クランプ回路とは?
くらんぷかいろ
クランプ回路とは、電気信号の直流成分(DC レベル)を特定の電圧に固定・調整するための電子回路のことです。
クランプ回路(Clamp Circuit)とは、交流信号の波形の形状を変えずに、その直流電位レベルを任意の基準電圧に「固定(クランプ)」する電子回路です。直流復元回路(DC Restorer)とも呼ばれます。
交流信号はコンデンサを通過すると直流成分(DCオフセット)がカットされてしまいます。クランプ回路は逆にコンデンサと整流ダイオードを組み合わせることで、信号の最大値または最小値を特定の電圧に揃え、直流成分を意図的に付加・調整します。
クランプ回路の動作原理は次の通りです。入力信号がコンデンサに充電される半サイクルでは、ダイオードが順方向バイアスになりコンデンサが充電されます。次の半サイクルではダイオードが逆バイアスとなり、コンデンサの蓄積電荷が直流バイアスとして信号に上乗せされます。これにより出力の最小値(または最大値)が所定の電圧に固定されます。
クランプ回路の代表的な用途には以下があります。
- テレビ受像機のブランキング期間における映像信号の黒レベル固定
- A/Dコンバーター前段での信号レベル調整
- パルス信号の直流復元(リファレンス基準の維持)
- 波形整形や電源回路でのDC成分付加
クランプ回路は信号処理・通信・放送機器において、正確な電圧基準を維持するために広く活用されています。
使い方・例文
アナログ映像(コンポジット信号)の処理回路では、フレームごとに映像信号の黒レベルがずれないようにクランプ回路で一定電圧に固定しています。これにより画面の明暗が安定して再現されます。
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