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"
