Раздел: Документация
0 ... 52 53 54 55 56 57 58 ... 82 устройства поддерживается постоянный сигнал, равный соответствующему граничному значению. Рис. 8-1 показывает схемы ограничителей, выполненных на Сщзе ОУ. В ограничителе по схеме рис. 8-1, а между выходом @У и выходом устройства включен диодный мост. Пока открыты оба диода Д1 и Д4, входящие в этот мост, на выходе ограничителя сигнал определяется равенством 1/вых = вх0(8-1) Если же выходной сигнал ОУ превысит один из уровней ограничения, то диодный мост перестанет пропускать сигнал с вы- a)r2*)  Рис 8-1. Схемы ограничителей сигнала на основе ОУ хода ОУ и на выходе устройства напряжение [/ВЬ1Х будет постоянным вне зависимости от значения UBT. Действительно, предположим, что выходной сигнал ОУ имеет большое положительное значение, вследствие чего диод Д1 закрыт. Диод Д4 при этом открыт и в точке Ь на рис. 8-1, а поддерживается напряжение, практически такое же, как и на выходе ОУ. Вследствие этого диод ДЗ также будет закрыт, а выходное напряжение f/цых ограничителя будет определяться током, проходящим от источника + Е через резистор R4, диод Д2 и далее в резистор R3 и последовательно соединенные резисторы R2 и R1. Таким образом, положительный уровень ограничения будет Utp % + Е-Ш±1А—(8-2) где «8II (Я 1+Rd = R* {Ri+R*)/IR* + {Ri+Rn>). Равенство (8-2) приближенное, поскольку при его выводе мы пренебрегаем падением напряжения на открытом диоде Д2. Аналогичным образом можно найти выражение, определяющее нижний уровень ограничения UZр » - Е-Rs"-.(8-3) Д» + К.11(д1 + *8) Таким образом, напряжение UBUX при изменении UBX будет изменяться в соответствии с формулой (8-1) лишь внутри границ, определяемых равенствами (8-2) и (8-3). Недостатком ограничителя по схеме рис. 8-1, а является нестабильность уровней ограничения, обусловленная нестабильностью падения напряжения на открытом диоде (Д2 или ДЗ). В ограничителе по схеме рис. 8-1, б ограничение выходного сигнала наступает вследствие пробоя двустороннего стабилитрона Д, включенного в цепь ООС операционного усилителя. Поскольку при этом напряжение на И-входе ОУ за счет ООС поддерживается равным нулю, то уровни ограничения равны напряжениям стабилизации двустороннего стабилитрона Д. Внутри диапазона, ограниченного этими напряжениями, выходное напряжение ОУ изменяется как и в обычном инвертирующем усилителе, т. е. £/вых =—UBXR2/R\. Если резистор R2 отсутствует (£?2=°°), то устройство работает как формирователь сигнала прямоугольной формы. Можно предложить схему прецизионного ограничителя (рис. 8-1, в), в котором уровни ограничения с большой точностью поддерживаются равными напряжениям Ua и Ub, задаваемым в точках а и b резистивным делителем R2, R3, R4. Пока входной сигнал UBX лежит между уровнями Ua и Ub, диоды Д1 и Д2 закрыты и сигнал UBX через резистор R1 без искажения проходит на выход устройства. Если же, например, UBX увеличится так, что превысит Ua, то напряжение на выходе ОУ1 станет отрицательным, диод Д1 откроется и за счет образовавшейся при этом цепи ООС напряжение на И-входе ОУ1 и на зажимах UBh]X будет поддерживаться равным Ua. Аналогичным образом работает усилитель ОУ2 и диод Д2 при UBX<Ub. В ограничителе по схеме рис. 8-1, в неравное нулю падение напряжения на открытых диодах не приводит к погрешности в задании уровней ограничения. Формирователи напряжения прямоугольной формы работают подобно триггеру Шмитта: их выходное напряжение всегда равно одному из двух фиксированных уровней, а переход с одного из этих уровней на другой осуществляется под воздействием входного сигнала. Рассмотрим работу формирователя по схеме рис. 8-2, а. Здесь выход ОУ через ограничитель, содержащий резистор R3 и двусторонний стабилитрон Д, и через резистивный делитель R2, R1 соединен с Н-входом ОУ. Благодаря этому ОУ оказывается охваченным положительной обратной связью (ПОС). Если коэффициент ПОС 3П, определяемый отношением R1KR1 + R2 + R2), больше 1/К, гцеК — коэффициент усиления ОУ, то зависимость UBUX от UBX приобретает релейный характер. Ширина гистерезисной петли такого формирователя при pn>l будет равна UCTRi/(Ri + R2), где £УСТ — размах напряжения на стабилитроне Д (£VCT = 1£/~ -f-1и — напряжения стабилизации двустороннего стабилитрона). Напря-  жение Е, поданное на Н-вход ОУ через резистор R1, смещает середину гистерезисной петли на величину ER2/(Ri + R2) • В итоге нижний и верхний уровни срабатывания по входу будут определяться выражениями UZ RJ (R1+R2) +ER2/(R1+R2) и с/ст+Х XR1KR1 + R2) +ER2UR1 + R2). В качестве выходного напряжения формирователя на рис. 8-2, а можно использовать напряжение со стабилитрона Д; уровни выходного сигнала при этом будут более стабильными, но нагрузочная способность формирователя — ниже. Уровни срабатывания формирователя по схеме рис. 8-2, б определяются теми же выражениями, что и у рассмотренного только что формирователя (рис. 8-2, а). Особенностью схемы формирователя рис. 8-2, б является то, что ограничение выходного напряжения ОУ здесь обусловлено двусторонним стабилитроном, включенным в цепь ООС ОУ. 0 ... 52 53 54 55 56 57 58 ... 82
|
