SUJETADORES DE VOLTAJE O CAMBIADORES DE NIVEL

 

Si el condensador se encuentra descargado, al aplicar tensión, el se comportará como un corto (oponiéndose al cambio de voltaje). Para que exista conducción, se requiere que la señal inicie su recorrido con un voltaje negativo, esto hará que el condensador se cargue a un voltaje Vmax.

Una red cambiadora de nivel es la que cambia una señal a un nivel de DC diferente. La red debe de tener un capacitor, un diodo y un elemento resistivo, pero también puede usar una fuente de Dc independiente para introducir un cambio de nivel de DC adicional. La longitud de R y de C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo T = RC es lo suficientemente grande para asegurar que el voltaje a través del capacitor no se descarga de manera significativa, durante el intervalo en que el diodo no está conduciendo.

 

 


PRIMERA ETAPA

En esta primera etapa el capacitor se carga con el voltaje de la fuente a través del diodo que al estar polarizado en directo es sustituido por un cortocircuito (mostrado el la figura (c). Esta etapa se encuentra en un rango de 0 < t < T/2 con un voltaje de entrada igual al voltaje de la batería ViN = V


En la figura (a) se muestra una onda cuadrada de entrada. En la figura (b) se ilustra un circuito sujetador (de fijación) donde la salida se fija a cero, es decir, no existe batería, por lo que VB = 0. Si el diodo se encontrara en dirección opuesta al del circuito previo, se fijaría el mínimo en lugar del máximo de salida, en este caso se esta fijando el máximo de salida.

Es importante que la tensión a través del capacitor permanezca aproximadamene constante durante el semiperiodo de la onda de entrada.

SEGUNDA ETAPA

En la segunda etapa el capacitor es cargado con el doble del voltaje de la fuente ya que el diodo se polariza inversamente siendo este sustituido por un circuito abierto, mostrado en la figura (b). Esta etapa se encuentra entre un rango T/2 < t < T con un voltaje de entrada igual a menos dos veces el voltaje de la fuente de acuerdo a la ley de voltaje de Kirchhoft: -V - V - ViN = 0 quedando ViN = - 2V

Una regla práctica de diseño es hacer que la constante de tiempo RC tenga al menos cinco veces la duración del semiperiodo, es decir, t1 - t0 o t2 - t1


 Si la constante de tiempo es muy pequeña, la onda se distorsiona, para reducir ese error se puede incrementar la constante de tiempo, por ejemplo, 10 veces la duración del semiperiodo.

 

Ejemplo de un cambiador de nivel "Clipper's"