Главная Импульсный режим работы



На рис. 5 изображены схемы ограничителей СВЕРХУ и СНИЗУ. Здесь источник напряжения Яогр = const служит для установки уровня ограничения. - сопротивление нагрузки. Сопротивление Rorp значительной величины (учитывающее внутреннее сопротивление источника входных сигналов) играет принципиальную роль в данной схеме. Действительно, при Rorp - о выполняется равенство иых = Ывх. т. е. входные сигналы проходят к выходу без ограничения. Согласно принципу работы данных схем режим ограничения имеет место при отпертом диоде («д > 0), а линейный режим - при запертом диоде («д < 0). В схеме,

Rorp

forp

СВЕРХУ

Рис. 5.

Приведенной на рис. 5, а, неравенство «д > О выполняется при Ывых>огр; следовательно, эта схема служит для ограничения СВЕРХУ, В другой схеме (рис. 5, б) осуществляется ограничение СНИЗУ, так как здесь неравенство

Ыд > О выполняется при Ывых < огр-

В рассматриваемом типе ограничителя уровень ограничения по выходу (Uorp) не равен уровню ограничения по входу (Uorp)- Действительно, из изложенного выше следует, что (/огр =jEoip- Пусть выполняется равенство «вых - Оогр. Тогда ток диода гд = О, но через сопротивление R протекает ток гн = UorpiRa- Этот же ток протекает через сопротивление Rorp, создавая на нем падение напряжения iRorp- Следовательно, Uorp = огр + uRorp, откуда

Uo,,=Eorp, orp=£orp(l-+)- (9.18)

12. Основные соотношения. В режиме ограничения (рис. 5, а)*

"вых = «i.x = /?огр + . (9.19)

*> Формулы впп. 12-14 относятся к ограничителю СВЕРХУ.



где индексом плюс отмечается, что напряжения й токи сугносятся к отпертому диоду. Если пренебречь небольшим напряжением и, то можно принять иик огр-Разность напряжений utx- ит utx - огр падает на сопротивлении R, через которое протекает ТОк и небольшой ток нагрузки. Следовательно,

и+-£огр Rorp + (9-20)

Отсюда видно, что с увеличением сопротивления Rorp уменьшается ток диода; соответственно уменьшается и напряжение на диоде и, как это следует из формулы (19), уменьшается искажаюш,ее влияние напряжения на четкость ограничения.

В линейном режиме работы диод заперт, и коэффициент передачи

/С* = -(921)

"вх огр + н

где индексом «минус» отмечается, что токи и напряжения относятся к режиму запертого диода Формула (21) справедлива, если обратный ток диода мал сравнительно с током, протекающим через R, т. е. при

Из формулы (21) видно, что для повышения коэффициента передачи желательно выполнение неравенства Rorp < -Rh-

Таким образом, эффективность работы ограничителя в амплитудном отношении (для чего Rprp должно бытьма-ло) находится в противоречии с четкостью ограничения (для чего Rorp должно быть велико).

13. Выбор параметров ограничителя часто производится при заданных величинах Еогр. Rh и наибольшего допустимого напряжения на диоде в режиме ограничения (оно согласно формуле (19) определяет нечеткость ограничения). Напряжение получается при наибольшем-входном сигнале Ыв max. Определив из характеристики диода (для низшей рабочей температуры) ток диода /д при напряжении (/д, из формулы (20) находим сопротивление

Ь тах~-огр .п. оо\



RoTD= = 3 кОм.

Из этой формулы видно, что предпочтение должно быть отдано диоду, обладающему высокой проводимостью; в этом случае получается меньшая величина сопротивления /?огр и, следовательно, более высокий коэффициент передачи в линейном режиме работы. Что же касается неравенства (22), то оно обычно выполняется достаточно сильно даже при наивысшей рабочей температуре и входном сигнале иёх \ max-

14. Пример. Пусть ограничитель (рис. 5, а) должен работать в диапазоне температур от -60 до +60° С. Пусть известны значения: i?h = 5 кОм и £огр = 2 В, и при заданных наибольших значениях входного сигнала и щах = 18 В наибольшее допустимое напряжение на диоде в режиме ограничения Цд* = 0,3 В.

Так как высшая рабочая температура не превышает 60° С, то целесообразно использовать в ограничителе диод типа Д18, который обладает высокой проводимостью [103]. При -60° С и напряжении на диоде = 0,3 В ток диода /д+ = 5 мА. При +60° С и обратном напряжении на диоде, величина которого \ и-\ < 20В, обратный ток диода (- < /-=25 мкА. Из формулы (23) находим

18-2 5+2/5

Убеждаемся в выполнении неравенства (22): Согласно формуле (21), коэффициент передачи

15. Если на выходе источника входных сигналов установлен разделительный конденсатор Со, то на нем образуется постоянная составляющая напряжения = Яио - - Lho; здесь ио - постоянная составляющая напряжения на нагрузке, а Ецо - постоянная составляющая напряжения источника. Емкость Со должна быть настолько велика, чтобы за время Т* работы в режиме ограничения (О / Т) приращение напряжения на емкости не превышало заданного значения AUg, т. е.

S itdt<U,. (9.24)

При большой длительности Т* емкость Со оказывается весьма значительной. Так, для рассмотренного в п. 14 при



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


0.3029