Диодные ограничители.

Ограничителями называют устройства, пропускающие на выход часть входного напряжения, расположенную выше или ниже так называемого уровня ограничения.

Под уровнем ограничения понимается определенное значение напряжения (положительное, отрицательное или нулевое), по отношению к которому ограничитель обладает способностью пропускать импульсы соответствующего знака и амплитуды.

Различают ограничение двухстороннее, снизу и сверху.

Простейшими ограничителями являются диодные ограничители последовательного и параллельного типа.

Последовательный ограничитель снизу (см.рис.а) пропускает на выход ту часть входного напряжения, которая способна создать прямой ток в диоде VD (положительный импульс), а параллельный (см.рис.б)- ту часть, при которой диод VD запирается обратным напряжением.

Указанные схемы обеспечивают ограничение напряжения снизу на нулевом уровне, пропуская на выход только импульсы положительной полярности. При импульсах отрицательной полярности на входе выходное напряжение Uвых на выходных зажимах отсутствует, так как в первом случае к диоду приложено обратное напряжение, диод заперт и ток через резистор нагрузки Rнагр не протекает. Во втором случае диод VD шунтирует резистор Rнагр. В обоих случаях не происходит идеального ограничения и при входных отрицательных импульсах на выходе образуются небольшие отрицательные импульсы, что объясняется следующим.

В последовательном ограничителе наличие отрицательного напряжения на входе сопровождается прохождением обратного тока диода и Rнагр, что вызывает некоторое снижение напряжения на величину IобрRнагр на выходе. Эффект ограничения увеличивается с уменьшением обратного тока диода и уменьшением Rнагр.

Однако чрезмерное уменьшение сопротивления недопустимо, так как это увеличивает нагрузку источника Uвх и понижает амплитуду выходного сигнала при положительном импульсе на входе.

В параллельном ограничителе остаточное напряжение на выходе при отрицательном напряжении Uвх будет равно прямому падению напряжения в диоде DUпр и практически не зависит от сопротивления нагрузки. При положительном импульсе на входе часть положительного входного напряжения теряется в резисторе Rогр, предназначенного для защиты диода и источника входного напряжения от чрезмерного тока при отрицательном импульсе на входе.

Во избежание понижения амплитуды выходного напряжения необходимо выполнение условия Rнагр>>Rогр.

Последовательные ограничители применяют при низкоомных нагрузках, а параллельные- при высокоомных.

При необходимости ограничения на уровне, равном нулю, в схему диодного ограничителя вводят источник смещающего напряжения.

Схема обеспечивает ограничение на уровне +Е снизу. Источник смещающего напряжения включен встречно по отношению к направлению проводимости диода VD, поэтому на выход проходит только та часть входного напряжения, которая способна создать прямой ток в диоде выше уровня напряжения смещения. Когда диод заперт отрицательным входным напряжением- выходное напряжение равно нулю.