دیود شپر (Clamper Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود شپر (Clamper Diode) :
دیود شپر (Clamper Diode) یک دیود است که در مدارات شپر (Clamper Circuits) برای افزودن یک سطح DC (DC Level) به یک سیگنال AC استفاده می شود، بدون اینکه شکل موج سیگنال تغییر کند. مدار شپر (یا DC Restorer) سطح سیگنال را به بالا یا پایین جابجا می کند. دیود به همراه یک خازن و گاهی یک منبع ولتاژ DC این کار را انجام می دهد.
مکانیزم کار: یک مدار شپر ساده از یک خازن، یک دیود و یک مقاومت تشکیل شده است. سیگنال ورودی AC به خازن اعمال می شود. دیود اجازه می دهد خازن در یک نیم سیکل (مثبت یا منفی) تا پیک سیگنال شارژ شود. در نیم سیکل بعدی، دیود قطع است و خازن به آرامی از طریق مقاومت تخلیه می شود، اما به دلیل ثابت زمانی بزرگ RC، ولتاژ خازن تقریبا ثابت می ماند. این ولتاژ DC ذخیره شده در خازن با سیگنال ورودی جمع شده و سطح آن را جابجا می کند.
دو نوع اصلی مدار شپر وجود دارد:
شپر مثبت (Positive Clamper): سیگنال را به سمت مثبت جابجا می کند (کمترین ولتاژ را به صفر می رساند).
شپر منفی (Negative Clamper): سیگنال را به سمت منفی جابجا می کند (بیشترین ولتاژ را به صفر می رساند).
پارامترهای مهم برای دیود شپر:
سرعت سوئیچینگ: دیود باید بتواند در فرکانس سیگنال به سرعت سوئیچ کند.
ولتاژ آستانه (V_F): هرچه کمتر باشد، خطای DC ایجاد شده کمتر است. دیودهای شاتکی با V_F پایین گزینه خوبی هستند.
جریان نشتی (I_R): باید کم باشد تا خازن به سرعت تخلیه نشود.
کاربرد اصلی دیود شپر در بازیابی سطح DC سیگنال ویدئویی در تلویزیون های قدیمی (DC Restoration) بود. همچنین در مدارات کلمپ (Clamping) برای محافظت از ورودی ها، در مولدهای موج (Waveform Generators)، و در برخی مدارات مخابراتی استفاده می شود.
انتخاب دیود برای مدار شپر به فرکانس سیگنال و دامنه آن بستگی دارد. برای فرکانس های پایین، دیودهای معمولی سیگنال (مانند 1N4148) کافی هستند. برای فرکانس های بالا، از دیودهای شاتکی سریع استفاده می شود.
در نهایت، دیود شپر یک عنصر کلیدی در مدارات شکل دهی موج است و با جابجایی سطح DC سیگنال، کاربردهای مهمی در پردازش سیگنال دارد.
