Жан-Поль Эймишен - Электроника?.. Нет ничего проще!

Рис. 54. Ограничитель с параллельно включенным диодом, замыкающим накоротко цепь для отрицательной части входного напряжения.

Во время положительных полупериодов входного сигнала U вх диод Д заперт и напряжение U вх поступает на выход (через резистор R ). Во время отрицательных полупериодов сигнала U вх диод Д открыт и играет роль короткозамыкателя — напряжения на выходе нет. В принципе резистор R и диод Д работают как делитель напряжения, один элемент которого ( Д ) может иметь бесконечно большое или равное нулю сопротивление [11] Точнее говоря, в прямом направлении диод обладает хотя малым, но вполне определенным конечным сопротивлением, и в силу этого не является идеальным «замыкателем». См. следующий раздел данной беседы. ( Прим. ред .) .

Н. — Это объяснение, очевидно, относится и к первой схеме. За исключением перемены мест диода и резистора схемы идентичны, и я не понимаю, почему второй ограничитель кажется тебе хуже первого.

Л. — Сейчас ты это увидишь. В схеме на рис. 53 во время положительных полупериодов сигнала U вх (а меня интересуют только эти полупериоды, потому что отрицательные срезаются) источник U вx подключается практически непосредственно на выход, так как ток проходит по диоду Д , обладающему малым сопротивлением. А в схеме на рис. 54 во время положительных полупериодов сигнала U вх между входом и выходом находится резистор R . Все происходит так, как если бы увеличилось внутреннее сопротивление источника U вх , а я тебе уже объяснил, насколько вредно повышение внутреннего сопротивления источника — оно может исказить форму сигналов.

Н. — Теперь я тебя совсем не понимаю! Только что, срезав все отрицательные полупериоды, ты сам ужасно деформировал сигнал, а теперь кажется боишься какой-то другой деформации?

Л. — Как ты говоришь, я «ужасно» деформировал сигнал, но это мне было нужно, чтобы, например, убрать отрицательные полупериоды. Это не означает, что мне обязательно требуется изменить также и форму положительных полупериодов: они могут являться необходимыми мне положительными синхронизирующими импульсами. Именно поэтому я сожалею о наличии в схеме на рис. 54 последовательно включенного резистора R .

Я не могу сильно уменьшить сопротивление резистора R , так как для хорошего срезания отрицательных полупериодов оно должно быть большим по сравнению с динамическим сопротивлением диода.

Н. — Должно быть это несложно, ведь проводящий диод накоротко замыкает цепь.

Л. — Это было бы слишком хорошо! Даже у самых хороших полупроводниковых диодов внутреннее динамическое сопротивление практически не бывает меньше 50 или даже 100 ом. А вакуумный диод с динамическим сопротивлением меньше 300 ом большая редкость. Я показал схему для того, чтобы позволить тебе сделать двухуровневый ограничитель. Взгляни на схему рис. 55.

Рис. 55. Двухуровневый ограничитель, выходное напряжение равно входному, когда последнее находится в пределах от +Uдо —U.

Как ты видишь, входное напряжение проходит на выход только в том случае, если оно больше —U и меньше +U . Напряжения порога ограничения U подаются на диоды, например, от двух маленьких батарей. Если входное напряжение U вх поднимается выше +U , то диод Д 2 проводит ток и напряжение на выходе равно +U . Если входное напряжение опускается ниже —U , то ток пропускает диод Д 1 и напряжение на выходе равно —U .

Н. — Тогда, подав на вход синусоидальное напряжение (рис. 56, а ), на выходе получим странную штуку, изображенную на рис. 56, б ?

Рис. 56. Подавая синусоиду ( а) на вход схемы, изображенной на рис. 55, на выходе получают синусоиду со срезанными верхушками ( б).

Л. — Правильно. Ты очень хорошо нарисовал выходной сигнал — фронты сигнала не отвесные (отвесными они могут быть только в том случае, если амплитуда U вх очень велика по сравнению с U ). Поэтому, когда требуются сигналы более приближающиеся к прямоугольной форме (как показано на рис. 57), часто приходится вновь усиливать и затем еще раз ограничивать сигнал, полученный после первого ограничения. В результате получается колебание, по своей форме близкое к прямоугольным сигналам.