클리퍼와 클램퍼

소개글

클리퍼와 클램퍼에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I. 서론

II. 본론
A. 다이오드 클리퍼
i. 클리퍼란?
ii. 직․병렬 클리핑 회로
a) 직렬 클리핑 회로
b) 병렬 클리핑 회로
iii. 바이어스된 클리핑 회로
a) 바이어스된 병렬 클리핑 회로
b) 2중 바이어스된 병렬 클리핑 회로
B. 다이오드 클램퍼
i. 클램퍼란?
ii. 클램퍼 회로의 동작과 출력
C. 클리퍼 응용
i. 클리퍼 응용
ii. 과도 보호
iii. AM 검출기

III. 결론

IV. 참고사항

본문내용

이에서는 커패시터의 양단전압은 그다지 감소되지 않는다. 따라서 출력전압은 점BC 양단 전압이며 이는 점BA 양단전압과 점 AC 양단전압의 합과 같다.
vo(t) = (-10) + (-5) = -15[V] (2-4)
출력은 0[V]에 클램프되고, 입력신호와 같은 주파수로 반복된다. 입력과 출력의 스윙(swing)전압은 15[V]이고, 모든 클램핑 회로에서 입력전압과 출력전압의 크기는 같다.
< 그림 2-3> 방전 시정수가 입력펄스의 반주기보다 짧을 경우 출력파형
만일 저항의 값을 1[kΩ]으로 하고, 커패시터의 값을 0.01[㎌]으로 바꾸었을 때, 역방향 바이어스시 시정수는
τ2′= R′C′= (1×103)×(0.01×10-6) = 0.01[msec] (2-5)
이다. 이 경우에는 커패시터의 방전시간이 입력펄스의 반주기보다 짧기 때문에 출력파형은 <그림 2-3>과 같이 찌그러지게 된다.
※ 일반적으로 클램핑회로망을 해석할 때 다음 사항들이 도움이 된다.
1. 클램핑회로망의 해석은 다이오드를 순방향 바이어스시키는 입력신호 부분을 고려하는 것으로 시작한다. 이것은 입력신호의 구간을 생략시키는 수도 있지만, 해석에서 불필요한 검토를 하지 않게 한다.
2. 다이오드가 “온”상태인 기간 동안 커패시터는 회로망으로 결정되는 값까지 거의 순간적으로 충전된다고 가정한다.
3. 다이오드가 “오프”상태인 기간 동안 커패시터는 그의 설정된 전압값으로 유지된다고 가정한다.
4. 전체 해석에 걸쳐서 는 해석시 의 적정한 값들이 얻어질 수 있도록 위치와 기준극성을 계속 알고 있어야 한다.
5. 전체 출력의 전체 스윙은 입력신호의 스윙과 같아야 한다는 일반적인 룰을 마음에 간직한다.
C. 클리퍼 응용
i. 클리퍼 응용
클리퍼는 전자회로 시스템에서 폭 넓게 사용되고 있다. 주로 다음과 같은 기능으로 사용된다.
1. 파형 모양 바꾸기
2. 과도 보호 회로
3. 검출
첫 번째 기능인 파형 모양 바꾸기는 위에서 이미 반파 정류기 회로로 알아보았다.
ii. 과도 보호
과도란 극도로 짧은 순간에 일어날 수 있는 갑작스런 전류나 전압 스파이크이다. 전류 써지는 과도의 하나의 형태이다. 과도는 입력이 어떤 제한된 전압이나 전류 값을 요구하는 회로에서 상당한 해를 메울 수 있다. 예를 들어, 많은 디지털 회로는 특정 범위내로 떨어지는 전압만을 다룰 수 있는 입력을 가지고 있다. 이러한 회로에서 특정 범위를 벗어나는 과도 전압이 회로에 생길 수 있다. 클리퍼는 이러한 과도 전압을 회로에서 차단하는데 사용된다.
<그림 1>
<그림 1 (a)>은 이러한 것을 나타낸다. A블록은 입력 전압이 0V에서 +5V사이의 전압만 허용하는 디지털 회로를 표현한다. 클리퍼는 이 범위 밖의 과도 전압을 회로로부터 보호한다. 예를 들어, 그림에서 입력에 과도 전압이 발생했다고 가정하자. 과도는 바이어스 D2에 순방향되고 다이오드는 도통된다. D2가 도통됨으로써 과도는 그라운드되고 입력 회로를 보호할 것이다. 만약 입력의 구형파가 5V이상이 된다면 +5V 전원과 입력사이의 D2는 순방향하여 입력에 5V이상을 허용하지 않을 것이다. 이러한 예는 이상적인 다이오드라 가정한 것이다. 실제의 회로에서는 D2도통될 때 입력은 -0.7V가 되고 D1이 도통될 때 5.7V가 된다. 이것은 다이오드의 VD전압 때문이다. <그림 1 (b)>의 회로는 구형파가 스피커를 구동하는데 사용될 때 회로 B의 출력에 유도되는 과도를 막기위해 클리퍼를 사용한 것이다. 구형파가 스피커의 코일을 구동하는데 사용될 때 코일에 카운트 엠프(count emf)가 생긴다. 이 카운트 엠프는 출력 전압을 +5V에서 0V로 변화할 때 마다 과도가 발생한다. 카운트 엠프의 크기는 원래 신호와 같고 극성이 반대가 될 것이다. 회로 B가 0V로 구동될 때 마다 스피커는 -5V를 계속해서 유지할 것이다. 이러한 -5V 카운트 엠프는 구동회로를 파괴할 것이다. 그러나 다이오드 D1은 스피커 코일에 발생하는 카운트 엠프가 구동회로에 치명적 해가 되기 전에 그라운드로 단락될 것이다.
iii. AM 검출기
다이오드 클리퍼에 대한 다른 응용 회로는 전형적인 AM 수신기에서 볼 수 있다. 클리퍼는 AM 검출기라 불리는 회로의 한 부분이다. 간단한 검출기를 <그림 2>에 나타낸다.
<그림 2>
검출기의 목적은 입력 신호의 첨두치 변화를 표현하는 출력전압을 발생시키는 것이다. 이 출력은 입력 신호의 평균으로 충전되는 커패시터에 의해서 생성된다. <그림 2>에서와 같이 회로의 입력신호는 0V의 평균갑을 가진다. 이것은 각각의 정 첨두치가 부 첨두치와 똑같기 때문이다. 클리핑 다이오드는 입력 파형의 부 부분을 제거함으로써 이러한 문제점을 해결한다. 부 부분의 파형이 제거되고 커패시터는 입력의 변화에 따라 충전 방전하게 된다. 이것에 의해 부하에 입력 첨두치 변화를 재생성한 회로가 발생한다.
III. 결론
이와 같이 클리퍼와 클램퍼에 대해 알아보았다. 간단히 결론을 내리자면 클리퍼는 입력 전압을 일정한 전압 레벨로 자르는 조작을 클리프한다고 하고, 이러한 목적에 쓰이는 회로를 클리퍼라고 하며, 신호를 전송할 때 기준 값보다 높은 부분 또는 낮은 부분 등 원하는 부분만을 전송하기 위해서 사용한다. 클램퍼(clamper)는 교류 신호전압을 일정한 직류레벨로 유지시켜주는 작용, 즉 교류신호에 직류분을 부가하는 작용을 한다. 즉, 입력파형의 모양은 변화시키지 않고 다른 직류레벨에 고정시키는 회로이다는 것을 이 리포트를 작성 하면서 알 수 있었다.
IV. 참고사항
- 로보블럭 정보광장-8051-㉤펄스회로-클리핑 회로
http://www.roboblock.co.kr/info/info1.htm
- stable00의 블로그 정보광장-8051-㉤펄스회로-클리핑 회로
http://www.roboblock.co.kr/info/info1.htm
- 고등학교 산업전자 전자회로 - 클리퍼 http://blog.naver.com/stable00/80015267329
- 알기쉬운 전자회로(복두출판사) 3.5 클리퍼와 클램퍼“ p102～p109
- 전자회로(광문각) 4장 일반적인 다이오드의 응용 p194~196

키워드

클리퍼,   클램퍼,   Clipper,   Clamper