Амплитудный ограничитель с переменным смещением

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, Е_нач и Е_доб (Е_см = Е_нач-Е_доб); полярность напряжения Е_доб обычно обратна полярности Е_нач. Напряжение Е_до6 вырабатывает АД, который детектирует, как правило, входное напряжение u_вх. Напряжение Е_доб = F (U_вх); чем больше амплитуда входного сигнала, тем больше Е_доб. Допустим, что вначале амплитуда входного напряжения мала (рис. 1.8); при этом Е_доб≈0; Е_см = Е_нач. АО в этом случае работает как обыч ный усилитель (напряжение на транзисторе u_с = U _вх + Е_см).

Рисунок 1.8 – Иллюстрация принципа работы АО с переменным смещением

При увеличении напряжения U _вx растет Е_доб, и поскольку полярность Е_доб обратна полярности Е_нач, напряжение Е_см 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 U_вx, начиная с некоторого значения (U_вx = U_пор, происходит одновременное увеличение i _выхmax и уменьшение θ. На выходе АО включен колебательный контур, выделяющий первую гармонику I_m1 выходного тока: напряжение на выходе U _выx = I_m1R_экв. Амплитудная характеристика АО с переменным смещением показана на рис. 1.9. При коэффициенте передачи АД К_д = К_{д opt} АХ наиболее близка к идеальной. При К_д >> К_{д opt}, и увеличении U _вx напряжение Е_доб растет быстрее, чем при К_{д opt}, при этом ток i _выхmax изменяется мало, а угол отсечки уменьшается быстро, по этой причине амплитуда тока I_m1 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 U_выx обеспечивается при U_вx>U_пор за счет шунтирования контура входным сопротивлением диода, которое возрастает по мере увеличения U_вx.

4. В АО с одним транзистором ограничение наступает при U_вx > U_nop, когда транзистор начинает работать в нелинейном режиме, характеризуемом появлением отсечки его коллекторного тока. При этом рост амплитуды первой гармоники I_m1 замедляется, что ограничивает увеличение U_выx.

5. Двустороннее ограничение выходного тока АО с двумя транзисторами и общим R_Э 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 U_вx > U_nop наступает отсечка выходного тока АО. С увеличением U _вx амплитуда первой гармоники выходного тока, определяющая U_вых, одновременно увеличивается из-за роста i _выхmax и уменьшается из-за уменьшения θ, этим обеспечивается примерное постоянство I_m1.