Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

ограничителе диод открыт при « і< 0 и закрыт при «і>0. В ог­ раничителе срезаются отрицательные импульсы и передаются

Яогр

без искажения положительные. Следовательно, ограничение происходит снизу с U =0.

3. Изменение порога ограничения в параллельном диодном ограничителе

Изменение порога ограничения производится путем включе­ ния источника смещения в цепь диода. На рис. 4.16 произведе­

181

Рис. 4.17

182

напряжения на диоде приблизительно равно нулю, выходное

диоде и2 ~ + Е2. Следовательно, часть входного напряжения ограничивается на уровне Ua,п— + Е2.

При U \ > E 2 диод заперт, ветвь цепи с диодом имеет боль­ шое сопротивление, входной сигнал передается на выход без

4. Двухсторонний параллельный ограничитель

Двухсторонний параллельный ограничитель (рис. 4.18, а) отличается от одностороннего ограничителя тем, что парал-

Рис. 4.18

лельно нагрузке включаются два шуитіірѵіуіцих диода. Огра­ ничение сверху обеспечивается диодом Д /, ограничение сни­ зу — диодом Д2. При «<>0 диод Д2 заперт и не вл'ияет на прохождение сигнала с входа на выход. Поэтому при иі>0

1S3

схема рис. 4.18, а эквивалентна ограничителю сверху. При этом для ограничителя справедливы графики рис. 4.16 6.

При Ui<0 диод Д1 заперт и не влияет на работу ограничи­ теля. В этом случае схема рис. 4.18, а эквивалентна схеме одностороннего ограничителя рис. 4.17, а. При этом для огра­ ничителя справедливы графики 4.17, б. Графики напряжении па входе и выходе двухстороннего ограничителя приведены на рис. 4.18, б.

5. Влияние паразитных емкостей в параллельном диодном ограничителе

Эквивалентная схема параллельного диодного ограничите­ ля с учетом влияния паразитных емкостей изображена на рис. 4.19, а. Рассмотрим работу схемы при подаче на вход прямо­ угольных двухполярных импульсов.

Рис. 4.19

Положительный входной импульс оі раничивается. По­ этому выходное напряжение и2 в промежутке от 0 до і\ (рис. 4.19,6) равно нулю, а паразитная емкость Сп = Сд + С0 практически разряжена. В момент t\ диод запирается отрица­ тельным перепадом входного напряжения, начинается заряд Са через /?огР и экспоненциальное возрастание напряжения на

184

выходе. Постоянная времени заряда при допущении R H > R ül.p равна

т 3 — • С„ R orp — ( ( - о 4 ’ Е д ) /? о гр •

Длительность отрицательного фронта выходного импульса

(4.20)

В момент прекращения отрицательного импульса диод не открывается, так как и2 < 0, начинается перезаряд конденса­ тора С„ через R0l-V. Этот процесс прервется в момент, когда на­ пряжение на диоде станет равным нулю и диод откроется. Пос­ ле открывания диода выходное напряжение будет равно нулю (происходит ограничение положительного импульса). Напря­ жение на нагрузке в начале и конце перезаряда и в момент прерывания соответственно равно:

« 2 (0) = — Е; U , ( с о ) = /;; И , ( / ^ ) = О .

Отсюда, пользуясь формулой для длительности экспоненци­ ального прерываемого процесса (10) получим

Из формул (4.20), (4.21) следует, что длительность t+ вы­ ходного импульса оказывается меньше t^. Если задана допус­ тимая длительность фронта выходного импульса /фД0П, то ве­ личину Rorр, исходя из (4.20), следует выбирать из условия

(4.22)

Требование уменьшения Rorp для уменьшения длительности переходных процессов противоречит требованиям увеличения Rorр для улучшения четкости ограничения. В реальных устрой­ ствах Rorр выбирается из условия (4.22).

зданию фазового сдвига между входным и выходным напря­

и

tg ф

185

Запаздывание выходного напряжения при этом равно

Нестабильность времени запаздывания определяется обычно нестабильностью паразитной емкости

= Rогр -^С|| •

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Поясните назначение ограничительного резистора в па­

Поясните зависимость К от Яогр.

3.Поясните влияние /?огр па быстродействие параллельно­ го диодного ограничителя.

4.Нарисуйте схемы и временные диаграммы параллель­ ных диодных ограничителей для двух случаев:

§ 4.5. ОГРАНИЧИТЕЛИ-УСИЛИТЕЛИ

НА ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ

В качестве нелинейных элементов в ограничителях часто используются усилительные приборы — электронные лампы и транзисторы. Ограничитель в этом случае выполняет две функ­ ции — ограничение и усиление сигнала и поэтому называется ограничителем-усилителем. Ограничение связано с резким из­ менением проводимости нелинейного элемента, т. е. резким из­ менением наклона вольт-амперной характеристики. Поэтому ограничение на усилительных лампах можно получить за счет

186

перехода рабочей точки на нижний изгиб анодной характерис­ тики (анодное ограничение снизу), перехода рабочей точки на верхний изгиб анодной характеристики (анодное ограничение сверху) и за счет появления сеточных токов (сеточное ограни­ чение) .

1. Анодный усилитель-ограничитель снизу

Анодное ограничение сверху за счет верхнего изгиба анод­ ной характеристики на практике используется редко из-за не­ стабильности анодной характеристики в этой области и нечет­ кого ограничения, а также из-за большой мощности, рассеивае­ мой лампой, и уменьшения надежности работы ограничителя.

Основным методом анодного ограничения поэтому является ограничение за счет нижнего изгиба анодной характеристики, т. е. за счет отсечки анодного тока. Схема анодного усилителяограничителя представляет собой обычную схему усилителя с активной нагрузкой в анодной цепи (рис. 4.20). Ограничение обеспечивается использованием нелинейного участка характе­ ристики лампы, т. е. области отсечки анодного тока. Источник Eg обеспечивает выбор исходной рабочей точки и уровня ограничения. Резистор R„ создает проводимость для токов утечки лампы.

Па рис. 4.21 приведены динамическая анодная характериг тика триода (а) и графики временных зависимостей входного сигнала (б), анодного тока (в) и выходного напряжения (г).

187

Пусть на Ёход подается синусоидальное напряжение. Если напряжение на сетке лампы не выходит за пределы ли­ нейного участка характеристики, то анодный ток изменяется пропорционально входному напряжению. Если при уменьше­ нии U\ напряжение на сетке станет более отрицательным, чем

временная зависимость анодного напряжения может быть построена на основании временной зависимости анодного тока в соответствии с уравнением

Как следует из формулы (4.25) и графика рис. 4.21, прира­ щение иак противоположно по знаку приращению іа. Поэтому в анодном ограничителе происходит изменение фазы входного сигнала на 180°.

Анодный ограничитель имеет порог ограничения

Порог ограничения можно изменять изменением смещения Eg. Смещение может создаваться за счет отдельного источника или за счет цепочки автосмещения, включенной в катодную цепь лампы.

2. Сеточный усилитель-ограничитель сверху

Сеточное ограничение основано на использовании нелиней­ ности характеристики сеточной цепи триода или пентода. Ха­ рактеристика сеточного тока лампы аналогична характеристи­ ке диода. За счет этого в сеточной цепи возможно осуществить ограничение входного сигнала. В анодной цепи происходит только усиление. Для получения сеточного ограничения в се­ точной цепи усилителя ставится ограничительный резистор Яогр (рис. 4.22).

Работа сеточного ограничителя аналогична работе парал­ лельного диодного ограничителя. Входное напряжение распре, делится между сопротивлением Л^р и входным сопротивле­ нием rgft:

lg Ruri> 4 ' ig Fgk •

\яа