(Ограничитель с ненулевым порогом ограничения)

Включение источника Е в цепь диода VD позволяет получить уровни ограничения, отличные от нуля. Так, в схеме а) в отсутствие входного напряжения диод заперт и . Отрицательная полуволна не может отпереть диод, и почти все её напряжение выделяется на выходе. Пока положительная полуволна входного напряжения не отпирает диод, напряжение с входа передается на выход.

После того как превысит Е, диод откроется и выходное напряжение перестанет изменяться вслед за входным. Таким образом, схема обеспечивает ограничение сверху на уровне Е.

Комбинируя рассмотренные схемы, можно получить двусторонний ограничитель. При диоды VD1 и VD2 заперты, . Во время действия положительной полуволны диод VD2 заперт и схема работает, как схема а), обеспечивая ограничение сверху на уровне . Во время действия отрицательной полуволны заперт диод VD1 и схема работает подобно схеме б), обеспечивая ограничение снизу на уровне .

3.3.8 Транзисторный усилитель-ограничитель

Эти ограничители обеспечивают большую амплитуду и более высокую крутизну фронтов, чем диодные при равных . Недостаток – более сложная схема.

Рис 3.25 Транзисторный усилитель-ограничитель

Наличие областей насыщения и отсечки позволяет выполнить на транзисторе двусторонний усилитель-ограничитель. Транзистор VT работает в режиме ключа, переходя из насыщенного состояния в запертое и обратно. При этом конденсатор С заряжается большим током быстрее через насыщенный транзистор VT, чем разряжается меньшим током через R1 при запертом транзисторе VT. Диод VD дает возможность конденсатору быстрее разрядиться. Чтобы напряжение на выходе ограничителя было симметрично относительно оси времени, исходную рабочую точку А на нагрузочной прямой выбирают так, чтобы изменения коллекторного тока от границы насыщения и до начала отсечки были одинаковы.

При нарастании отрицательной полуволны входного напряжения рабочая точка перемещается вдоль нагрузочной прямой вверх, U_к растёт, а U_кэ падает.

Положительная полуволна входного напряжения уменьшает коллекторный ток , а напряжение увеличивается; рабочая точка перемещается вниз по нагрузочной прямой. При некотором положительном значении наступает режим отсечки. Режим работы транзистора VT облегчённый, т.к. мощность на коллекторе выделяется во время переключения (когда формируются фронты импульса).

3.3.9 Формирователи импульсов с контуром ударного

возбуждения

Рисунок3.26 структурная схема такого формирователя

для получения серии остроконечных импульсов при

поступлении на вход одного прямоугольного

3.3.9.1 Генератор с контуром ударного возбуждения в цепи коллектора.

Рисунок3.27 Схема генератора с контуром ударного

возбуждения в цепи коллектора.

Такой генератор состоит из колебательного контура и транзисторного ключа.

В исходном состоянии транзистор насыщен и через него протекает ток , создавая магнитное поле с энергией

.

Входной положительный импульс запирает транзистор , ток в нем прерывается, и в катушке L индуцируется ЭДС(с положительной полярностью вверху, и с отрицательной внизу), которая стремится поддержать ток прежнего направления. Так как транзистор заперт, ток замыкается через конденсатор C и заряжает его, сообщая нижней обкладке отрицательный, а верхней – положительный заряды. При этом энергия магнитного поля катушки переходит в энергию электрического поля конденсатора . К моменту, когда ток в контуре становится равным нулю, конденсатор С заряжается до максимального напряжения и вся энергия сосредоточивается в электрическом поле конденсатора:

После этого конденсатор С начинает разряжаться на катушку L , т.е. в контуре возникают свободные колебания.

Если параметры контура выбрать с таким расчетом, чтобы период этих колебаний T=2π√LC<<τ_и, то за время можно получить много периодов колебаний.

По окончании положительного входного импульса транзистор насыщается и через его малое сопротивление отбирается энергия из контура, и колебания в нем резко затухают. В схеме ограничивает ток насыщения транзистора; конденсатор С1 соединяет верхнюю точку контура с (“землёй’’) по переменной составляющей; благодаря этому контур шунтируется только малым сопротивлением отпёртого транзистора.

Определим начальную амплитуду напряжение на контуре:

,

где - волновое сопротивление

Уменьшение амплитуды колебаний происходит по экспоненциальному закону:

,

где - постоянная времени контура.

Т.к. верхняя обкладка конденсатора Ссоединена по переменному току с (“землёй’’), то первая полуволна напряжения является отрицательной.