4 Амплитудные ограничители на диодах. Последовательные ограничители на диодах с нулевым и заданным уровнем ограничения.

Амплитудные ограничители на диодах

Простейшим ограничителем амплитуды является диодный. Для его осуществления параллельно нагрузочному колебательному контуру последнего каскада усилителя напряжения промежуточной частоты включаются диоды, на аноды которых подается небольшое запирающее напряжение U₃. Когда амплитуда сигнала на колебательном контуре меньше запирающего напряжения, диоды закрыты и усилитель работает нормально. В случае превышения амплитуды сигнала над запирающим напряжением диоды открываются и шунтируют колебательный контур, уменьшая усиление и стабилизируя выходное напряжение каскада. Чем больше сигнал, тем меньше внутреннее сопротивление диодов и меньше усиление. На рис. 1–3 приведен вариант схемы подобного ограничителя амплитуды. Здесь резистор R₁ используется как сопротивление коллекторного фильтра и, кроме того, с него снимается запирающее напряжение U_Зl для первого диода. Положительный потенциал этого напряжения через контурную катушку подводится на катод диода, а отрицательный – непосредственно к аноду. Для второго диода запирающее напряжения U_З2 снимается с резистора R₂, который вместе с резистором R₃ образует делитель напряжения.

Существенным недостатком диодного ограничителя является то, что при открытых диодах увеличивается эквивалентное затухание колебательного контура и ухудшается избирательность каскада. Запирающее напряжение в рассматриваемой схеме обычно берется равно 0,7–1 В, а пороговое напряжение на 0,2 В больше. Выходное напряжение ОА в рабочей точке превышает пороговое на 0,15–0,25 В. Коэффициент ограничения диодного ограничителя составляет 20–30 дБ.

Рисунок 1.3 – Структурная схема диодного ограничителя

Последовательные ограничители на диодах с нулевым и заданным уровнем ограничения

Рис. 11.4. Схема последовательного диодного ограничителя.

Ограничитель — это устройство, ограничивающее сигнал выше или ниже заданного уровня, называемого уровнем огра­ничения. Вне области ограничения величина выходного сигнала пропорциональна величине входного сигнала. Ограничители мо­гут быть последовательного и параллельного типа; их выпол­няют на диодах, транзисторах или лампах. Типичная схема по­следовательного диодного ограничителя снизу представлена на рис. 11.4. Так как резистор и диод здесь соединены последова­тельно, эту схему называют последовательной. В ограничителе используется напряжение смещения, полярность которого ука­зана на рисунке. Поскольку полярность источника смещения является обратной для диода, при отсутствии внешнего сигнала ток в ограничителе не протекает. При подаче же на вход сиг­нала положительной полярности протекание тока начнется с момента, когда величина входного сигнала превысит напряже­ние смещения 4,5 В. После того как величина входного сигнала превысит напряжение смещения, величина выходного сигнала будет пропорциональна величине сигнала на входе. Если на вход подается сигнал отрицательной полярности, то он действу­ет так же, как источник смещения, и диод будет еще дальше переходить в область отсечки. Следовательно, в данной схеме срезается часть сигнала, находящаяся ниже уровня смещения 4,5 В.

Предположим, что входной сигнал представляет собой коле­бания прямоугольной формы (рис. 11.4). Так как полный раз­мах сигнала составляет 24 В, амплитуда сигнала во время поло­жительного и отрицательного полупериодов равна 12 В. При по­ложительном полупериоде входной сигнал должен превысить напряжение смещения 4,5 В, и только после этого диод откро­ется. Следовательно, амплитуда выходного сигнала будет со­ставлять только 7,5 В.