3.5.2. Параллельные диодные ограничители

1) Ограничитель с нулевым порогом ограничения. Схема такого огра­ничителя приведена на рис. 3.19, а. Необходимым элементом ее является ограничивающий резистор RОГР, который выбирают так, чтобы выполнялось неравенство

RПР << RОГР << RН << RОБР,

где RПР и RОБР – сопротивления диода, смещенного в прямом и обратном направлениях.

Входное напряжение ограничителя распределяется между RОГР и участком цепи, образованным параллельно включенным диодом и нагрузкой RH.

При открытом диоде сопротивление этого участка за счет небольшого RПР мало и почти все входное напряжение выделяется на RОГР (RОГР >> RПР), а uВЫХ » 0.

Запертый диод не шунтирует нагрузку RH (RОБР >> RH); входное напряжение делится между RОГР и RH, и так как RH >> RОГР, то на нагрузку падает основная часть uВХ: uВЫХ » uВХ.

В схеме рис. 3.19, а диод открывается во время действия положительной полуволны uВХ. Поэтому на выходе выделяется по существу только отрицательная полуволна – схема обеспечивает ограничение сверху с нулевым порогом.

Работу ограничителя (см. рис. 3.19, а) иллюстрируют временные диаграммы (рис. 3.19, б). Хотя RОГР << RH, часть входного напряжения выделяется на RОГР, так что даже при запертом диоде выходное напряжение несколько меньше входного. Сопротивление открытого диода мало (RПР << RОГР), но не равно нулю; поэтому часть положительной полуволны uВХ на выходе все-таки выделяется.

Если изменить направление включения диода (рис. 3.19, в, г), то на выходе схемы выделится положительная полуволна – схема обеспечивает ограничение снизу с нулевым порогом.

2) Ограничитель с ненулевым порогом ограничения. Включение источника в цепь диода позволяет получить уровни ограничения, отличные от нуля. Так, в схеме рис. 3.20, а в отсутствие входного напряжения диод заперт и uВЫХ = 0. Отрицательная полуволна uВХ не может отпереть диод и почти все ее напряжение выделяется на выходе. Пока положительная полуволна входного напряжения не отпирает диод, напряжение с входа передается на выход.

После того как uВХ превысит Е, диод откроется и выходное напряжение перестанет изменяться вслед за входным. Таким образом, схема обеспечивает ограничение

сверху на уровне Е. Ограничение снизу на уровне – Е дает схема, приведенная на рис. 3.20, б.

Комбинируя рассмотренные схемы, можно получить двусторонний ограничитель (рис. 3.20, в). До поступления входного напряжения диоды Д1 и Д2 заперты и uВЫХ = 0. Во время действия положительной полуволны uВХ диод Д2 заперт и схема работает подобно схеме, изображенной на рис. 3.20, а, обеспечивая ограничение сверху на уровне E1.

Во время действия отрицательной полуволны uВХ заперт диод Д1 и схема работает подобно схеме, изображенной на рис. 3.20, б, обеспечивая ограничение снизу на уровне – Е2. Временные диаграммы, изображенные на рис. 3.20, соответствуют идеальному диоду: RПР = 0, RОБР = ¥.