clamping circuit

LOGO

Clamper Circuit Mechatronics Engineering

วงจรปรบระดบสญญาณ

Mechatronics Engineering

วงจรปรบระดบสญญาณ เปนวงจรทมการปรบระดบไฟฟากระแสตรงภายใน จนตดรปคลน 𝑉𝑖 ดานใดดานหนงออกไปรวมกบสญญาณดานตรงขาม แลวแสดง ออกมาเปน 𝑉𝑑𝑐 ของสญญาณ 𝑉𝑜 วงจรนประกอบดวย คาปาซเตอร(C) , ไดโอด และตวตานทาน(R) นอกจากน ยงมแหลงจาย dc อสระ ซงใชในการยกระดบสญญาณ โดยควรเลอกขนาดของ R และ C ใหเหมาะสมกบเวลาคงท ( Time Content : 𝜏 = RC )ซงมคามากพอทจะท าใหมนใจไดวา คาปาซเตอรจะไมคายประจ(Discharge)มากเกนไป(ระหวางชวงไดโอดไมน ากระแส)


ลกษณะการปรบระดบของแคมเปอร แบงได 2 แบบคอ แคลมเปอรแรงดนลบ และแคมเปอรแรงดนบวก 1.วงจรแคมเปอรแบบแรงดนลบ ( Negative Voltage Clamper ) เปนวงจรปรบระดบคลนโดยก าหนดใหรปสญญาณทเอาตพตมระดบเปลยนแปลงไปในยานแรงดนลบ โดยอาศยไดโอดและตวเกบประจ มตวตานทานท าหนาทเปนโหลดของวงจร และสามารถเพมแรงดนเขาไปในวงจร เพอก าหนดระดบการเปลยนแปลงได


2. วงจรแคมเปอรแบบแรงดนบวก ( Positive Voltage Clamper )

เปนวงจรปรบระดบคลนโดยก าหนดใหรปสญญาณทเอาตพตมระดบเปลยนแปลงไปใน ยานแรงดนบวก โดยอาศยไดโอด และตวเกบประจ มตวตานทานท าหนาทเปนโหลดของ วงจร และสามารถเพมแรงดนเขาไปในวงจร เพอก าหนดระดบการเปลยนแปลงได


อปกรณการทดลอง

1. ออสซลโลสโคป 1 เครอง 2. เครองก าเนดสญญาณ 1 เครอง 3. ตวตานทาน 1.2 k 1 ตว 4. ไดโอด เบอร 1N4002 1 ตว 5. แบตเตอร ขนาด 1.5 V 1 กอน 6. ตวเกบประจ 2200 uF / 25V 1 ตว 7. แผนประกอบวงจร และสายประกอบวงจร 1 ชด


การ Simulate ในโปรแกรม Multisim


วดแรงดนเครองก ำเนดสญญำณเทยบกบออสซลโลสโคป กอนท ำกำรทดลอง ได 10 V


ล าดบการทดลอง วงจรท 1

1.ประกอบวงจรแบบแรงดนดานลบ( Negative Clamping Circuit ) โดยตอไดโอดขนานกนกบตวตานทาน และตออนกรมกบตวเกบประจ

ภำพกำรตอวงจรจรง ภำพวงจรจำกโปรแกรม Multisim


2. ปรบเครองก าเนดสญญาณแบบสเหลยม ความถ 1 kHz แรงดน 10 Vp-p ปอนเขาอนพตของวงจร


3. ใชออสซลโลสโคปวดสญญาณเอาทพตของวงจร

สายจากออสซลโลสโคป สายจากเครองก าเนดสญญาณ


ผลจากการทดลอง

ผลของรปสญญาณทไดจากการวดวงจรจรง


ผลจากการ Simulate


เปรยบเทยบผลจากการทดลอง

ผลจำกกำรทดลองจรง ผลจำกกำร Simulate

อำงองผลจำกต ำรำเรยนเชงอดมคต

จากการทดลองจรงกบการ Simulate รปสญญาณทไดออกมาใกลเคยงกบ ทฤษฎในต ารา


การค านวณวงจร เพอเปรยบเทยบดผลทไดจากทดลองกบผลทไดจากการค านวณ มคาใกลเคยงกนหรอไม


ในการพจารณาดานเอาตพตของยาน Positive

Vo = 0 V ในการพจาณาดานเอาตพตของยาน Negative

หลงจาก Vc เกบประจหรอแรงดน เทากบแหลงจาย หรอ Vc = 10 V -Vo + Vc – 10 = 0 Vo = -20 V



1.ประกอบวงจรแบบแรงดนดานบวก ( Positive Voltage Clamper ) โดยตอไดโอดขนานกนกบตวตานทาน และตออนกรมกบตวเกบประจ



2. ใชออสซลโลสโคปวดสญญาณเอาทพตของวงจร

สายจากออสซลโลสโคป สายจากเครองก าเนดสญญาณ


ผลจากการทดลองจรง



การค านวณวงจร

เพอเปรยบเทยบดผลทไดจากทดลองกบผลทไดจากการค านวณ มคาใกลเคยงกนหรอไม


พจารณาดานอนพตของยาน Positive

พจารณาดานอนพตของยาน Negative Vo = 0 V

Vc = 10 V +10 – Vo + 10 = 0 Vo = 20 V



1.ประกอบวงจรคลปเปอร โดยตอแบตเตอร 1.5V อนกรมกบไดโอด โดยขวไฟบวกตอเขาขาแอโนด และตอขนานกบตวตานทาน

ขวไฟบวก ( + ) ขวไฟลบ ( - )



KVL พจารณาดานเอาตพต

-0.7 + 1.5 – Vo = 0 Vo = 0.8 V

ใช KVL พจารณาทดานอนพตของยาน Negative

-10 + Vc – 1.3 + 0.7 = 0 Vc = 10.8 V


ใช KVL พจารณาทดานอนพตของยาน Positive

10.8 + 10 - Vo = 0 Vo = 20.8 V



1.ประกอบวงจรคลปเปอร โดยตอแบตเตอร 1.5V อนกรมกบไดโอด โดยขวไฟบวกของแบตเตอรตอเขาขาแคโทด และตอขนานกบตวตานทาน




KVL พจารณาเอาตพต

0.7 + 1.5 – Vo = 0 Vo = 2.2 V

ใช KVL พจารณาดานอนพตของยาน Positive

10 – 1.5 – 0.7 + Vc = 0 Vc = -7.8 V


ใช KVL พจารณาดานอนพตของยาน Negative

-Vo + (-7.8) – 10 = 0 Vo = -17.8 V





1.ประกอบวงจรคลปเปอร โดยตอแบตเตอร 1.5V ตออนกรมกบไดโอด โดยขวไฟลบของแบตเตอรตอเขาขาแคโทด และตอขนานกบตวตานทาน


KVL พจารณาเอาตพต

0.7 – 1.5 – Vo = 0 ดงนน Vo = -0.8 V


10 + 1.5 – 0.7 + Vc = 0 ดงนน Vc = -10.8 V



-10 – Vo +(-10.8) = 0 ดงนน Vo = -20.8V





1.ประกอบวงจรคลปเปอร โดยตอแบตเตอร 1.5V อนกรมกบไดโอด โดยไฟลบจำกแบตเตอรตอเขำขำแอโนด และตอขนานกบตวตานทาน


ผลจากการทดลองจรง



KVL พจารณาดานเอาตพต

-0.7 – 1.5 – Vo = 0 Vo = -22 V


-10 + 1.5 + 0.7 + Vc = 0 Vc = 7.8 V



10 – Vo + Vc = 0 10 – Vo + 7.8 = 0 ดงนน Vo = 17.8 V


การเปรยบเทยบความแตกตางทง 6 วงจร 1 2

3 4

6 5

ผลจากการทดลองจรง ปรากฏวาผลออกมาตรงกนและใกลเคยงกบทฤษฏจากต าราทอางอง

clamping circuit

Documents

positive voltage

mechatronics

kvl negative

kvl negative

kvl positive

positive

kvl

multisim