- •Введение.
- •I. Ограничители.
- •Последовательные диодные ограничители.
- •Параллельные диодные ограничители.
- •Двусторонние диодные ограничители.
- •II. Фиксаторы уровня.
- •Макет лабораторной работы «Диодные ограничители и фиксаторы уровня».
- •Приборы для выполнения работы.
- •Порядок выполнения работы.
- •I. Исследовать работу схемы последовательного диодного ограничителя.
- •II. Исследовать работу схемы параллельного диодного ограничителя.
- •III. Исследование схемы двухстороннего ограничителя.
- •Исследование работы фиксатора уровня.
- •Форма и содержание отчета
Параллельные диодные ограничители.
В данном типе ограничителя (рис. 8) диод включается параллельно нагрузке, а резистор- последовательно.
рис.8
рис.9
Если диод Д закрыт, что соответствует случаю Uвх< Е, то входное напряжение поступает на вход без изменения формы. Если Uвх> Е, диод Д открыт и подключает выход к источнику смещения, при этом напряжение на выходе остается постоянным и равным Е (см. рис. 9).
Выходное напряжение может быть подсчитано по следующей формуле
(5)
Здесь – сопротивление диода, зависящее от его состояния.
Четкость ограничения согласно (5) зависит от соотношения сопротивлений R и. Ввиду того, что диод не может полностью шунтировать выход, т.к. его прямое сопротивление не равно нулю, схема параллельного ограничителя не дает четкого ограничения.
Переходные процессы в таком ограничителе рассмотрим на примере схемы рис.10
R
Uвх Uвых
Cд Со
рис.10
При формировании в момент отрицательного периода диод запирается и емкости (Cд + Co) заряжаются через сопротивлениеRдо напряженияU1с постоянной времени=R (Cд + Co).
При формировании положительного фронта емкости (Cд + Co) стремиться перезарядиться отU1доU2 cпостоянной= R (Cд + Co) но как только напряжение на них превысит нулевой уровень, отпирается диод. Таким образом, при одинаковых постоянных времени получается различная длительность положительного и отрицательного фронтов.
Двусторонние диодные ограничители.
Двустороннее ограничение получается последовательным включением двух отдельных ограничителей.
II. Фиксаторы уровня.
Схемы фиксации начального уровня импульсных сигналов (или схемы восстановления постоянной составляющей сигнала) применяют в импульсных устройствах потому, что разделительные конденсаторы и трансформаторы схем не пропускают постоянного напряжения или тока.
Фиксаторы уровня используют нелинейные элементы - обычно вакуумные или полупроводниковые диоды. Одна их схем фиксаторов уровня показана на рис.11
рис.11
рис.12
Переходная дифференцирующая цепь RCимеет большую постоянную времени и конденсаторСудерживает заряд в течение нескольких периодов повторения входных импульсов.
Отрицательный входной сигнал запирает диод Д, и сигнал
проходит к выходным зажимам схемы. В момент времени t1при переходе сигнала к положительной полярности диодДоткрывается, замыкая накоротко выход схемы. При этом емкостьСбыстро заряжается через сопротивление открытого диода до напряжения, равного амплитуде входного сигнала и сохраняет заряд в период (t1, t2) действия положительного сигнала.
В момент t2входное напряжение падает, а напряжение на емкости ввиду большой постоянной времени разрядаRC остается постоянным. Поэтому на выходе сигнал уменьшается на величину размаха сигнала. В моментt3 диод снова открывается и выходное напряжение возвращается к нулевому уровню.
Таким образом, на аноде фиксатора уровня сохраняется форма входного напряжения, но выходное напряжение изменяется от нулевого уровня только в одну сторону. Происходит фиксация верхнего уровня сигнала, а его постоянная составляющая смещается от нулевого уровня, чем и осуществляется ее восстановление. Переменная составляющая сигнала должна воспроизводиться на выходе с минимальными искажениями и неизменной амплитудой напряжения.