensateur.

Clamper négatif

Clamper négatif avec Vr positif

Il est similaire à la pince négative, mais la forme d'onde de sortie est décalée vers la direction positive par une tension de référence positive. Comme la tension de référence positive est connectée en série avec la diode, pendant le demi-cycle positif, même si la diode est conductrice, la tension de sortie devient égale à la tension de référence, par conséquent, la sortie est bloquée vers la direction positive comme indiqué sur la figure ci-dessous .

Clamper négatif avec Vr positif

Clamper négatif avec Vr négatif

En inversant les directions de tension de référence, la tension de référence négative est connectée en série avec la diode comme indiqué sur la figure ci-dessus. Pendant le demi-cycle positif, la diode commence la conduction avant zéro, car la cathode a une tension de référence négative, qui est inférieure à celle de zéro et de la tension d'anode, et ainsi, la forme d'onde est bloquée vers la direction négative par la valeur de tension de référence .

Clamper négatif avec Vr négatif

Pince positive

Il est presque similaire au circuit de serrage négatif, mais la diode est connectée dans le sens opposé. Pendant le demi-cycle positif, la tension aux bornes de sortie devient égale à la somme de la tension d'entrée et de la tension du condensateur (en considérant le condensateur comme initialement complètement chargé).

Pince positive

Pendant le demi-cycle négatif de l'entrée, la diode commence à conduire et charge le condensateur rapidement jusqu'à sa valeur d'entrée maximale. Ainsi, les formes d'onde sont serrées dans la direction positive comme indiqué ci-dessus.

Clamper positif avec Vr positif

Une tension de référence positive est ajoutée en série avec la diode de la pince positive comme indiqué dans le circuit. Pendant le demi-cycle positif de l'entrée, la diode conduit comme initialement, la tension d'alimentation est inférieure à la tension de référence positive de l'anode.

Clamper positif avec Vr positif

Si une fois la tension de la cathode est supérieure à la tension de l'anode, la diode arrête la conduction. Pendant le demi-cycle négatif, la diode conduit et charge le condensateur. La sortie est générée comme indiqué sur la figure.

Clamper positif avec Vr négatif

La direction de la tension de référence est inversée, qui est connectée en série avec la diode, ce qui en fait une tension de référence négative. Pendant le demi-cycle positif, la diode sera non conductrice, de sorte que la sortie est égale à la tension du condensateur et à la tension d'entrée.

Clamper positif avec Vr négatif

Pendant le demi-cycle négatif, la diode ne commence la conduction qu'après que la valeur de tension de cathode est devenue inférieure à la tension d'anode. Ainsi, les formes d'onde de sortie sont générées comme le montre la figure ci-dessus.

Clippers et pinces utilisant Op-Amp

Ainsi, sur la base de l'ampli-op, les tondeuses et les pinces sont principalement classées en deux types et ce sont des types positifs et négatifs. Faites-nous savoir le fonctionnement de Clipper et clamper utilisant un ampli-op .

Clippers utilisant Op-Amp

Dans le circuit ci-dessous, une onde sinusoïdale de tension Vt est appliquée à l'extrémité non inverseuse de l'ampli-op et la valeur Vref peut être modifiée en modifiant la valeur R2. L'opération est expliquée comme suit pour la tondeuse positive:

Lorsque la Vi (tension d'entrée) est minimale que celle de Vref, alors la conduction en D1 a lieu et le circuit fonctionne comme un suiveur de tension. Ainsi, le Vo reste le même que la tension d'entrée pour la condition Vi
Lorsque la Vi (tension d'entrée) est supérieure à celle de Vref, alors il n'y aura pas de conduction, et le circuit fonctionne comme une boucle ouverte car la rétroaction n'était pas fermée. Ainsi, le Vo reste le même comme tension de référence pour la condition Vi> Vref

Pour la tondeuse négative, l'opération est

Dans le circuit ci-dessous, une onde sinusoïdale de tension Vt est appliquée à l'extrémité non inverseuse de l'ampli-op et la valeur Vref peut être modifiée en modifiant la valeur R2.

Lorsque la Vi (tension d'entrée) est supérieure à celle de Vref, alors la conduction en D1 a lieu et le circuit fonctionne comme un suiveur de tension. Ainsi, le Vo reste le même que la tension d'entrée pour la condition Vi> Vref
Lorsque la Vi (tension d'entrée) est inférieure à celle de Vref, alors il n'y aura pas de conduction et le circuit fonctionne comme une boucle ouverte car la rétroaction n'était pas fermée. Ainsi, le Vo reste le même que la tension de référence pour la condition Vi

Pinces utilisant Op-Amp

Le fonctionnement du circuit de serrage positif est expliqué comme suit:

Ici, une onde sinusoïdale est appliquée à l'extrémité inverseuse de l'ampli-op à l'aide d'un condensateur et de la résistance. Cela correspond au fait que le signal CA est appliqué à la borne inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Alors que Vref est appliqué à l'extrémité non inverseuse de l'ampli-op.

Le niveau du Vref peut être sélectionné en modifiant la valeur de R2. Ici, Vref est une valeur positive, et la sortie est le Vi + Vref où cela correspond que le circuit de blocage génère la sortie où le Vi aura un décalage vertical vers le haut en prenant Vref comme tension de référence.

Et dans le circuit de serrage négatif, une onde sinusoïdale est appliquée à l'extrémité inverseuse de l'ampli-op à l'aide d'un condensateur et de la résistance. Cela correspond au fait que le signal CA est appliqué à la borne inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Alors que Vref est appliqué à l'extrémité non inverseuse de l'ampli-op.

Le niveau du Vref peut être sélectionné en modifiant la valeur de R2. Ici, Vref est une valeur négative, et la sortie est le Vi + Vref où cela correspond que le circuit de blocage génère la sortie où le Vi aura un décalage vertical vers le bas en prenant Vref comme tension de référence.

Différences entre les tondeuses et les pinces

Cette section explique clairement les différences clés entre les circuits de tondeuse et de pince

Fonctionnalité	Circuit Clipper	Circuit de serrage
Définition des tondeuses et pinces	Le circuit de clipper fonctionne pour délimiter la plage d'amplitude de la tension de sortie	Le circuit de serrage fonctionne pour décaler le niveau de tension CC vers la sortie
Forme d'onde de sortie	La forme de la forme d'onde de sortie peut être changée en rectangulaire, triangulaire et sinusoïdale	La forme d'onde de sortie est la même que la forme d'onde d'entrée appliquée
Niveaux de tension CC	Reste le même	Il y aura un changement dans le niveau DC
Niveaux de tension de sortie	Il est minimal que celui du niveau de tension d'entrée	C'est le multiple du niveau de tension d'entrée
Composant pour le stockage d'énergie	Il n'y a pas besoin de composants supplémentaires pour stocker l'énergie	Il a besoin d'un condensateur pour le stockage de l'énergie
Applications	Utilisé dans plusieurs appareils tels que des récepteurs, des sélecteurs d'amplitude et des émetteurs	Employé dans les systèmes sonar et radar

Applications des tondeuses et pinces

Le applications des tondeuses sommes:

Ils sont fréquemment utilisés pour séparer les signaux de synchronisation des signaux d'image composite.
Les pics de bruit excessifs au-dessus d'un certain niveau peuvent être limités ou écrêtés dans les émetteurs FM en utilisant les clippers de série.
Pour la génération de nouvelles formes d'onde ou la mise en forme de la forme d'onde existante, des écrêteurs sont utilisés.
L'application typique d'un écrêteur de diode est pour la protection des transistors contre les transitoires, comme une diode de roue libre connectée en parallèle à travers la charge inductive.
Un fréquemment utilisé redresseur demi-onde dans les kits d'alimentation est un exemple typique de tondeuse. Il coupe la demi-onde positive ou négative de l'entrée.
Les tondeuses peuvent être utilisées comme limiteurs de tension et sélecteurs d'amplitude.

Le applications des pinces sommes:

“circuit de commande de moteur étoile delta ”

Le circuit émetteur et récepteur complexe de la pince de télévision est utilisé comme un stabilisateur de ligne de base pour définir des sections des signaux de luminance à des niveaux prédéfinis.
Les pinces sont également appelées restaurateurs de courant continu car elles fixent les formes d'onde à un potentiel CC fixe.
Ceux-ci sont fréquemment utilisés dans les équipements de test, les sonars et systèmes radar .
Pour la protection du amplificateurs à partir de grands signaux errants, des pinces sont utilisées.
Des pinces peuvent être utilisées pour éliminer les distorsions
Pour améliorer le temps de récupération de l'overdrive, des pinces sont utilisées.
Les pinces peuvent être utilisées comme doubleurs de tension ou multiplicateurs de tension .

Ce sont toutes les applications détaillées des tondeuses et des pinces.

Les circuits de tondeuses et de pinces sont utilisés pour mouler une forme d'onde à une forme requise et à une plage spécifiée. Les tondeuses et les pinces décrites dans cet article peuvent être conçues à l'aide de diodes. Connais-tu un autre éléments électriques et électroniques avec lequel tondeuses et les pinces peuvent être conçues? Si vous avez compris cet article en profondeur, donnez votre avis et postez vos questions et idées sous forme de commentaires dans la section ci-dessous.