Учебное пособие: Ограничители импульсных сигналов

Тема. Ограничители импульсных сигналов.

План лекции

1.Назначение и типы ограничителей

2.Амплитудные селекторы

3.Дифференцирующие и интегрирующие цепочки

Назначение и типы ограничителей

Электронные ключи используют в устройствах формирования импульсов. К простейшим и наиболее распространенным устройствам формирования импульсов относят ограничители, а также линейные цепи, включаемые на выходе электронных ключей.

Ограничителем называют нелинейный четырехполюсник, выходное напряжение которого повторяет входное напряжение, если последнее не выходит за уровни ограничения, и почти не изменяется, если входное напряжение выходит за эти уровни.

Для ограничения сверху применяют последовательные или параллельные диодные ключи, а также транзисторные ключи, работающие только в режиме отсечки или только в режиме насыщения. На рис. 1.1 показано ограничение синусоидального напряжения с помощью параллельного диодного ключа. Уровень ограничения равен уровню включения ключа. Аналогично получают ограничение снизу. Для двустороннего ограничения используют двойные ключи.

Применение ограничителей весьма разнообразно. С помощью ограничителей легко сформировать трапецеидальное напряжение из синусоидального. Если амплитуда входного напряжения значительно больше входного напряжения, то можно получить выходное напряжение, близкое по форме к прямоугольным импульсам. Другое применение ограничителей – сглаживание вершин импульсов, искаженных помехой или определяемых условиями формирования. Ограничители применяют также для формирования импульсов неизменной амплитуды, например в устройствах измерения временных или фазовых сдвигов между сигналами.

1.  Амплитудные селекторы

Обширная область применения – устройства амплитудной селекции (выделения). Амплитудным селектором называют устройство, предназначенное для выделения импульсов, амплитуда которых больше или меньше определенного уровня (уровня селекции), или импульсов, амплитуда которых находится в заданных пределах (рис. 1.3, а). При нулевом уровне ограничения можно выделять импульсы по полярности (рис. 1.3, б).

2.  Дифференцирующие и интегрирующие цепочки

Для формирования коротких импульсов служат дифференцирующие цепи – линейные четырехполюсники, у которых выходное напряжение пропорционально производной входного напряжения по времени:

          ,

где  – коэффициент пропорциональности.

На приведены схемы простейшей дифференцирующей RC-цепи и диаграммы, демонстрирующие её работу прямоугольного импульсного напряжения. Для уменьшения длительности выходных импульсов следует уменьшить постоянную цепи . Можно показать, что при этом повышается точность дифференцирования входного напряжения.

Интегрирующие цепи – четырехполюсники, у которых выходное напряжение пропорционально интегралу по времени от входного напряжения, – применяют для формирования импульсов реже, чем дифференцирующие цепи. Схема интегрирующей цепи отличается тем, что конденсатор  и резистор  меняются местами.