14 Электроника Лекции в презентациях 2012
.pdfПараллельные диодные ограничители
Схема диодного ограничителя снизу, примерно на нулевом уровне и осциллограммы, иллюстрирующие её работу приведены на рис.
|
R |
|
Uвх |
+ |
|
|
|
|
VD |
|
|
E |
- |
Rн |
ωt |
|
|||
вх |
|
|
Uвых |
|
Uоп2 |
|
|
|
|
|
|
- |
+ |
Uоп1 |
Uвх |
|
|
|
Параллельный диодный ограничитель снизу на произвольном уровне
11
Параллельные диодные ограничители
R |
|
Uвх |
Uвых |
+ |
|
|
|
VD1 |
VD2 |
Uоп1 |
Uвх |
|
|||
+ |
- |
Rн |
ωt |
Евх |
|
||
Uоп1 |
Uоп2 |
|
U |
- |
|
|
вых |
+ |
|
Uвх |
|
- |
|
||
|
Uоп2 |
||
|
|
|
Схема двухстороннего ограничителя на произвольных уровнях
12
Транзисторный усилитель ограничитель |
|||||
Усилитель-ограничитель представляет транзисторный ключ, который |
|||||
из активного режима переключается в режим отсечки и насыщения, |
|||||
ограничивая сигнал снизу и сверху (двухсторонний ограничитель, режим |
|||||
работы по постоянному току в точке С) рис.. Для ограничителя сверху |
|||||
рабочая точка выбирается в режиме насыщения («А»), снизу – в режиме |
|||||
отсечки (точка «В»). |
|
|
|
Iвх |
t |
Uоп |
|
|
|
|
|
|
- Eк |
|
|
|
|
+ |
|
I |
|
Iб3 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
к |
|
|
Rб |
Rк |
Cр2 |
|
A |
Iб2 |
|
|
|
Iб1 |
||
Cр1 |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
VT |
|
|
B |
Iб=0 |
|
|
|
|
|
Eкэ Uкэ |
- U |
|
|
|
"C" |
|
оп |
|
|
|
|
Uвых |
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Электронные ключи
Электронные ключи входят в состав многих импульсных устройств. Основу любого электронного ключа составляет активный элемент (полупроводниковый диод, транзистор), работающий в ключевом режиме. Ключевой режим характеризуется двумя состояниями ключа: "Включено" - "Выключено". На рисунке приведены упрощённая
схема и временные диаграммы транзисторного предполагается, что сопротивление разомкнутого велико, а сопротивление равно нулю.
- Eк
Rк
Uвых
Rб
- |
VT |
|
- E
+ |
+ |
ключа. |
При |
этом |
ключа |
бесконечно |
|
1 |
|
|
Iк |
|
I |
2 |
|
б1 |
|
|
|
Iн |
|
|
|
2 A |
I =0 |
|
1 |
б |
|
|
Iб=-Iк0 |
|
Eк |
Uкэ |
|
|
14 |
Ключи на полевых транзиторах
Полевой транзистор в области малых напряжений сток-исток ведет себя как омическое сопротивление, величина которого может изменяться в десятки тысяч раз при изменении управляющего напряжения затвор — исток Ugs. На рис. изображена схема последовательного ключа.
Если в этой схеме управляющее напряжение Uупр установить меньшим, чем минимально возможное входное напряжение, по крайней мере на величину порогового напряжения Up, полевой транзистор закроется и выходное напряжение станет равным нулю.
Если необходимо, чтобы транзистор был открыт, напряжение Ugs
следует поддерживать равным нулю. |
15 |
|
Ключи на полевых транзиторах
Ключ на МОП - транзисторе имеет лучшие характеристики. Его можно перевести в открытое состояние, подавая управляющее напряжение большее, чем максимальное входное положительное напряжение, причем и в таком режиме работы ток затвор - канал будет равен нулю.
При отрицательном напряжении затвора сопротивление сток — исток, как правило, больше 10 000 МОм, и сигнал не проходит через ключ. Подача на затвор напряжения +15 В приводит канал сток — исток в проводящее состояние с типичным сопротивлением от 25 до 100 Ом (Rвкл) для ПТ, предназначенных
для использования в качестве аналоговых ключей. Схема не критична к значению уровня сигнала на затворе, поскольку он существенно более положителен, чем это необходимо для поддержания малого Rвкл, а потому его можно задавать от логических схем (лучше всего подходят логические уровни КМОП). 16
Последовательный ключ на КМОП транзисторах
Чтобы охватить возможно больший диапазон входных напряжений как в положительной, так и в отрицательной области, вместо одного МОП-транзистора лучше использовать КМОП-схему, состоящую из двух комплементарных МОП-транзисторов, включенных параллельно, как, например, в интегральной схеме типа МС 14066 фирмы Motorola.
Если входное напряжение вырастет до значительного положительного уровня, величина Ugs1 уменьшится, а внутреннее сопротивление транзистора Т1, увеличится. Это обстоятельство, однако, несущественно, так как одновременно увеличится величина Ugs2 и внутреннее сопротивление транзистора Т2 уменьшится. При отрицательных значениях входного напряжения транзисторы T1 и T2 меняются ролями. Для того чтобы перевести коммутатор в состояние «выключено», необходимо изменить полярность управляющего
напряжения. |
17 |
|
Мультивибраторы
Общие сведения о мультивибраторах
Широко применяются устройства, форма выходного напряжения которых резко отличается от синусоидальной. Такие колебания называют релаксационными, следовательно, мультивибратор представляет собой разновидность одного из релаксационных генераторов. Мультивибратор (от латинских слов multim — много и vibro — колеблю) — релаксационный генератор импульсов почти прямоугольной формы, выполненный в виде усилительного устройства с цепью положительной обратной связи (ПОС).
Различают два вида мультивибраторов: автоколебательные (не обладают состоянием устойчивого равновесия) и ждущие (обладают одним состоянием устойчивого равновесия и поэтому называются одновибраторы).
Сущность работы мультивибратора – переключение энергии конденсатора C с заряда на разряд, от источника питания к резистору R. Это переключение осуществляется с помощью транзисторных ключей.
Мультивибратор можно построить на базе биполярных транзисторов (БПТ), полевых транзисторов (ПТ), операционных усилителей постоянного тока (ОУПТ) и др.
18
Транзисторный мультивибратор
Принцип действия, осциллограммы работы мультивибратора
Мультивибратор представляет собой двухкаскадный RC-усилитель охваченный положительной обратной связью (ПОС). Для этого необходимо два транзисторных каскада включённых по схеме с ОЭ (см. рис.3.1) или два инвертирующих ОУПТ.
Для возбуждения мультивибратора необходимо выполнение двух условий — баланса фаз и баланса амплитуд.
,уос
|
Баланс амплитуд |
k 1 . |
|
т.к. фактор обратной связи 1 , и , ос 0 |
|
|
то фазовый сдвиг усилителя у 0 , что и обеспечивается двумя |
каскадами по схеме с ОЭ.
19
Транзисторный мультивибратор
-Ek
Rб1 |
Rк1 |
Rб2 |
Rк2 |
|
C1 |
|
C2 |
VT1 |
VT2 |
+Ek
Мультивибраторы на БПТ наиболее часто выполняются по симметричной схеме с коллекторно-базовыми связями.
20