Функциональная схема АО с переменным смещением представлена рис. 1.7.
Рисунок 1.7 – Схема АО с переменным смещением
Режим работы транзистора определяется тремя источниками питания Е 1, Енач и Едоб (Есм = Енач-Едоб); полярность напряжения Едоб обычно обратна полярности Енач. Напряжение Едо6 вырабатывает АД, который детектирует, как правило, входное напряжение uвх. Напряжение Едоб = F (Uвх); чем больше амплитуда входного сигнала, тем больше Едоб. Допустим, что вначале амплитуда входного напряжения мала (рис. 1.8); при этом Едоб≈0; Есм = Енач. АО в этом случае работает как обыч ный усилитель (напряжение на транзисторе uс = U вх + Есм).
Рисунок 1.8 – Иллюстрация принципа работы АО с переменным смещением
При увеличении напряжения U вx растет Едоб, и поскольку полярность Едоб обратна полярности Енач, напряжение Есм уменьшается и при больших значениях U вx наступает отсечка выходного тока i вых. Чем больше U вx, тем меньше угол отсечки выходного тока транзистора θ. С уменьшением θ при возрастании U вx увеличивается максимальное значение импульса выходного тока i выхmax. Таким образом, в АО с переменным смещением при увеличении Uвx, начиная с некоторого значения (Uвx = Uпор, происходит одновременное увеличение i выхmax и уменьшение θ. На выходе АО включен колебательный контур, выделяющий первую гармонику Im1 выходного тока: напряжение на выходе U выx = Im1Rэкв. Амплитудная характеристика АО с переменным смещением показана на рис. 1.9. При коэффициенте передачи АД Кд = Кд opt АХ наиболее близка к идеальной. При Кд >> Кд opt, и увеличении U вx напряжение Едоб растет быстрее, чем при Кд opt, при этом ток i выхmax изменяется мало, а угол отсечки уменьшается быстро, по этой причине амплитуда тока Im1 при увеличении U вx уменьшается и, следовательно, АХ будет иметь спадающий участок.
Рисунок 1.9 – Амплитудная характеристика АО с переменным смещением
Заключение
1. Напряжение на выходе ограничителя мгновенных значений отличается по форме от входного напряжения.
2. АО обеспечивает постоянство амплитуды выходного гармонического колебания, но не изменяет частоту и фазу входного сигнала.
3. В диодном АО постоянство напряжения Uвыx обеспечивается при Uвx>Uпор за счет шунтирования контура входным сопротивлением диода, которое возрастает по мере увеличения Uвx.
4. В АО с одним транзистором ограничение наступает при Uвx > Unop, когда транзистор начинает работать в нелинейном режиме, характеризуемом появлением отсечки его коллекторного тока. При этом рост амплитуды первой гармоники Im1 замедляется, что ограничивает увеличение Uвыx.
5. Двустороннее ограничение выходного тока АО с двумя транзисторами и общим RЭ обеспечивается благодаря запиранию первого транзистора при большом положительном потенциале на его базе и второго при большом отрицательном потенциале на базе первого транзистора.
6. В АО с переменным смещением смещение на транзисторе зависит от уровня входного сигнала, что обеспечивается включением во входную цепь транзистора АД. При Uвx > Unop наступает отсечка выходного тока АО. С увеличением U вx амплитуда первой гармоники выходного тока, определяющая Uвых, одновременно увеличивается из-за роста i выхmax и уменьшается из-за уменьшения θ, этим обеспечивается примерное постоянство Im1.