Главная Импульсный режим работы



выходное напряжение пропорционально входному напряжению, если оно не выходит за пределы уровней ограничения, т. е.

Ивых/С*«вх при t/orpl<«BX<f/orp2, ФЛ)

где К* - const - коэффициент передачи ограничителя; вне этих пределов выходное напрялсение ограничителя должно оставаться постоянным:

«Bbix = /<*f/orp2=f/orp2 при Mjjx>t/orp2; (9.2)

Ивых= к* огр 1 = fJorp 1 при < t/orp 1- (9.2а)

Напряжения t/orp2 и t/orpi определяют соответственно верхний и нижний уровни ограничения по выходу ограничителя, которые в общем случае не равны уровням t/orp2 и Uorp 1 по входу ограничителя.

2. Часто верхний (или нижний) уровень ограничения настолько велик, что в пределах величин действующих сигналов он не оказывает влияния на работу ограничителя. Такой ограничитель называется односторонним. На рис. I, б, в изображены амплитудные характеристики и сигналы на выходе односторонних ограничителей (при = = Bxmsiri со). Соответствующий рис. 1, б ограничитель называется ограничителем СВЕРХУ, а соответствующий рис. 1, в - ограничителем СНИЗУ. В первом случае можно полагать Uorp i = - о«> и t/orp 2= огр. а во втором случае, наоборот, Uorp 2 = оо и Uorpi = огр- Вследствие большей простоты устройства односторонних ограничителей они применяются также при осуществлении двухстороннего ограничения сигналов; в этом случае применяется комбинация из двух односторонних ограничителей (СВЕРХУ и СНИЗУ).

3. Реальные характеристики ограничителей отличаются от указанных на рис. 1: при работе в режиме ограничения величина выходного сигнала не вполне постоянна и несколько отличается от уровня ограничения; в линейном режиме работы коэффициент передачи К* не вполне постоянен. Техническими требованиями к ограничителю определяются уровни ограничения и нужное качество (четкость) ограничения, т. е. допустимое отклонение реальных характеристик ограничителя от идеальных. Часто желательно иметь возможно больший коэффициент передачи К*.

4. Наиболее широкое применение нашли ограничители, использующие в качестве нелинейных элементов полу-



проводниковые диоды (диодные ограничители). Такие ограничители наиболее просты, надежны в работе и обеспечивают хорошее качество ограничения. Однако у диодных ограничителей коэффициент передачи К* < 1.

Ограничители с нелинейным элементом в виде транзистора позволяют осуш,ествлять двухстороннее ограничение и одновременно производить усиление сигналов; поэтому они называются усилителями-ограничителями. При применении в таких устройствах обратных связей удастся повысить качество ограничения [106]. Однако транзисторные ограничители более сложны и менее надежны в работе. Поэтому они применяются в основном в схемах двухстороннего ограничения, если диодные ограничители не позволяют получить нужное качество ограничения.

В качестве нелинейных элементов ограничителей иногда используются индуктивные катушки или трансформаторы с ферритовыми сердечниками, работающими в режиме насыщения (см. §9.3).

Б. ДИОДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ДИОДА

5. Принцип построения таких схем основан на ключевых свойствах диода: в отпертом состоянии он осуществляет приключение нагрузочного элемента к источнику входных сигналов, а в запертом состоянии - отключает нагрузку от источника. Схема ограничителя совпадает со схемой

ч

"вых

forp

[

Ограничение

СНИЗУ


uj = ей -fогр

Ограничение СВЕРХУ б)

Рис. 2.

диодного ключа (см. рис. 8.48, а), где = би - источник входных сигналов, а Ry = Ra - его внутреннее сопротивление. Согласно изложенному в §8.5, п. 2, эта схема преобразуется к виду, показанному на рис. 2, а (см. рис. 8.48, б).



где сопротивление R учитывает сопротивление нагрузки, а постоянное напряжение £огр служит для установки нужного уровня ограничения. Связь между параметрами исходной схемы и преобразованной схемы выражается формулами (8.106) и (8.107).

Режим работы данной схемы меняется, когда напряжение на диоде переходит через точку Мд=0 (где ток диода /д = 6). Поэтому уровень ограничения в данной схеме (одинаковый по входу и выходу)

orp = t/orp = Eorp. (9.3)

Действительно, если > огр (рис. 2, а), то Мд > 0. Пренебрегая в этом случае небольшими падениями напряжения на диоде и на сопротивлении получим Мвых = e„, что соответствует линейному режиму работы схемы. Если же еи<£о1р, то Ид<0, и диод заперт; пренебрегая током запертого диода, получим иых Едгр-

Следовательно,

данная схема служит для ограничения сигналов СНИЗУ (см. рис. 1, в). Для ограничения СВЕРХУ следует изменить направление включения диода (независимо от полярности Еогр)- Этому соответствует приведенная на рис. 2, б схема. Здесь также справедливы равенства (3), и также режим ограничения получается при запертом диоде, но в отличие от схемы рис. 2, а здесь Мд = Ёогр - ш-

6. Амплитудная характеристика ограничителя. Будем исходить из кусочно-линейной аппроксимации характеристики диода (см. рис. 8.49). В соответствии с этим сопротивление диода Rji = при Мд > О и /?д = /?д при Мд < 0. Учитывая положительные направления отсчета напряжений (рис. 2, а, б), можно записать (для любой из схем)

р I R (и-огр) Rvi-\-{КшЛ-Rr) Eqyp (Q л\

«вых-£огр+ jRi R + R+R •

Для сокращения записи обозначим:

R+=Rt+R;R=R + R>R+. (9.5)

Используя выражения (4) и (5), представим выходное напряжение в режиме ограничения (/?д = /?д) в виде

огр I р f R \ 1 R

l + R/R 1+R-/R \ R- j • R-

(9.6)

где принято во внимание, что RlR" С 1. ,



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [73] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0208