2. Формирователи прямоугольных импульсов

2.1 Диодные ограничители последовательного и параллельного типа.

2.2 Линейные модели транзистора в режиме большого сигнала.

2.3 Расчет транзисторных ключей.

2.4 Транзисторный усилитель ограничитель.

2.5 Динамические характеристики транзисторных ключей.

2.1 Диодные ограничители последовательного и параллельного типа.

Формирование прямоугольных импульсов можно получить с помощью генератора синусоидальных колебаний и ограничителя (см. рис.2.1).

Рис. 2.1

Различают ограничители сверху,снизуидвухсторонниеограничители. Амплитудные характеристики ограничителей и осциллограммы, иллюстрирующие их работу приведены на рис.2.2, 2.3 и 2.4.

Рис. 2.2 Ограничитель сверху

Рис. 2.3 Ограничитель снизу

Рис. 2.4 Двустороннийограничитель

Последовательные диодные ограничители.

Принципиальная схема последовательного ограничителя снизу на нулевом уровне приведена на рис.2.5 вместе с осциллограммой, иллюстрирующей её работу. Сопротивление нагрузки должно быть намного больше сопротивления ограничителя (), а внутреннее сопротивление источника синусоидального сигнала. Для обеспечения протекания тока на интервале от 0 до, где- напряжение на диоде включённом в проводящем направлении, величина которого порядка 0,5В.

Рис. 2.5 Последовательный диодный ограничитель

Схема ограничителя сверхуна нулевом уровне и осциллограммы её работы имеют вид, приведенный на рис.2.6. Для обеспечения нормальной работы схемы необходимо выполнение тех же условий:,,.

Рис. 2.6 Ограничитель сверхуна нулевом уровне

Для того чтобы схемы ограничителей были универсальными, они должны обеспечивать ограничения на произвольном уровне.

Схема ограничителя сверху на произвольном уровне приведена на рис.2.7.

Полярность источника Э.Д.С. выбирают так, чтобы диодVDбыл открыт при. Посколькуинемного меньше величины резистораR, можно сделать допущения, что;.

Рис. 2.7 Ограничитель произвольного уровня

может изменяться в пределах

При выполнении условия диодVDоткрыт и можно сделать допущение.

Если , тоVD-закрыт: ток в контуре (и через резисторR) равен нулю, следовательно(интервал времени). На интервале от 0 до, когда, то и. Схема ограничителяснизуна произвольном уровне приведена на рис.2.8

ωt

ωt₁

ωt₂

ωt₃

Рис. 2.8 Ограничитель снизуна произвольном уровне

Работа схемы, осциллограмма и допущения аналогичны рассмотренным выше.

Схема ограничителя уровня сверхуиснизуна произвольных уровнях представляют собой комбинацию двух рассмотренных схем включённых последовательно, см.рис.2.9. Ограничения, работа и осциллограммы аналогичны.

ωt

Рис. 2.9 Ограничитель сверхуиснизуна произвольных уровнях

К недостаткам последовательных диодных ограничителей относят:

1. Ограничители требуют идеальных источников Э.Д.С. входного сигнала ();

2. Схемы пассивны и имеют коэффициент передачи К<1;

3. Величина Э.Д.С. должна быть большой (десятки вольт), т.е. должно выполнятся условие.

Параллельные диодные ограничители.

Основным недостатком последовательных диодных ограничителей является требование низкого внутреннего сопротивления Э.Д.С. источника сигнала. Для ликвидации этого недостатка разработаны параллельные диодные ограничители. Такие схемы ограничителей не требуют очень низкого выходного сопротивления источника Э.Д.С.

;;

Схема диодного ограничителя сверху, примерно на нулевом уровне и осциллограммы, иллюстрирующие её работу приведены на рис.2.10.

Приняв аналогичные допущения и, опишем схему системой уравнений (1,2):

Рис. 2.10 Параллельный диодный ограничитель

; (1)

; (2)

Уравнение (1) – нагрузочная прямая, (2) – вольт-амперная характеристика диода. Построив нагрузочную прямую по точкам Х.Х. и К.З. (,;,) строим осциллограмму. Получим ограничение сверху на уровне.

Параллельный диодный ограничитель снизу на примерно нулевом уровне с осциллограммами приведён на рис.2.11.

Рис. 2.11 Параллельный диодный ограничитель снизу на нулевом уровне

Ограничитель сверхуиснизуна произвольных уровнях приведены на рис.2.12 и 2.13 соответственно.

Рис. 2.12 Параллельный диодный ограничитель сверхуна произвольном уровне

Рис. 2.13 Параллельный диодный ограничитель снизуна произвольном уровне

Схема двухстороннего ограничителя на произвольных уровнях приведена на рис.2.14.

Рис. 2.14 Двухсторонний диодный ограничитель на произвольном уровне

ВЫВОДЫ:

Параллельные диодные ограничители не критичны к источника входного сигнала, однако обладают теми же остальными недостатками последовательных диодных ограничителей – имеют низкий коэффициент передачи, требуют большие входные сигналыи буферный каскад для согласования с.

Для ликвидации общих недостатков диодных ограничителей разработаны транзисторные усилители-ограничители, у которых существенно более низкие входные сигналы (сотни милливольт), относительно высокое входное , и низкое выходное сопротивления и лучшая форма (коэффициент прямоугольности) выходного напряжения.