Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

14 Электроника Лекции в презентациях 2012

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
877.99 Кб
Скачать

Параллельные 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