หน่วยที่ 5 แคลมเปอร์Qr

หนว่ ยท่ี 5แคลมเปอร์จัดทาโดย ครูปราณทิพย์ ชนวรี ์จารณุ ฐั

วชิ า วงจรพัลส์และสวติ ชิง 2105-2006หน่วยที่ 5 แคลมเปอร์สาระการเรยี นรู้ 1. วงจรแคลมเปอร์ 2. วงจรแคลมเปอรแ์ รงดันดา้ นลบ 3. วงจรแคลมเปอรแ์ รงดนั ดา้ นบวก 4. วงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมไี บแอสจดุ ประสงค์การเรียนรู้ จดุ ประสงคท์ ั่วไป 1. เพ่ือให้นักเรียนมีความรู้ ความเขา้ ใจ เกย่ี วกบั วงจรแคลมเปอร์แบบต่าง ๆ 2. เพือ่ ให้มกี จิ นิสยั ในการพฒั นาคณุ ธรรม จรยิ ธรรมหน่วยที่ 5 แคลมเปอร์ 1-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวติ ชงิ 2105-2006จุดประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม1. บอกความหมายของวงจรแคลมเปอร์ได้2. อธิบายการทางานของวงจรแคลมเปอร์แรงดันดา้ นลบได้3. อธบิ ายการทางานของวงจรแคลมเปอรแ์ รงดันดา้ นบวกได้4. อธิบายการทางานของวงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมไี บแอสตรงได้5. อธิบายการทางานของวงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมไี บแอสกลบั ได้6. มกี ารพัฒนาคุณธรรม จริยธรรม และคุณลักษณะอันพงึ ประสงค์ท่ีผ้สู อน สามารถสังเกตเห็นได้ในด้านมนุษยสมั พันธ์ มีวินัยใช้วสั ดุอุปกรณ์ ความ รับผิดชอบ ตรงต่อเวลาละเอียดรอบคอบ มีความกระตือรอื ร้นในการทางาน เช่อื มัน่ ในตนเอง ซื่อสตั ย์สุจรติ สนใจใฝร่ ู้ รักสามัคคีหนว่ ยท่ี 5 แคลมเปอร์ 2-18

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20065.1 วงจรแคลมเปอร์ วงจรแคลมเปอร์ (Clamper Circuit) จะทาหน้าที่ปรับเปลี่ยนระดับสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ โดยการเพ่ิมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ ทาให้มีระดับเปล่ียนแปลงไป โดยท่ีขนาดของแรงดัน ความถี่ และเฟสของสัญญาณไม่มกี ารเปลย่ี นแปลง น่นั ก็คอื ยังคงมีรปู ร่างเหมอื นเดมิ ไมเ่ ปลี่ยนแปลงหนว่ ยที่ 5 แคลมเปอร์ 3-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวิตชงิ 2105-2006 หลักการทางาน Positive Vout Clamper Vin 0 Negaitve 00t Clamper Vin t0 t t Vout รูป การทางานวงจรแคลมเปอร์หนว่ ยท่ี 5 แคลมเปอร์ 4-18

วชิ า วงจรพลั ส์ และ สวิตชงิ 2105-2006 วงจรแคลมเปอรแ์ บง่ ได้เปน็ 2 แบบ Vin Vout Positive 0 t Clamper 0tรปู วงจรแคลมเปอรแ์ รงดนั ดา้ นบวก (Positive Voltage Clamper Circuit) Vin t 0 Negaitve 0 t Clamper Voutรูป วงจรแคลมเปอรแ์ รงดนั ดา้ นลบ (Negative Voltage Clamper Circuit)หนว่ ยท่ี 5 แคลมเปอร์ 5-18

วชิ า วงจรพัลส์ และ สวิตชงิ 2105-20062. วงจรแคลมเปอร์แรงดนั ด้านลบ วงจรแคลมเปอร์แรงดันด้านลบ เป็นวงจรปรับระดับรูปคล่ืนทางเอาต์พุตให้มีระดับสัญญาณเปลี่ยนแปลงไปทางด้านแรงดันลบ โดยมีตัวเก็บประจุทาหน้าที่เก็บและคายประจแุ รงดันในวงจร ตัวไดโอดทาหน้าท่เี ปน็ สวิตชป์ ิดและเปิดวงจร Vinรูป วงจรแคลมเปอรแ์ รงดันด้านลบ +5V C Vin 0 t -5V Vin D R Vout 0 t 10Vp-p Vout -5V -10Vหนว่ ยที่ 5 แคลมเปอร์ 6-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวติ ชงิ 2105-2006 + VC=Vin=5V ชว่ งที่สัญญาณ Vin คลื่นพลั สซ์ ีกบวก +- R Vout= 0 V ป้อนเข้ามาตัว D ไดร้ ับไบแอสตรงVin 5V - C เปรียบเสมอื นสวติ ชป์ ิดวงจร “ON” D ONการทางานของวงจรขณะท่ไี ดโอดไดร้ ับไบแอสตรงชว่ งทีส่ ัญญาณ Vin คลื่นพลั สซ์ กี ลบ Vc=5Vปอ้ นเข้ามาตัว D ได้รบั ไบแอสกลบั -+เปรียบเสมอื นสวติ ชเ์ ปดิ วงจร “OFF” C D OFF Vin 5V +R Vout = (-10V) + - - การทางานของวงจรขณะทไี่ ดโอดได้รับไบแอสกลบัหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 7-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวิตชิง 2105-20063. วงจรแคลมเปอร์แรงดนั ดา้ นบวก วงจรแคลมเปอร์แรงดันด้านบวก (Positive Voltage ClamperCircuit) เป็นวงจรปรับระดับรูปคล่ืนทางเอาต์พุตให้มีระดับสัญญาณเปลี่ยนแปลงไปทางแรงดันด้านบวก วงจรประกอบด้วย ตัวเกบ็ ประจุ (C) ไดโอด (D) และตัวตา้ นทาน (R) +5V C Vin 0 t -5V Vin D R Vout +10V 10Vp-p Vout +5V 0t รูป วงจรแคลมเปอรแ์ รงดนั ดา้ นบวกหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 8-18

วชิ า วงจรพัลส์ และ สวติ ชงิ 2105-2006 การทางานของวงจรขณะทีไ่ ดโอดไดร้ ับไบแอสตรงชว่ งท่ีสญั ญาณ Vin คลน่ื พลั สซ์ ีกลบ - VC=Vin=5V R Vout = 0 Vปอ้ นเข้ามา Dได้รับไบแอสตรงเปรยี บ -+เสมอื นสวิตชป์ ิดวงจร “ON” Vin 5V + C D ON Vc= 5V ในชว่ งทสี่ ญั ญาณ Vin คล่ืนพัลส์ซกี บวก -+ ปอ้ นเข้ามา D ได้รบั ไบแอสกลับ R Vout = +10V เปรยี บเสมือนสวติ ชเ์ ปดิ วงจร “OFF” CVin 5V- D OFF +การทางานของวงจรขณะทไี่ ดโอดไดร้ บั ไบแอสกลับหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 9-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวติ ชงิ 2105-2006 4. วงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมไี บอสั วงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมีไบแอส (Biased Clamper Circuit) คือการนาเอาแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่อไบแอสให้กับตัวไดโอด เพ่ือช่วยปรับระดับแรงดันเอาต์พุตให้อยู่ในระดับแรงดันตามต้องการที่ไม่ใช่ระดับศูนย์ ซ่ึงแรงดันเอาต์พุตที่ได้จะมีระดับต่าสุดเท่ากับค่าของแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงทต่ี ่อไบแอสใหก้ บั ไดโอด แบ่งได้เปน็ 2 แบบคือ  วงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมีไบแอสยกระดับสญั ญาณทางด้านบวก  วงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมีไบแอสยกระดับสัญญาณทางดา้ นลบหนว่ ยที่ 5 แคลมเปอร์ 10-18

วชิ า วงจรพลั ส์ และ สวติ ชงิ 2105-2006รูป วงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมีไบแอสยกระดับสัญญาณทางดา้ นบวก C +5V Vin 0 -5V t Vin - D R Vout t 10Vp-p + VB (10V+3V) Vin +5V +3V 0วงจรประกอบด้วยตวั เกบ็ ประจุ (C) ไดโอด (D) และตัวต้านทาน (R)หน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 11-18

วชิ า วงจรพัลส์ และ สวิตชงิ 2105-2006 VC= (5 V + 3V) -++5V CVin 0 D ON -5V t Vin 5V - ++ R Vout = 3V - VB 3V รปู การทางานของวงจรขณะที่ไดโอดไดร้ บั ไบแอสตรง การทางานของวงจรขณะทไี่ ดโอดไดร้ ับไบแอสตรงในชว่ งท่ีสัญญาณ Vin คลน่ื พัลสซ์ กี ลบปอ้ นเข้า Dหน่วยที่ 5 แคลมเปอร์ 12-18

วชิ า วงจรพลั ส์ และ สวติ ชิง 2105-2006+5V t Vin 5V -Vc= (5V+5V) R Vout = (10V+3V)Vin 0 +- +- -5V + C D OFF VB 3 V รูป การทางานของวงจรขณะทไ่ี ดโอดได้รับไบแอสกลบัการทางานของวงจรขณะที่ไดโอดไดร้ ับไบแอสกลับ ในชว่ งท่สี ัญญาณVin คล่นื พลั สซ์ ีกบวกป้อนเข้ามา Dหนว่ ยท่ี 5 แคลมเปอร์ 13-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวิตชงิ 2105-2006รปู วงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมีไบแอสยกระดบั สัญญาณทางดา้ นลบ C +5V Vin 0 -5V t Vin + D R Vout t 10Vp-p - VB (10V-3V) Vin 5V 0 -3Vวงจรแคลมเปอรแ์ บบไดโอดมีไบแอสยกระดับสัญญาณทางดา้ นลบตอ่ แหลง่ จา่ ยแรงดันไฟฟา้ กระแสตรง VB เป็นไบแอสตรงให้ Dหนว่ ยที่ 5 แคลมเปอร์ 14-18

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006+5V t Vin 5V +Vc= (5V - 3V) R Vout = -3VVin 0 -+ -+ -5V - C D ON VB 3 V รูป การทางานของวงจรขณะท่ไี ดโอดได้รบั ไบแอสกลับการทางานของวงจรขณะทไี่ ดโอดไดร้ บั ไบแอสกลับ ในช่วงทสี่ ญั ญาณVin คลื่นพัลส์ซกี บวกป้อนเข้ามา Dหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 15-18

วชิ า วงจรพัลส์ และ สวติ ชิง 2105-2006 Vc=(5 V+5 V) +-+5V C OFFVin 0 D -5V t Vin 5V + - R Vout = (10V - 3V) - VB 3V + รูป การทางานของวงจรขณะทีไ่ ดโอดได้รบั ไบแอสตรงการทางานของวงจรขณะทีไ่ ดโอดไดร้ บั ไบแอสตรงในช่วงท่สี ญั ญาณVin คลน่ื ไซนซ์ กี ลบป้อนเขา้ Dหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 16-18

วิชา วงจรพัลส์ และ สวิตชงิ 2105-2006สรปุ วงจรแคลมเปอร์เป็นวงจร ทาหน้าที่ ปรับเปลี่ยนระดับของสัญญาณไฟสลับ ให้มีระดับและตาแหน่งถูกต้องตามต้องการ โดยที่รูปสัญญาณไม่เปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ท่ีใช้ในวงจรประกอบด้วย ไดโอด ตัวเก็บประจุ และตัวต้านทาน ลักษณะการปรบั ระดับของวงจรแคลมเปอร์แบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ วงจรแคลมเปอร์แรงดันดา้ นบวก และวงจรแคลมเปอรแ์ รงดันด้านลบ วงจรแคลมเปอร์แรงดันด้านลบ เป็นวงจรปรับระดับสัญญาณที่ส่งออกเอาต์พุตมีระดับสัญญาณเปล่ียนแปลงไปในย่านแรงดันไฟลบ วงจรแคลมเปอร์แรงดันด้านบวก เป็นวงจรปรับระดับสัญญาณท่ีส่งออกเอาต์พุตมีระดับสัญญาณเปล่ยี นแปลงไปในย่านแรงดันไฟบวกหน่วยท่ี 5 แคลมเปอร์ 17-18

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวติ ชิง 2105-2006 วงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมีไบแอส เมื่อนาเอาแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่อไบแอสให้กับไดโอด แหล่งจ่ายไฟฟ้าจะเป็นตัวกาหนดการยกระดับสัญญาณ ซ่ึงระดับสญั ญาณต่าสดุ จะมีค่าเทา่ กับค่าแรงดนั ของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงท่ีตอ่ ไบแอสใหก้ บั ไดโอด แบ่งได้เป็น 2 แบบคือ วงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมีไบแอสยกระดับสัญญาณทางบวก และวงจรแคลมเปอร์แบบไดโอดมีไบแอสยกระดบั สัญญาณทางลบ วงจรแคลมเปอรส์ ามารถนาไปประยุกต์ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ คือ วงจรทวคี ูณแรงดนั แบบต่าง ๆหนว่ ยท่ี 5 แคลมเปอร์ 18-18