Файл: Виглин, С. И. Преобразование и формирование импульсов в автоматических устройствах учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 49
Скачиваний: 0
-~0. При запертом диоде действует эквивалентная схема (рис. 13.31,6). Подставляя значение нвых в формулу (13.25), находим
= |
(13.27) |
|
Ан |
Вследствие того, что при запертом диоде имеется падение напря жения на сопротивлении /?огр, порог ограничения Um оказыва ется больше Е.
Эквивалентная схема ограничителя при открытом диоде пока
зана на рис. 13.36, где учтено неравенство |
С 7?н- |
Напряжение |
на выходе при открытом диоде равно |
|
|
«вых = Е [ («вх - Е) |
' |
(13-28) |
^М>Гр Г |
|
|
Характеристика ограничителя приведена на рис. 13.37. На рис. 13.38 показан процесс передачи синусоидального напряжения через ограничитель.
Рис. 13.36. |
Эквивалент |
|
|
|
|
ная схема |
параллельно |
Рис. |
13.37. |
Характерно |
|
го диодного |
0 1 раничи- |
тика |
параллельного ди |
||
теля сверху с ненулевым |
одного ограничителя |
||||
порогом |
при |
uBX> Е. |
сверху при UnB =h 0. |
||
Диодный |
ограничитель с |
параллельным |
включением диода |
может применяться для двухстороннего ограничения. В этом слу чае в одной схеме соединяются два ограничителя — сверху и снизу/ причем в цепь включают источники смещения Е 1 и Е2 разной по лярности (рис. 13.39).
Рассмотрим работу схемы, считая |
ft„— со. Как |
только напря |
|
жение йвх, будучи положительным, достигает величины |
U„„-—E u |
||
отпирается диод Д\. При дальнейшем |
возрастании |
ивх |
благодаря |
шунтирующему действию диода Д\ напряжение на выходе остает ся приблизительно постоянным и фиксируется на уровне Ех. Когда напряжение на входе, будучи отрицательным, достигает величины
Е2, отпирается |
диод Д 2 и фиксирует |
напряжение на выходе на |
уровне Е2. Если |
—Ег< ивх < Е и то оба диода заперты, и напряже |
|
ние на выходе |
следует за изменением |
входного напряжения. |
118
Рис. 13.3ft. Ограничение синусоидального напряжения в схеме параллельного диод
ного ограничителя сверху
При UrtB Ф 0.
Рис. 13.39. Двухсторонний ограничи тель с параллельным включением диодов.
Рис. 13.40. Характеристика двухстороннего ограничи теля с параллельным вклю чением диодов.
119
Характеристика ограничителя и графики, поясняющие процесс ограничения синусоидального напряжения, приведены на рис. 13.40 и 13.41. Так как характеристики па раллельной схемы ограничителя всег да проходят через начало координат, го сдвига кривой ивыХ не происходит.
Сравнение характеристик ограни чителей с последовательным и парал лельным включением диода показыва ет, что последовательная схема обла дает важным преимуществом, ибо да ет четкое ограничение. Но в парал лельной схеме не происходит смеще ния кривой ивых. Кроме того, здесь не требуется конструктивных изменений, поскольку диод включается парал лельно нагрузке. На практике исполь зуют обе схемы диодных ограничите лей. Так как они ослабляют сигнал, то наряду с диодами часто используют в качестве нелинейных элементов мно гоэлектродные лампы — триоды н пентоды, а также транзисторы, кото
ограничение, но и усиление входных
§ 13.4. АНОДНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
Как показано в § 3.2 *, анодное ограничение имеет место в уси лительном каскаде с пентодом (рис. 4.5) при достаточно большой амплитуде входного сигнала. Двухстороннее ограничение синусо идального напряжения поясняется рис. 3.20. Теперь определим по роги ограничения Un„ и U„B и построим характеристику ограничи теля. Как видно из рис. 3.20, ограничение сверху наступает при
ugK— UgKp, когда «вх — |
« 1 = ^ пв- |
Подставляя эти |
значения в |
||
уравнение |
|
|
|
|
|
получим |
|
WgK |
“Т ^g> |
|
|
|
UBB= U gKp- E g. |
|
(13.29) |
||
|
|
|
|||
Ограничение снизу |
происходит |
при ugK = Eg0, когда и.вх —и1— |
|||
= Una. Поэтому |
|
|
|
|
|
Um = |
Ee0- E g= ~ [|£g0| - |
\Eg\\. |
(13.30) |
||
* См. учебное пособие |
«Методы |
анализа |
усилительных и импульс |
||
ных схем». |
|
|
|
|
|
120
Если при двухстороннем ограничении |
симметричного |
сигнала |
||||
выбрать |
|
|
|
|
|
|
р |
_ |
£ g o |
i |
u s кр |
’ |
|
и г ~ |
|
о |
|
|
||
то |
|
|
IJ |
кр ... |
F |
|
/ / . |
и |
___ |
|
|||
^ IIR |
' - ' П Н |
|
/-V |
|
|
|
;- |
т |
Г 8о! - К 4 кР[]. |
(13.31) |
Соотношение (13.30) показывает, что нижний порог ограниче ния Um можно регулировать изменением смещения E g и напря
жения |
запирания E go- |
Последнее, как известно, зависит |
от |
типа |
лампы |
и напряжения |
Еа. Верхний порог ограничения |
£/пв |
сог |
ласно уравнению (13.29) помимо смещения Es определяется так
же величиной UgKp, которая зависит от сопротивления |
R a. |
||||
При |
возрастании R a |
уменьшается |
Ug кр |
(если оно |
отрица |
тельно, |
то растет по абсолютной величине) |
и верхний порог огра |
|||
ничения |
UnB. Регулируя |
величину R a , |
можно добиться, |
что огра |
ничение сверху наступит ка.х при отрицательных, так и при поло
жительных ugK. Во избежание |
перегрузки |
источника |
входного |
|
напряжения сеточными токами |
режим |
ограничителя |
выбирается |
|
так, чтобы каскад работал только при ugK < 0. |
|
|||
Построим характеристику ограничителя |
ивт = ия — / (ивх). Ес |
|||
ли и вк < чВх < Епв (Ее0 < ugK < |
Ugкр ), |
то |
анодный ограничитель |
работает как обычный усилительный каскад, для которого связь между напряжениями ил и ugK определяется зависимостью
«, = £Ло - |
К0(иКк |
- Eg) = и а0 - |
Ко ывХ) |
(13.32) |
|
где Н0 — коэффициент |
усиления |
каскада; |
|
|
|
£/а0 — напряжение на аноде при |
ugK — Ее («вх — //., — 0). |
||||
Если ивх > UnB(ugK > UgKp), |
то |
вследствие |
верхней |
отсечки |
анодного тока напряжение на аноде ограничено снизу, причем
“ а = « а » и „ - Еа — IaHRB. |
(13.33) |
Если uBX<U„„(ugK < E g0), то из-за нижней отсечки анодного тока напряжение на аноде ограничено сверху. Так как /а = 0, то
|
wa = |
иамакс = Еь. |
|
(13-34) |
На основании |
формул (13.32) — (13.34) |
построена |
характерис |
|
тика ограничителя |
(рис. 13.42). Если учесть, |
что реальные характе |
||
ристики анодного тока имеют |
плавный загиб вблизи |
ugK ~ Eg0, а |
также вблизи линии критического режима, то характеристика огра ничителя имеет вид, показанный на рис. 13.42 пунктиром. Это
121
приводит к сглаживанию кривой напряжения на |
выходе. |
Значит, |
|||||||||
в схемах анодных ограничителей целесообразно |
применять лампы |
||||||||||
|
|
|
с резкой |
отсечкой |
анодного |
тока |
|||||
|
|
|
как |
снизу, |
так |
и |
сверху. |
С |
этой |
||
|
|
|
точки |
зрения пентоды имеют |
пре |
||||||
|
|
|
имущества перед триодами, у кото |
||||||||
|
|
|
рых |
наблюдается длинный |
«хвост» |
||||||
|
|
|
статических |
характеристик |
вблизи |
||||||
|
|
|
Egо, |
а также нечетко выражена ли |
|||||||
|
|
|
ния критического |
режима. |
|
|
|||||
|
|
|
Как |
видно |
из |
|
соотношения |
||||
|
|
|
(13.32), при |
ограничении |
симмет |
||||||
|
|
|
ричного сигнала уменьшение по |
||||||||
|
|
|
рогов |
Ь'т и Uim, |
а |
следовательно, |
|||||
|
|
|
длительность tф ограниченного сиг- |
||||||||
Рис. 13.42. |
Характеристика |
нала |
на |
выходе |
возможно |
при |
|||||
анодного |
ограничителя. |
сближении |
|
величин |
Е„л и UgKf>. |
||||||
|
|
|
Для |
этой |
|
цели |
включают |
боль |
|||
шое сопротивление Ra , что приводит к |
возрастанию |
по абсолют |
|||||||||
ной величине |
/Л кр- |
Однако чрезмерному увеличению |
Ra препят |
||||||||
ствуют паразитные |
емкости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая длительность фронта ограниченного сигнала на выходе |
|||||||||||
может быть определена по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
О, ---= iф I + О, : |
|
|
|
|
|
(13.35) |
где /ф, длительность фронта ограниченного сигнала, опреде ленная без учета паразитных емкостен из соотношения
(13.7'; /ф —длительность заряда (разряда) паразитных емкостей,
определенная соотношением
|
/ф. |
2,2 0„ . |
|
|
При возрастании Ra уменьшается /ф,, но увеличивается пара |
||||
зитная постоянная |
времени 0„ |
и /ф... Поэтому увеличивать Ra име |
||
ет смысл лишь до тех пор, пока уменьшается |
общая длитель |
|||
ность фронта /ф , |
т. е. пока |
величина |
, не |
становится срав |
нимой с |
|
|
|
|
§13.5. СЕТОЧНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
Сеточное ограничение связано с использованием нелинейных свойств сеточной цепи. В анодной цепи производится только ли нейное усиление. На рис. 13.43 приведена схема сеточного ограни чителя с триодом. Он представляет собой усилительный каскад с анодной нагрузкой в виде сопротивления Ra , в сеточной цепи .ко торого последовательно с источником входного напряжения «„х включено сопротивление Rorр. Напряжение иа , снимаемое с анода лампы, поступает на выход каскада.