1.2 Диодные амплитудные ограничители

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

1.3 Транзисторные амплитудные ограничители

 

Существует несколько разновидностей транзисторных АО: простейшие, с двумя транзисторами и общим R_Э, с переменным смещением

1.3.1 Простейший транзисторный амплитудный ограничитель

Простейший транзисторный АО. Такой АО аналогичен обычному транзисторному усилителю. В отличие от усилителя транзистор АО работает в нелинейном режиме, для этого коллекторное напряжение Е берут несколько меньше, чем в обычном усилителе; напряжение (U_вх имеет достаточно большую амплитуду. На выходных характеристиках транзистора i_к=F(U_кэ) (рис. 1.4) построена динамическая характеристика переменного тока (нагрузочная прямая), угол наклона которой определяется сопротивлением R_экв контура. При большой амплитуде U_вх наступает двусторонняя отсечка коллекторного тока, вызванная наличием областей запирания и насыщения. При этом ток i_к оказывается ограниченным по максимуму и по минимуму; резонансный контур выделяет первую гармонику коллекторного тока. При U_вх < U_пор ток i_к не имеет отсечки и напряжение U_вых растет пропорционально U_вх; при U_вх > U_пор появляется отсечка тока i_к, рост амплитуды первой гармоники коллекторного тока замедляется с увеличением U_вх, что обеспечивает в определенных пределах постоянство напряжения U_вых.

Рисунок 1.4 – Иллюстрация принципа работы транзисторного АО на основе выходных характеристик транзистора