Двусторонний ограничитель

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 481 4298/09 (22) 16.04.90 (46) 15.11.93 Бюп. Na 41-42 (76) Чистозвонов Владимир Апександрович (54) ДВУСТОРОННИЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоприемникам Цель — сохранение (в) RU (ii) 2003218 С1 (51) 1 II линейности амппитудной характеристики и широкопопосности при однополупериодном выделении сигналов, по модулю превышающих пороги ограничения; Устройство содержит транзисторы 1 — 4, токозадающие элементы 5 и 6, нагрузочные резисторы 7 и 8, делитель 9 напряжения, а также конденсаторы 10 и 1 1. 1 ип.

2003218

Изобретение относится к радиотехнике. в частности к радиоприемной технике.

Цель изобретения — сохранение линейности амплитудной характеристики и широко пол осности ограничителя при однополупериодном выделении или амплитудном детектировании сигналов, по модулю превышающих пороги ограничения, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухстороннего ограничителя, Двухсторонний ограничитель содержит первый, второй, третий, четвертый транзисторы 1-4, первый и второй токозадающие элементы 5 и 6, первый нагрузочный элемент 7. содержащий резистор 8 и конденсатор 9, второй нагрузочный элемент 10, содержащий резистор 11 и конденсатор 12, делитель 13 напряжения.

Двухсторонний ограничитель работает следующим образом, Входной сигнал от токового источника сигнала поступает на эмиттер первого транзистора 1, с его коллектора — на эмиттер второго транзистора 2 и далее с коллектора второго транзистора 2 (выход ограничителя) — а нагрузку.

Первый и второй токозадающие weменты 5 и 6 обеспечивают токи покоя первого и второго транзистора 1 и 2, Для обеспечения симметричного даухстороннего ограничения входного сигнала при поочередной отсечке токов транзисторов 1 и 2 в области ограничения, ток второго токозадающего элемента 6 должен вдвое превышать ток первого токозадающего элемента 5.

Делитель 13 напряжения обеспечивает работу всех транзисторов устройства в режиме с общей базой. причем на базах третьего и четвертого транзисторов 3 и 4 создаются смещения, при которых а области пропускания ограничителя они находятся в закрытом состоянии и не оказывают шунтирующего действия нэ эмиттеры открытых первого и второго транзисторов 1 и

2.

Эмиттерные переходы третьего и четвертого транзисторов 3 и 4 открываются после запирания соответственно первого и второго транзисторов 1 и 2 в режиме ограничения входного сигнала, ограничивая броски обратных напряжений на их эмиттерных переходах. Благодаря этому исключается затягивание переходных процессов открывания первого и второго транзисторов

1 и 2 и осуществляется выделение сигналов, по модулю превышающих пороги ограничения на элементах нагрузки 7 и 10 вследствие протекания сверхпороговых входных токов противоположных полярностей соответственно через третий и четвертый транзисторыЗи5.

При наличии конденсаторов 9 и 12, шунтирующих резисторы 8 и 11 элементов на5 грузки 7, 10 осуществляется усреднение выделенных сверхпороговых сигналоа, при этом на выходах Д1, Д2 устройства реализуется эффект детектирования сверхпороговых сигналов, Согласно закону Ома среднее значения (продетектированного сигнала) на выходе

Д1 (см, чертеж) устройства может быть рассчитано по формуле

0выхО1 = Icp 1 н (1) где lcp — среднее значение сверхпорогового входного тока. протекающего через третий транзистор 3;

R< — полное (с учетом внешней нагрузки) активное сопротивление нагрузки в коллек20 торной цепи третьего транзистора.

Пренебрегая базовыми токами третьего транзистора 3, выражение (1) для периодического сигнала можно записать в виде

1 Х

25 Овых01 = (— (вх(1) 10Щ н. (2) т, где Т вЂ” период повторения сигнала;

l (t) — ток входного сигнала;

lo — пороговый уровень ограничения входного сигнала (равен току первого токозадающего элемента);

Ж вЂ” интервал интегрирования в пределах периода повторения сигнала, на котором выполняется условие

1вх(1) > lo, Для гармонического сигнала выражение (2) принимает вид н lp lp

Овыхд1 = — pl Sin(arCCaS — — larCCOSS — 1, (3)

Л Iu м

40 а для сигнала типа "меандр" выхД1 е (4) где f — амплитудное значение тока входно45 го сигнала.

При симметричном ограничении входного сигнала, с учетом малости базовых токов первого и четвертого транзисторов 1 и 4 передаточные характеристики по выходу Д2 аналогичны характеристикам по выходу Д1.

При этом продетектированное напряжение сигнала нэ выходе Д2 имеет противоположную полярность и привязано к уровню напряжения питания.

Постоянная времени установления напряжения на выходе Д1 (Д2) определяется формулой r = ЙнСн, Где Йн и Сн соответственно полное активное сопротивление и полная емкость нагрузки в коллекторной цепи третьего (четвертого) транзистора.. 2003218

Нормальная работа устройства обеспечивается выбором значений сопротивления нагрузок, напряжения питания и напряжений смещения на базах транзисторов, задаваемых делителем напряжения 13, из условия работы всех транзисторов в допараметрическом режиме Э4. При этом выбор напряжений смещения на базах транзисторов для схемы устройства, приведенной на чертеже, не должен противоречить условию

0 < U> < У2 < 0з < U4 < Е, где Ul, 0г, Оз, U4, Ел — соответственно напряжения смещения на базах третьего, первого, второго и четвертого транзисторов и напряжение источника питания.

Для выполнения предлагаемого устройства в качестве транзисторов 2, 3 и 1, 4 могут использоваться, например, транзисторы

КТ363 и КТ368; в качестве токозадающих элементов 5, 6 — резисторы с сопротивлениями R), Rg» гэ (где гэ — сопротивление эмиттера транзистора 1 при токе эмиттера, равном току токозадающего элемента 5. подключенные соответственно между эмиттером первого транзистора 1 и общей шиной; эмиттером второго транзистора 2 и шиной источника питания и рассчитанные с учетом обеспечения необходимого режима работы устройства; в качестве делителя напряжения 13 — реэистивный делитель (из последовательно включенных резисторов), звенья которого зашунтированы на корпус блокирующими конденсаторами, обеспечиФормула изобретения двчстоРонний огРАничитель, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие разную структуру, эмиттер первого транзистора является входом двустороннего ограничителя и через первый токозадающий элемент соединен с общей шиной, коллектор первого транзистора подключен к змиттеру второго транзистора и через второй токозадающий элемент соединен с общей шиной, коллектор второго транзистора является выходом двустороннего ограничителя, при этом эмиттерные переходы первого и второго транзисторов эашунтироааны соответственно первым и вторым нелинейными элементами, отличающийся тем, что, с целью сохранения линейности амплитудной характеристики и широкополосности при однополупериодном выделении или амплитудном детективающими режим работы транзисторов по схеме с общей базой. ток реэистивного делителя выбирается

5I из условия!д > — р —, где!о — ток токоэадающего элемента 5: P — минимальное значение коэффициента передачи тока базы используемых транзисторов.

Предлагаемый двухсторонний ограни10 читель обладает следующими преимуществами перед прототипом: расширенные функциональные возможности за счет выделения или детектирования входных сигналов положительной и(или) отрицательной

15 полярности, по модулю превышающих верхний и(или) нижний пороги ограничения, позволяющие дополнительно испольэовать это устройство, например, для формирования сигналов автоматической регулировки

20 усиления радиоприемного тракта; для работы устройства требуется только одно питающее напряжение, что упрощает его практическое применение.

25 Эти преимущества направлены на упрощение и оптимизацию схемотехнических решений радиоаппаратуры. Использование предлагаемого изобретения в народном хозяйстве даст положительный технико-эко30 номический эффект. (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1617631, кл. Н 03 G 11/00, 05.12.88. ровании сигналов, по модулю превышающих пороги ограничителя, первый и второй нелинейные элементы выполнены в виде база-эмиттерных переходов

40 соответственно третьего и четвертого транзисторов, имеющих структуры соответственно второго и первого транзисторов, базы всех транзисторов подключены к

45 соответствующим отводам введенного делителя напряжения, включенного между общей шиной и шиной питания двустороннего ограничителя, при этом коллекторы третьего и четвертого транзисторов явля50 ются выходами соответствующего однополупериодного сигнала превышения по модулю порога ограничения и через соответственно первый и второй введенные нагрузочные элементы подключены к об55 щей шине и шине питания двустороннего ., ограничителя.

2003218

Составитель В.Чистозвонов

Техред М. Моргентал <орректор Н;Шмакова

Редактор Л,Волкова

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Подписное

"-: àêàç 3237

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101