아래 그림의 회로는 클램퍼 또는 DC 복원기 라고 합니다 . 해당 넷리스트도 아래 그림에 나와 있습니다. 이 회로는 평균 DC 레벨(일반적으로 0V)을 중심으로 변동하는 용량성 결합 신호와 비교하여 파형의 피크를 특정 DC 레벨로 고정합니다. 다이오드를 클램퍼에서 제거하면 기본 설정은 간단한 결합 커패시터로 바뀌므로 클램핑이 적용되지 않습니다.
클램프 전압이란 무엇입니까?
클램프 전압이란 무엇입니까? 그리고 어떤 피크가 클램프되는 것입니까? 아래 그림 (a)에서 다이오드 전압 강하를 무시하면 클램프 전압은 0V입니다. (더 정확히는 Si 다이오드 전압 강하를 고려하면 0.7V입니다.)
클램퍼 회로 동작 분석
아래 그림에서 V(1)의 양의 피크는 0V(0.7V) 클램프 레벨로 고정됩니다. 그 이유는 무엇일까요? 첫 번째 양의 반주기에서 다이오드가 커패시터 왼쪽 끝을 +5V(4.3V)까지 충전하기 때문입니다. 이는 V(1,4)의 오른쪽 끝에서 -5V(-4.3V)가 되었기 때문입니다.
아래 그림 (a)에서 커패시터에 표시된 극성에 주의하세요. 커패시터의 오른쪽 끝은 접지에 대해 -5V DC(-4.3V)입니다. 또한 소스 V(4)에서 노드 1로 연결된 AC 5V 피크 사인파가 있습니다. 두 가지의 합은 -5V DC(-4.3V) 레벨을 타고 있는 5V 피크 사인입니다. 다이오드는 피크 V(4)가 커패시터의 전하를 초과하는 경우에만 소스 V(4)의 연속적인 양의 진폭에서 전도됩니다. 이것은 표시되지 않은 부하로 인해 커패시터의 전하가 방전된 경우에만 발생합니다. 커패시터의 전하는 V(4)의 양의 피크와 같습니다(0.7 다이오드 강하 감소). 음의 끝인 오른쪽 끝을 타고 있는 AC는 아래로 이동합니다. 다이오드가 양의 피크에서 전도하기 때문에 파형의 양의 피크는 0V(0.7V)로 고정됩니다.

클램퍼: (a) 양의 피크는 0V로 클램핑됩니다. (b) 음의 피크는 0V로 클램핑됩니다. (c) 음의 피크는 5V로 클램핑됩니다.
V(4) 소스 전압 5V 피크는 모든 클램퍼에 사용됩니다. V(1)은 위 그림(a)의 클램퍼 출력입니다. V(1,4)는 그림(a)의 커패시터에 있는 DC 전압입니다. V(2)는 그림(b)의 클램퍼 출력입니다. V(3)은 그림(c)의 클램퍼 출력입니다.
위 그림 (b)처럼 다이오드의 극성이 반전되었다고 가정해 봅시다. 다이오드는 소스 V(4)의 음극 피크에서 도통합니다. 음극 피크는 0V(-0.7V)로 고정됩니다. 위 그림의 V(2)를 참조하십시오.
클램퍼의 가장 일반적인 구현은 위 그림 (c)에 나와 있으며, 다이오드는 DC 기준 전압에 연결되어 있습니다. 커패시터는 소스의 음극 피크 동안에도 계속 충전됩니다. AC 소스와 DC 기준 전압의 극성은 직렬로 연결되어 있습니다. 따라서 커패시터는 두 전압의 합인 10V DC(9.3V)로 충전됩니다. 커패시터에 5V 피크 사인파를 연결하면 위 그림과 같이 커패시터의 전하와 사인파의 합인 V(3)이 생성됩니다. 음극 피크는 DC 클램프 기준 전압(다이오드 전압 강하 감소)인 5V DC(4.3V)로 클램프되는 것처럼 보입니다.
DC 클램프 기준 전압을 5V에서 10V로 변경하면 파형을 설명하십시오. 클램프된 파형은 위로 이동합니다. 음의 피크는 10V로 클램프됩니다(9.3). 사인파 소스의 진폭이 5V에서 7V로 증가한다고 가정해 보겠습니다. 음의 피크 클램프 레벨은 변하지 않습니다. 하지만 사인파 출력의 진폭은 증가합니다.
DC 복원기로서의 클램퍼 회로
클램퍼 회로는 텔레비전 송신기와 수신기 모두의 "복합 비디오" 회로에서 "DC 복원기"로 사용됩니다. NTSC(미국 비디오 표준) 비디오 신호의 "화이트 레벨"은 최소(12.5%) 전송 전력에 해당합니다. 비디오 "블랙 레벨"은 높은 레벨(송신기 전력의 75%)에 해당합니다. 동기화 신호에 할당된 100% 전송 전력에 해당하는 "블랙보다 더 어두운 레벨"이 있습니다. NTSC 신호는 비디오 펄스와 동기화 펄스를 모두 포함합니다.
복합 비디오의 문제점은 평균 DC 레벨이 장면에 따라, 즉 어두울 때와 밝을 때 변한다는 것입니다. 비디오 자체는 변해야 합니다. 그러나 동기 신호는 항상 100%로 정점을 이루어야 합니다. 장면 변화에 따라 동기 신호가 변동하는 것을 방지하기 위해 "DC 복원기"가 동기 펄스의 최고값을 송신기 변조도 100%에 해당하는 전압으로 고정합니다. [ATCO]
검토:
- 용량성 결합 신호는 평균 DC 레벨(0V)을 중심으로 번갈아 나타납니다.
- 클램퍼 출력 신호는 하나의 피크가 DC 전압으로 클램핑된 것처럼 보입니다. 예: 음의 피크가 0VDC로 클램핑되면 파형이 위쪽으로 이동하는 것처럼 보입니다. 다이오드의 극성에 따라 클램핑되는 피크가 결정됩니다.
- 클램퍼 또는 DC 복원기의 응용 분야는 복합 비디오의 동기 펄스를 송신기 전력의 100%에 해당하는 전압으로 클램핑하는 것입니다.