Vorrei avere dei chiarimenti riguardo il funzionamento dei circuiti
clampers. Come avviene il raddrizzamento? che funzione svolgono il
condensatore, la resistenza e il diodo?
Risponde Volfango Furgani
Clamper è un termine che viene usato al posto dell'italiano fissatore, più
lungo ed anche, per una volta, più brutto. La tensione ai capi del diodo
viene fissata a zero. Cioè il picco positivo della tensione alternata di
ingresso è tenuto fermo a zero e la tensione sinusoidale è quindi tutta
spostata verso i valori negativi. La capacità, invece, ha ai suoi capi una
tensione continua, ed attua la conversione da alternata a continua. La
conversione, non il raddrizzamento, avviene perché il diodo è, tranne un
transitorio iniziale per caricare C, sempre polarizzato inversamente e non
permette la scarica di C. La resistenza non entra nel funzionamento del
clamper, se non per recare danno. Infatti permette al condensatore di
scaricarsi e la conversione da ac a dc non è più perfetta. Tuttavia R
costituisce il carico del circuito e, come tale, ineliminabile. Senza R, il
clamper sarebbe come uno stereo senza casse. A che serve? In realtà qualche
applicazione senza R, o meglio con R molto elevata, esiste. Un voltmetro
analogico in alternata si può ottenere da uno in continua. La tensione
alternata da misurare viene inviata ad un clamper la cui uscita è pari, in
continua, al valore di picco della sinusoide e viene misurata dal voltmetro
dc che presenta, come è noto, una resistenza interna molto elevata. La scala
poi era tarata dividendo il valore misurato per radice di 2 per ottenere il
valore efficace. Dico era perché oggi gran parte dei voltmetri sono
digitali. Ma questa è un'altra storia. Viene tuttora usato, il clamper,
dico, come parte di un duplicatore di tensione per accelerare gli elettroni
in tubo catodico di un apparecchio televisivo con tensioni fino a 20000 V e
correnti assorbite al di sotto del mA.
Il circuito clamper è un fissatore, nel senso che fissa o meglio sposta il punto di riferimento della tensione alternata.
Quindi quando andrai a misurare la tensione di uscita del clamper, non si troverà più la classica alternata che cambia polarità, ma sarà alternata solo positiva o solo negativa.
Il funzionamento è il seguente: quando il primo quarto della semionda incontra il diodo, questo se polarizzato direttamente, farà circolare una corrente attraverso il condensatore che si caricherà fino al picco della semionda.
Misurando la tensione ai capi del diodo avremo una tensione di circa 0,65V, quindi diciamo 0V. Iniziando poi a scendere la tensione della semionda il condensatore rimarrà carico fino a quando essa arriverà a zero.
Inizia così la seconda semionda, che quindi andrà a polarizzare il diodo inversamente.
Questo farà in modo che il condensatore non si scarica, e qui avviene lo spostamento del punto di riferimento della tensione, in quanto grazie al condensatore carico, la tensione di questo si andrà a sommare alla tensione della seconda semionda avendo una tensione uguale a Vu= Vi+Vc. Dove Vc è la tensione del condensatore e Vi è la tensione della seconda semionda, questo processo naturalmente si ripete infinitamente fino a quando viene alimentato il clamper.
Spero di essere stato chiaro. Buon divertimento.