Главная > Схемотехника > Аналоговая электроника на операционных усилителях
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Управляемый напряжением ограничитель на ОУ

Управляемый напряжением ограничитель на ОУ показан на рис. 11.8. Рассмотрим случай ограничения положительного сигнала (рис. 11.8 а). При входном напряжении меньшем, чем ОУ находится в состоянии положительного насыщения, поэтому диод смещен в обратном направлении и не участвует в работе схемы. Входное напряжение передается на выход через резистор R. Когда входное напряжение оказывается больше порога ограничения выходное напряжение ОУ меняет знак, диод открывается, цепь обратной связи ОУ замыкается, и на выходе схемы устанавливается напряжение При ограничении отрицательных сигналов (рис. 11.86) схема действует аналогично, но полярности напряжений

и включения дисща меняются на противоположные. Если нужно ограничить как положительный, так и отрицательный сигналы, можно включить две эти схемы последовательно. Отметим, что ОУ должен выдерживать большие дифференциальные входные напряжения.

Данный способ позволяет получить хорошую характеристику ограничения, так как все "неидеальности" диода ослабляются в раз, где — коэффициент усиления ОУ. Схема имеет высокое входное сопротивление по входу порогового напряжения, поскольку оно подается непосредственно на неинвертирующий вход ОУ. Один из основных ее недостатков заключается в невысоком быстродействии, поскольку при переходе в режим ограничения ОУ должен сначала выйти из состояния насыщения в линейный режим. Возможные способы улучшения схемы описаны ниже.

Сопротивление резистора R должно выбираться, исходя из двух противоречивых требований. С одной стороны, его сопротивление определяет выходное сопротивление схемы в линейной области (в отсутствие

Рис. 11.8. Управляемый напряжением ограничитель: а) ограничение положительного сигнала, б) ограничение отрицательного сигнала.

ограничения), поэтому оно должно быть минимальным. С другой стороны, в режиме ограничения резистор R определяет входное сопротивление устройства, а поэтому его сопротивление должно быть увеличено. Обычно номинал резистора R выбирают около 1 кОм.

Один из способов уменьшения времени переключения схемы состоит в применении нескорректированного ОУ, причем корректирующий конденсатор подключается только тогда, когда он необходим, т.е. тогда, когда ОУ находится в линейном режиме (в области ограничения, не пугать с линейной участком всей схемы! — прим. ред.). При таком включении при переходе в область ограничения ОУ будет иметь максимальную скорость нарастания выходного напряжения, поскольку она не будет ограничиваться корректирующим конденсатором, и будет устойчив в этой области при замкнутой петле обратной связи. Приведенную на рис. 11.9 схему можно использовать для таких ОУ, у которых корректирующий конденсатор включается между внешним выводом коррекции и выходом.

На рис. 11.10 показан двусторонний управляемый напряжением ограничитель с высоким входным сопротивлением как по входам пороговых напряжений, так и по сигнальному, а также с достаточно низким выходным сопротивлением. Если входное напряжение находится в интервале между пороговыми уровнями, выходное напряжение схемы определяется повторителем на ОУ Ограничение сигнала на верхнем уровне обеспечивает ОУ а на нижнем — в режиме ограничения ОУ или имеют приоритет перед благодаря включению в схему резистора Сопротивление этого резистора выбирается так, чтобы ОУ входил в состояние насыщения при включении одного из ограничителей или Типичное значение R составляет около 1 кОм. Операционные усилители должны выдерживать большие дифференциальные входные напряжения.

Рис. 11.9. Использование в ограничителе нескорректированного ОУ.

Рис. 11.10. Универсальный двусторонний ограничитель.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление