Файл: Виглин, С. И. Преобразование и формирование импульсов в автоматических устройствах учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 52

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как видно из формулы (13.20), диод открыт (гд>0),

если «8Х>

> Е, и заперт, если ит < Е . Сравнивая формулы

(13.20) и

(13.16), замечаем, что они отличаются лишь знаком при Е. Сле­

довательно, для вычисления

пвых

в данной схеме можно пользо-

 

 

 

 

 

 

 

 

Us.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К __________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

i

f

Кд '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— IT " ' \

-

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

4

„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- л

'

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 13.21. Последова­

 

Рис. 13.22.

Ограничение

импульсов

 

 

тельная схема диодного

 

 

 

ограничителя

снизу

 

в схеме

диодного

ограничителя

 

 

при

Спи >

0.

 

 

 

 

 

при С’пн >

0.

 

 

 

 

 

ваться формулами

(13.17), (13.18)

и

(13.19),

считая

Е алгебраи­

ческой величиной.

Характеристика ограничителя

 

для схемы (рис.

 

 

 

 

13.21) приведена на рис. 13.22.

 

 

 

 

 

 

Так как в этом случае порог ограни­

 

 

 

 

чения

Um ~ Е >0,

то схема срезает

не.

 

 

 

 

только

отрицательный

 

импульс,

но

и

 

 

 

 

часть

положительного.

 

Поскольку

и те­

 

 

 

 

перь

характеристика

ограничителя

не

 

 

 

 

проходит через начало координат, кри­

 

 

 

 

вая

«вых

сдвигается

 

вниз

на

величину

 

 

 

 

^вых 0-

 

 

 

мвых

нежелателен,

Рис. 13.23. Схема ограни­

 

Если сдвиг кривой

чителя

с источником

го схема

ограничителя

 

видоизменяется

смещения в выходной

так,

чтобы

источник

 

смещения

был

 

цепи.

 

 

 

 

 

 

 

включен

в выходную цепь

(рис. 13.23).

Поскольку изменение способа включения источника смещения не

приводит к изменению эквивалентной

схемы

ограничителя (рис.

13.19), то напряжение на выходе, очевидно, равно:

при

«вх > —- Е

 

 

 

 

 

 

ивых ~ (ивх+ Е)

5™^," р-----Е =

 

 

 

 

А | Д

Д -

/ < „

 

 

ия

Ян

-

Е

Яи

(13.21)

 

Я]д + Ян

Яи + Ян

при

ит < - Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ият =

-- Е.

(13.22)

112

Характеристики ограничителя для этого случая построены на

рис. 13.24. Так как

то характеристика ограничителя про­

ходит

вблизи начала

координат и сдвиг кривой напряжения на

выходе

практически

отсутствует.

Схемы для ограничения сверху с и тФ 0 приведены на рис.

13.25. Ясно, что в схеме (рис.13.25,а) диод начинает проводить ток

только в случае, когда ивх, будучи отрицательным, превысит по абсо­

лютной

величине напряжение

сме­

о— —

 

 

 

щения

Е.

В схеме

(рис.

13.25,6),

и —

 

 

где

входное

напряжение

и смеще­

а) и»,

 

 

г

*Jdo>*

ние

Е

действуют

навстречу

друг

От

другу,

диод

запирается при

поло­

 

----J

 

О—

+

-

 

Q

жительном

напряжении

на входе,

*•

 

 

о

“л..\ £ 'О

Г/ у\\£?

£

Рис 13.24. Характеристики ограни­ чителя с источником смещения.

о--- — м —

-----о

д)

 

 

и*

[

"*6b*Г

I

Рис. 13.25. Последовательная схема диодного ограничителя сверху:

а) ^пв < °; *> ипв > °-

превышающем смещение Е. Характеристики этих схем ограничите­ лей построены соответственно на рис. 13.26,а и б.

Рис. 13.26. Характеристики диодных ограничителей сверху.^

Схема с последовательным включением диода может быть использована для двухстороннего ограничения. На рис. 13.27 при­

ведена схема, составленная из двух

отдельных

ограничителей.

При рассмотрении

процессов

будем

считать R„ >

Ru- Левее се­

чения а — а включен ограничитель

снизу с характеристикой, по­

строенной на

рис.

13.24, а. Диод Д х

открыт,

если

ивх >

— E t и

заперт, если

«вх <

— E v При подаче,

например,

синусоидально­

го напряжения на вход схемы напряжение Ивых,

в точках

а — а

изменяется, как показано на

рис.

13.28. Оно

служит входным

«вх2 для правой части схемы,

которая представляет

собой

огра-

8 С. И. Виглин.

113

ничитель сверху. Т а к

как диод Д 2 запирается, если Ив*., .« к н ,;

> А . то напряжение

на выходе ивых имеет форму, показанную

на рис. 13.28. Если напряжение

на входе заключено между уров­

нями — £ , < wBX< Е ъ оба диода

открыты. Характеристика такой

схемы имеет вид, показанный на

рис. 13.29.

Рис. 13.27. Двухсторонний ограничитель с последовательным включением диодов.

Исследование диодных ограничителей с последовательным включением диода показывает, что процесс ограничения улучша­ ется, если диод по своим свойствам приближается к идеальному ключу, который в замкнутом состоянии имеет сопротивление, рав­ ное нулю, а в разомкнутом — полностью разрывает цепь.

§ 13.3. ДИОДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ДИОДА

Схема ограничителя, в которой диод включен параллельно со­ противлению нагрузки R„, показана на рис. 13.30. Последователь­ но с диодом и R„ включено сопротивление /?drp. При положитель­ ном напряжении на входе диод открыт и шунтирует нагрузку. ЭкБивалентная схема устройства имеет вид, показанный на рис. 13.31,п.

Сопротивления

R„n, и

q

А?1д *А^н

составляют делитель

 

 

~Ж* + / £

 

напряжения, причем напряжение на выходе равно

 

^ных

и .........

 

в?-

(13.23)

 

 

вх/г,

 

/?огр

•

Если /?|д < /?„, то

/?э зг? /?,,

и при

нвх

> 0

 

 

^ВЫХ

П

 

 

 

(13.24)

 

 

8V Rm г /?о, р '

 

При отрицательном напряжении на входе диод заперт, и экви­ валентная схема имеет вид, показанный на рис. 13.31,6. В этом сл>-

m

I

!

I

(

1 I

 

Рис. 13.29.

Характерис­

Рис. 13.28. Двухстороннее огра­

тика двухстороннего

ничение синусоидального напря­

ограничителя с после­

жения при последовательном

довательным включе­

включении диодов.

нием

диодов.

Рис. 13.30.

Параллельная

Рис. 13.31. Эквивал нтные схемы

схема диодного

ограни­

параллельного диодною

ограничи­

чителя

сверху

при

теля сверху с нулевым

порогом:

а) при авх > 0 ; б) при ивх < 0.

/*

11-5

чае ток в цепи протекает только через

Rorp й R H, Причем напряже­

ние снимается с сопротивления RH. Тогда при

ивх< 0

Ивых WBx о

,

/Т •

(*13.25)

* \ О Г р

Г

* \ н

 

Чтобы процесс ограничения проходил эффективно, должно вы­ полняться неравенство

А?н» Я огР»/? и .

(13.26)

В этЬм случае при открытом диоде основпЬе падение напряжения

происходит на RQrp-,

а напряжение

на выходе составляет малую

долю от ип . При запертом же диоде на сопротивлении

/?огр па­

дает малая часть входного напряжения, и оно почти

полностью

передается-на выход устройства.

построенная по

формулам

Характеристика

ограничителя,

(13.24) и (13.25), приведена на рис.

13.32. Там же показаны им-

Рис. 12.32. Ограничение импульсов в схеме параллельного диодного ограничителя сверху при UnB = 0.

пульсы на выходе параллельной схемы. Благодаря шунтирующему действию диода при ивх > 0 положительный импульс почти пол­ ностью срезается, тогда как отрицательный передается с незначи­ тельным уменьшением амплитуды. Так как характеристика огра­ ничителя имеет вид линейно ломаной, то форма импульсов не из­ меняется.

Таким образом, в рассматриваемой схеме происходит ограни­ чение сверху с порогом Un„. Оно получается нечетким из-за конеч­

ной величины сопротивления Ra- Если бы

0, то положитель­

ные импульсы начисто срезались бы.

ограничения в дан­

Следует иметь в виду, что эффективность

ной схеме зависит от выбора R0грЕсли Roip<iRm или тем бо­ лее Rmp—-0, то напряжение на выходе почти повторяет напряже­ ние на входе как по форме, так и по величине, несмотря на нели­ нейные свойства диода, и ограничение не происходит.

Чтобы получить ограничение снизу,

необходимо

изменить

по­

лярность включения диода

(рис.

13.33). Тогда

диод

открыт

при

ивх< 0 и заперт

при

квх> 0 . Благода­

^ - с з

 

 

 

 

ря шунтирующему

действию

диода

 

 

 

 

срезаются

отрицательные

импульсы.

ffc Ч5

 

и8Ы1

Характеристика

ограничителя

приве­

и 8Х

 

Я

дена на рис. 13.34. Там же показаны

 

 

 

 

 

импульсы на его выходе. В этой схеме

 

I

 

 

 

порог ограничения £/пн —0.

 

 

 

 

 

 

Для изменения порога ограничения

Рис. 13.33. Параллельная

в цепь диода включают источник сме­

схема

диодного

ограни­

чителя

снизу

при

[/Пн=

0.

щения Е

той

или иной

полярности.

 

 

 

 

 

На рис. 13.35 показана схема для ограничения сверху с ненулевым порогом.

Рассмотрим процессы в схеме, считая R„— <=o. Так как на базу (или катод) диода подано смещение Е, то он остается запертым

 

 

Рис. 1о'.-4.

Ограничение импульсов

в схеме

 

 

 

 

параллельного диодного

ограничителя

 

 

 

 

 

 

снизу при и„н " 0.

 

 

не только при ивх <

0,

ко и при положительном напряжении //„*,

если и„ < £ .

Если

ивх> Е ,

то диод открыт и происходит ограни­

чение. Следовательно, в данном

 

 

 

случае

имеет

мес1о

ограничение

 

 

 

сверху, и порог

ограничения UnB— E.

 

 

 

Учет величины

сопротивления RH

 

 

 

не приводит к существенному изме­

 

 

 

нению

процессов в схеме,

но вели­

 

 

 

чина порога

ограничения

меняется.

 

 

 

Выясним,

при каком

напряже­

 

 

 

нии на

входе

 

UnB отпирается диод.

 

 

 

Так как напряжение на диоде равно

Рис. 13.35. Параллельная

схема

 

 

 

 

 

 

диодного

ограничителя

сверху

 

Ид =

Ивых

 

 

'

 

при U„в ¥■■ 0.

 

то диод отпирается при ивых = Е, потому что в этом случае ид=

117

Смотрите также файлы