클리퍼 회로

1. 클리퍼 회로 • 클리퍼(clipper)는 파형 정형 회로를 말하는데, 클리퍼 회로의 출력은 입력 신호의 한 부분을 잘라 버린 파형을 나타낸다. • 신호를 전송할 때 기준 값보다 높은 부분 또는 낮은 부분 등 원하는 부분만을 전송하기 위해서 사용한다. 그러므로 클리퍼 회로는 리미터(limitter), 진폭 선택회로(amplitude selector), 또는 슬라이서(slicer) 라고도 부른다. • 클리퍼 회로는 다이오드와 저항, 직류전지로 구성된다. 출력 파형은 각종 요소들의 위치를 상호 교환하거나, 전지의 전압을 변화시킴으로서 다른 레벨에서 클리퍼할 수 있다. • 다이오드가 신호 전송회로와 직렬로 연결되어 있으면 직렬 클리퍼라고 부르고, 다이오드가 신호 전송 회로와 병렬로 연결되어 있으면 병렬 클리퍼라고 부른다.

2. 이상적인 클리퍼 회로 • 이상적인 다이오드를 가정 • Vout = Vin (Vin < VR 인 경우) = VR (Vin > VR 인 경우) • 실제로 회로를 구성한 후 오실로스코프로 파형을 관찰하면 차이점 발견 • 클리퍼 레벨이 기준레벨 VR과는 다르다(약간 높다) • 클리퍼 된 부분이 완전한 직선이 아니다 • 클리핑 시작점의 굴곡이 완만하다 • 실제적인 다이오드 • 다이오드 내 PN 접합의 전압강하 : 약 0.7 V • 다이오드의 내부에 저항이 존재

3. 직렬 클리퍼 • 신호전압과 다이오드를 직렬로 연결 • 바이어스 전압에 의해 클리핑 전압이 변화

4. 병렬클리퍼 • 신호전압과 다이오드를 병렬로 연결

5. 슬라이서 회로 • 서로 반대 방향으로 바이어스된 병렬 클리퍼를 연속하여 연결

6. 실험 • 신호원으로는 전원회로의 60Hz 클럭 신호를 사용한다. • 클리퍼 회로에 가하는 전압은 AAM 건전지를 사용한다. • 멀티미터로 건전지의 전압을 관찰한다. • 건전지의 전압이 1.5V 인가? 아니라면 그 이유는? • 이상적인 클리퍼 회로를 구성한 후 파형을 기록하여 이상적인 파형과의 차이를 관찰한다. • 클리핑 전압이 건전지의 전압과 얼만큼의 차이를 보이는가? • 클리핑 모서리의 형상이 각지지 않은 이유는? • 직렬 클리퍼와 병렬 클리퍼의 차이는 무엇인가? • 순방향/역방향 클리퍼 회로와 슬라이서 회로를 구성하여 파형의 변화를 관찰한다.

7. 클램퍼회로 • 클램퍼 회로는 입력파형의 형태는 변화 시키지 않고 입력 파형을 어떤 다른 레벨에 고정(clamp)시키는 회로이다. 클램퍼 회로는 기본적으로 다이오드, 커패시터 및 저항으로 구성되어 있다. • 입력 신호에 의해서 정해지는 한 주기 동안에 커패시터 양단의 전압이 최대값을 유지할 수 있도록 시정수 t = RC가 충분히 커야한다. 즉, R 과 C 값은 출력 파형에 영향을 주므로 입력 신호의 주기보다 훨씬 더 크게 택해야 한다. • 클램퍼 회로에서 주의할 점은 클램퍼 회로의 동작은 항상 다이오드의 순방향 바이어스 인가 시부터 고려해야 한다는 것이다.

8. 여러 가지 클램퍼 회로

9. 실험 • 전원회로의 60Hz 클럭 신호를 입력 신호로 사용한다. t = RC = 0.1 [sec] 으로 맞추어 클램퍼 회로를 구성한다 • 출력 신호를 관찰한다 • 클램퍼 신호는 어떻게 변화하는가 • 신호의 모서리 부분이 왜곡되는 이유는 무엇인가? • 시정수 t = RC = 0.01 [sec] 로 바꾸면 어떤 일이 벌어지는가? • 여러 가지 클램퍼 회로를 구성하여 출력 신호를 관찰하여 본다. • 다이오드 연결 방향과 출력신호 간의 상관관계는? • AAM 건전지를 사용하여 클램퍼 회로에 바이어스를 가하여 본다.