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

Напряжение на сетке лампы

Работу ограничителя рассмотрим с помощью временных диаграмм, приведенных на рис. 4.23 для синусоидального вход­ ного сигнала. На рис. 4.23,а приведены динамические харак­ теристики анодного и сеточного токов, па рис. 4.23, в времен­ ные диаграммы входного напряжения и\ (пунктирная линия) и напряжения сетка—катод ugk (сплошная линия). На рис. 4.23,« и г приведены временные диаграммы анодного то­ ка и анодного напряжения.

Если « і>0 (промежутки времени t\—12 и /4—/5), то в цепи протекает сеточный ток, входное сопротивление rgh при этом резко уменьшается (rgk ^ 1 кОм).

Так как при «і>0 выполняется условие R0Tp > rgk, то практически все входное напряжение падает на ограничитель­

менных диаграмм, анодный ток и выходное напряжение иаь практически не изменяются.

Если Иі<0 (промежуток t2—^), то сеточный ток отсутству­ ет, тогда rgk — со, падение напряжения на ограничитель­ ном резисторе равно нулю, входное напряжение полностью

189

приложено к промежутку сетка—катод и управляет током лампы.

В соответствии с динамической анодно-сеточной характе­ ристикой при этом пропорционально входному напряжению изменяются анодный ток и выходное напряжение. Таким об­ разом, ограничитель рис. 4.22 производит ограничение вход­ ного сигнала сверху с порогом ограничения и нл = 0.

3. Двухсторонний анодно-сеточный усилитель-ограничитель

Если входной сигнал в схеме сеточного ограничителя-уси­ лителя (рис. 4.22) увеличить по амплитуде, то рабочая точка будет заходить в область отсечки анодного тока (сравните рис. 4.21 и 4.23). В этом случае в схеме будет происходить одно­ временно ограничение сверху за счет появления сеточных то­ ков (сеточное ограничение) на уровне U„,B — 0 и ограничение

190

снизу за счет отсечки анодного тока (анодное ограничение) на уровне U!UU— — і Eg0\. Такой ограничитель называется двух­

сторонним анодно-сеточным ограничителем. Графики, поясня­ ющие работу схемы, приведены на рис. 4.24.

4. Влияние паразитных емкостей на работу лампового ограничителя-усилителя

На работу лампового ограничителя-усилителя оказывает влияние входная и выходная емкости лампы. Так как входная цепь сеточного ограничителя-усилителя эквивалентна парал­ лельному диодному ограничителю, то влияние входной емкости лампы будет таким же, как и влияние паразитной емкости в параллельном диодном ограничителе (см. § 4.4). В анодном ограничителе-усилителе ограничение происходит в анодной цепи, поэтому влияние емкостей будет таким же, как в лампо­ вом ключе (см. гл. 1),

191

ВОПРОСЫ д л я самоконтроля

1.Нарисуйте временные диаграммы анодного ограничите­ ля-усилителя для двух различных сопротивлений нагрузки Ra.

2.Нарисуйте схему и временные диаграммы сеточного огра­ ничителя-усилителя с автосмещением. Поясните, как можно изменять порог ограничения в этом ограничителе.

3.Как изменить схему и выбрать рабочую точку в двухсто­ роннем анодно-сеточном ограничителе (рис. 4.24), чтобы огра­

ничение было симметричным ( U„.H1 = Un.B|).

§ 4.6. ОГРАНИЧИТЕЛИ-УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Применение транзисторов для ограничения входных сигна­ лов основано на использовании участков вольт-амнерных ха­ рактеристик, на которых резко изменяется их наклон.

Схема ограничителя-усилителя на транзисторе не отличает­ ся от схемы обычного усилителя или от схемы транзисторного ключа (рис. 4.25). Вид ограничения и физические процессы в

192

ограничителе определяются выбором рабочей точки и ампли­ тудой входного сигнала.

Для анализа процессов в транзисторном ограничителе рас­ смотрим зависимость выходного тока от входного напряжения транзистора (рис. 4.26).

Как видно из этого рисунка, ограничение выходного тока может быть при переходе рабочей точки в область отсеч­ ки тока (точка А) или при переходе рабочей точки в область насыщения (точка В). Нельзя построить транзисторный огра­ ничитель-усилитель, аналогичный сеточному ограничителю на лампах, так как коллекторный и базовый токи начинаются при одном базовом напряжении. Отсечка базового тока при поло­ жительном напряжении на базе не влияет на процессы в кол­ лекторной цепи, так как при этом коллекторный ток отсут­ ствует.

Рассмотрим работу ограничителя в случае, если рабочая точка выбирается в точке А (иб.э = / (/) показана кривой 1). При положительных входных напряжениях транзистор запи­ рается, выходной ток и выходное напряжение не зависят от входного напряжения. При подаче отрицательного входного напряжения транзистор открывается, а входной сигнал усили­

схема является ограничителем снизу. При подаче положитель­ ного напряжения рабочая точка переходит в активный режим, сигнал с входа передается на выход. При подаче отрицатель­ ного смещения входное напряжение не управляет коллектор­

Если рабочая точка заходит и в область отсечки и в область насыщения, схема работает как двухсторонний ограничительѵсилитель. Для получения симметричного ограничения в этом случае рабочая точка обычно выбирается в точке С.

Соотношения между параметрами схемы рис. 4.25 для обес­ печения режима в исходном состоянии могут быть определены следующим образом. Если рабочая точка в исходном состоя­ нии находится в точке В, то

и для этого случая получим

Временные диаграммы, поясняющие работу двухсторонне­ го ограничителя-усилителя при синусоидальном входном сиг­ нале, приведены на рис. 4.27. В исходном состоянии, до момен­

195

При подаче на вход ограничителя положительной полувол­ ны напряжение на базе «6 э возрастает и, когда выполняется условие иб з > 0, транзистор запирается, т. е. происходит огра­ ничение сверху входного напряжения.

При подаче отрицательной полуволны коллекторной ток возрастает и в момент перехода транзистора в режим насыще­ ния происходит ограничение входного сигнала снизу.

Амплитуда выходного напряжения при ограничении опре­ делится как разница в напряжениях на коллекторе запертого и насыщенного транзистора

По схеме простейший ограничитель-усилитель является тран­ зисторным ключом. Поэтому влияние переходных процессов будет таким же, как в транзисторном ключе. Временные диа­ граммы, приведенные на рис. 4.27, справедливы при медленных изменениях входного напряжения, когда можно не учитывать переходные процессы. Искажения формы выходного сигнала

в основном определяются временем выхода транзистора из на­ сыщения. Для устранения насыщения в высокочастотных огра­ ничителях используется фиксация минимального напряжения на коллекторе.

Схема ограничителя с фиксацией t/к.э.мин приведена на рис, 4.28. Если рабочая точка находится в активной области

196