На операционном усилителе

В результате положительному полупериоду входного напряжения соответствует мгновенный коэффициент передачи операционного усилителя , равный 1, а отрицательному – коэффициент передачи, равный –1. В результате на выходе операционного усилителя получается пульсирующий сигнал u, совпадающий с положительными полупериодами и инвертированными отрицательными полупериодами входного сигнала, как это показано на рисунке 5.11. Этот сигнал сглаживается фильтром нижних частот. В результате выходное напряжение u_вых повторяет закон изменения амплитуды входного сигнала.

Рисунок 5.11 – Временные диаграммы напряжений на входе и выходе синхронного амплитудного детектора

Мгновенный коэффициент передачи изменяется синхронно с входным сигналом, поэтому данный детектор называется синхронным.

25.Назначение амплитудных ограничителей. Амплитудный ограничитель с односторонним ограничением и переменной отсечкой.

Амплитудный ограничитель предназначен для поддержания постоянства амплитуды выходного напряжения при изменяющейся амплитуде входного сигнала.

Амплитудной характеристикой амплитудного ограничителя (характеристикой ограничения) называется зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды напряжения входного немодулированного сигнала.

Типичная характеристика ограничения представлена на рисунке 5.12.

Рисунок 5.12- Амплитудная характеристика амплитудного ограничителя

На начальном участке характеристики при амплитуда выходного напряжения прямо пропорциональна амплитуде входного напряжения. При дальнейшем увеличении амплитуда выходного напряжения изменяется в небольших пределах. В идеальном случае она должна быть постоянной. Амплитуда входного напряжения , при превышении которой каскад входит в режим ограничения, называется порогом ограничения.

Амплитудный ограничитель с односторонним ограничением и переменной отсечкой

Принципиальная схема амплитудного ограничителя приведена на рисунке 5.13

Рисунок 5.13 – Амплитудный ограничитель с односторонним ограничением и

переменной отсечкой

В цепь затвора полевого транзистора включен последовательный амплитудный детектор. Напряжение с амплитудой U_k поступает на детектор с входного колебательного контура. Постоянное напряжение на сопротивлении нагрузки детектора R_н равно U_kK_д, где K_д – коэффициент передачи амплитудного детектора. Это напряжение является напряжением отрицательного смещения для транзистора. Наряду с напряжением смещения на входе транзистора действует переменное напряжение с амплитудой .

Из рисунка 5.14 видно, что при малых амплитудах входного напряжения выходной ток i изменяется в пределах участка проходной вольтамперной характеристики. Близкого к линейному, каскад работает в режиме усиления, амплитуда выходного напряжения прямо пропорциональна амплитуде входного сигнала.

Рисунок 5.14 - Проходная вольтамперная характеристика транзистора и временные диаграммы входного напряжения и выходного тока транзистора

Чем больше амплитуда входного напряжения, тем больше напряжение смещения на затворе транзистора, и каскад переходит в режим работы с отсечкой выходного тока.

Так как амплитудный ограничитель имеет резонансную нагрузку, настроенную на частоту входного сигнала, то падение напряжения на нагрузке создается только первой гармоникой выходного тока.

Амплитуда первой гармоники тока увеличивается с увеличением максимального значения тока и угла отсечки . Поскольку с увеличением угол отсечки уменьшается, то появляется возможность поддержания постоянства амплитуды первой гармоники тока, следовательно, и амплитуды выходного напряжения.

При больших значениях коэффициента включения p максимальное значение тока увеличивается в большей степени, чем уменьшается угол отсечки, имеет место режим недоограничения.

При малых значениях коэффициента включения p максимальное значение тока увеличивается в меньшей степени, чем уменьшается угол отсечки, имеет место режим переограничения.

Следовательно, существует оптимальное значение коэффициента включения , при котором амплитуда выходного напряжения остается постоянной при изменении амплитуды входного напряжения.

Сказанное иллюстрируется рисунком 5.15.

Достоинством данного амплитудного ограничителя является возможность обеспечения постоянства амплитуды выходного напряжения при изменении амплитуды входного сигнала в широких пределах.

Рисунок 5.15 – Амплитудные характеристики ограничителя с односторонним ограничением и переменной отсечкой при различных значениях коэффициента включения