Circuitos Clampers — Restauradores de CC para Vídeo Composto

Clampers, ou restauradores de CC, são dispositivos simples mas poderosos que deslocam o pico de uma forma de onda para um nível CC predeterminado. A topologia típica consiste em um capacitor em série com um diodo e uma referência CC. Quando o sinal de entrada excede a carga armazenada no capacitor, o diodo conduz, limitando o pico ao nível desejado. Remover o diodo transforma a rede em um capacitor de acoplamento simples sem ação de clamping.

O que é Tensão de Clamp?

Tensão de clamp é o valor CC ao qual o pico de uma forma de onda é limitado. Em um clampers padrão com diodo de silício, o clamp prático é a queda direta do diodo (≈0,7 V) acima ou abaixo da referência. Por exemplo, com referência 0 V o pico positivo é limitado em +0,7 V.

Como um Clamper Opera

Considere uma fonte senoidal de 5 V pico (V(4)) alimentando um clamper como mostrado na Figura (a). Durante o primeiro meio-ciclo positivo o diodo conduz, carregando o capacitor de modo que seu nó esquerdo sobe para +5 V (≈+4,3 V após queda do diodo). O nó direito então fica em –5 V relativo ao terra. Quando a tensão da fonte novamente sobe acima da tensão armazenada no capacitor, o diodo conduz novamente, mantendo o pico positivo da saída sem exceder 0 V. O pico negativo, no entanto, oscila para –5 V, então a forma de onda é efetivamente deslocada para cima por 5 V.

Variantes:

• Figura (b): Diodo invertido — pico negativo limitado a 0 V.
• Figura (c): Diodo ligado a referência de 5 V — pico negativo limitado a 5 V (≈4,3 V com queda do diodo).

Modelo SPICE para as três configurações:

 *SPICE 03443.eps V1 6 0 5 D1 6 3 diode C1 4 3 1000p D2 0 2 diode C2 4 2 1000p C3 4 1 1000p D3 1 0 diode V2 4 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.01m 5m .end 

Explicação dos nós: V(4) é a fonte de 5 V pico; V(1) é a saída da Figura (a); V(1,4) é a tensão CC no capacitor na Figura (a); V(2) é a saída da Figura (b); V(3) é a saída da Figura (c).

Mudar a referência CC (ex: de 5 V para 10 V) simplesmente eleva o nível limitado; a amplitude da forma de onda permanece inalterada. Aumentar a amplitude da onda senoidal (de 5 V para 7 V) aumenta a amplitude da saída mas o pico limitado permanece na referência.

Circuitos Clampers como Restauradores de CC

Em sistemas de vídeo composto (NTSC), pulsos de sincronismo devem permanecer em nível de modulação fixo de 100% independentemente do brilho da imagem. Um clamper, atuando como restaurador de CC, limita o topo dos pulsos de sincronismo a uma tensão de referência que representa modulação total, prevenindo deriva causada por conteúdo de vídeo variável.

Pontos-chave:

• Um capacitor de acoplamento sozinho produz sinal centrado em seu nível CC médio (geralmente 0 V).
• Um clamper adiciona referência CC e diodo, limitando um pico e deslocando a forma de onda.
• Aplicações comuns incluem restaurar níveis de sincronismo em vídeo composto.

Planilha relacionada: Planilha de Circuitos Limitadores e Clampers