Амплитудные ограничители

Амплитудным ограничителем называется устройство, на выходе которого напряжение остается практически постоянным, когда входное напряжение либо превышает некоторое пороговое значение (ограничение сверху), либо становится ниже порогового значения (ограничение снизу). Одновременное ограничение сверху и снизу называется двухсторонним.

Наиболее простыми являются ограничители на диодах (диодные ограничители). Диодные ограничители бывают последовательными (диод включен последовательно с нагрузкой) и параллельные (диод включен параллельно нагрузке). На рис. 10,а показан последовательный диодный двухсторонний ограничитель, в котором при входных напряжениях от минус 0,5 В до +0,5 В напряжение на выходе практически равно нулю и отличается от нуля, если входное напряжение выходит за указанные рамки. Это позволяет подавлять нежелательные сигналы малого уровня (фон, шумы). На рис. 10,б показан параллельный диодный двухсторонний ограничитель, в котором напряжения от минус 0,5 В до +0,5 В передаются на выход без изменений, а напряжения, выходящие за указанные рамки, ограничиваются. Эта схема защищает последующие устройства (например, чувствительные усилители) от импульсных помех большой амплитуды. Для получения уровней ограничения ±0,15 В используют германиевые диоды (Д9Е и др.). Если нужны уровни ± 1 В и более, вместо одного диода VD1 или VD2 включают последовательно по два и более кремниевых диодов. Можно использовать вместо диодов стабилитроны с необходимым напряжением.

Изменить пороговое напряжение можно введением источника смещения Е_СМ (рис. 11, а). В этом случае диод переключается в открытое состояние (U_ВЫХ » U_BX) при U_BX > E_СМ. Когда U_BX < E_СМ диод закрыт и U_ВЫХ = Е_СМ. Передаточная характеристика для этой схемы показана на рис. 11, б сплошной линией. Если изменить полярность источника смещения на обратную, то передаточная характеристика примет вид, как показано на этом же рисунке штриховой линией.

Если одновременно надо усилить ограниченный сигнал, используют ограничитель на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. В этом случае, ограничение снизу происходит за счет запирания транзистора, а ограничение сверху – за счет насыщения базо-эмиттерного перехода.