Параллельные диодные ограничители.

В данном типе ограничителя (рис. 8) диод включается параллельно нагрузке, а резистор- последовательно.

рис.8

рис.9

Если диод Д закрыт, что соответствует случаю U_вх< Е, то входное напряжение поступает на вход без изменения формы. Если U_вх> Е, диод Д открыт и подключает выход к источнику смещения, при этом напряжение на выходе остается постоянным и равным Е (см. рис. 9).

Выходное напряжение может быть подсчитано по следующей формуле

(5)

Здесь – сопротивление диода, зависящее от его состояния.

Четкость ограничения согласно (5) зависит от соотношения сопротивлений R и. Ввиду того, что диод не может полностью шунтировать выход, т.к. его прямое сопротивление не равно нулю, схема параллельного ограничителя не дает четкого ограничения.

Переходные процессы в таком ограничителе рассмотрим на при­мере схемы рис.10

R

U_вх U_вых

C_д С_о

рис.10

При формировании в момент отрицательного периода диод запирается и емкости (C_д + C_o) заряжаются через сопротивлениеRдо напряженияU₁с постоянной времени=R (C_д + C_o).

При формировании положительного фронта емкости (C_д + C_o) стремиться перезарядиться отU₁доU₂ cпостоянной= R (C_д + C_o) но как только напряжение на них превысит нулевой уровень, отпирает­ся диод. Таким образом, при одинаковых постоянных времени получается различная длительность положительного и отрицательного фронтов.

Двусторонние диодные ограничители.

Двустороннее ограничение получается последовательным вклю­чением двух отдельных ограничителей.

II. Фиксаторы уровня.

Схемы фиксации начального уровня импульсных сигналов (или схемы восстановления постоянной составляющей сигнала) применяют в импульсных устройствах потому, что разделительные конденсаторы и трансформаторы схем не пропускают постоянного напряжения или тока.

Фиксаторы уровня используют нелинейные элементы - обычно ва­куумные или полупроводниковые диоды. Одна их схем фиксаторов уров­ня показана на рис.11

рис.11

рис.12

Переходная дифференцирующая цепь RCимеет большую постоянную времени и конденсаторСудерживает заряд в течение нескольких периодов повторения входных импульсов.

Отрицательный входной сигнал запирает диод Д, и сигнал

проходит к выходным зажимам схемы. В момент времени t₁при переходе сигнала к положительной полярности диодДоткрывается, замыкая накоротко выход схемы. При этом емкостьСбыстро заряжает­ся через сопротивление открытого диода до напряжения, равного амплитуде входного сигнала и сохраняет заряд в период (t₁, t₂) действия положительного сигнала.

В момент t₂входное напряжение падает, а напряжение на емкости ввиду большой постоянной времени разрядаRC остается постоян­ным. Поэтому на выходе сигнал уменьшается на величину размаха сигнала. В моментt₃ диод снова открывается и выходное напряжение возвращается к нулевому уровню.

Таким образом, на аноде фиксатора уровня сохраняется форма входного напряжения, но выходное напряжение изменяется от нулевого уровня только в одну сторону. Происходит фиксация верхнего уровня сигнала, а его постоянная составляющая смещается от нулевого уровня, чем и осуществляется ее восстановление. Переменная составляющая сигнала должна воспроизводиться на выходе с минимальными искажениями и неизменной амплитудой напряжения.