October 20 2017 00:26:37
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Закрытые и открытые диоды
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

В соответствии с характеристикой диода выходное напряжение img210

определяется логарифмом входного сигнала. К недостаткам преобразователя следует отнести существенную зависимость его проходной характеристики от внешних воздействий (температуры, электромагнитных полей) и нагрузки.

Для улучшения параметров нелинейные преобразователи (формирователи, выпрямители, ограничители, модуляторы, детекторы, перемножители) реализуются на основе нелинейных резисторов, включенных в цепи прямых и обратных связей усилителей.

Включение диода в цепь обратной связи ОУ (рис.5.13,б) позволяет повысить точность задания тока и уменьшить влияние нагрузки на характеристику преобразователя. Для идеальной модели ОУ потенциал инвертирующего входа весьма близок к нулю и резистор R определяет ток диода img211. Соотношение, описывающее выходное напряжение такое же, как и для пассивной схемы, что свидетельствует о зависимости точности преобразователя от температуры. Если диод Д и резистор R поменять местами, то усилитель реализует функцию антилогарифма img212.

На основе логарифмирующих преобразователей несложно построить устройства, осуществляющие операции умножения и деления аналоговых сигналов. Перемножитель аналоговых напряжений u1 и u2 состоит из двух логарифмирующих усилителей, образующих сигналы img213, img214, сумматора, на выходе которого получается напряжение img215 и антилогарифмирующего усилителя с выходным сигналом img216(рис.5.13,в). Использование вычитателя вместо сумматора в рассмотренной схеме приводит к устройству, выполняющему функцию деления img217.

Гораздо больше распространены преобразователи, работающие при знакопеременных сигналах и основанные на преимущественно одностороннем пропускании тока диодом. При анализе и проектировании устройств с диодами используется кусочно-линейная аппроксимация их характеристик:

  • iд @ 0 для закрытого диода при uд < U*;

  • uд @ r iд U* для открытого диода при iд > 0.

Простую схему, содержащую последовательно соединенные диод и нагрузочный резистор (рис.5.14,а), применяют в практических приложениях в качестве выпрямителя переменного напряжения.

img218

Рис. 5.14. Схема выпрямителя (а), проходные характеристики (б) и напряжения на входе и выходе (в)

Принятая аппроксимация ВАХ диода представляет проходную характеристику двумя участками: 1) u2 = 0 при u1 < U*,  2)  img219 при u1 > U*  (рис.5.14,б). В режиме выпрямления на вход поступает синусоидальное напряжение img220 и согласно проходной характеристике на нагрузке возникает напряжение: img221, содержащее постоянную составляющую (рис.5.14,в).

В силу зависимости выпрямленного напряжения от нестабильного параметра U* удовлетворительные характеристики устройства получаются только при большой амплитуде входного напряжения img222.

В практике обработки сигналов часто применяют процедуру преобразования синусоидального сигнала в напряжение, имеющее форму меандра, т.е. последовательности разнополярных прямоугольных импульсов (рис.5.15,а).


Рис. 5.15. Ограниченное синусоидальное напряжение (а); проходная характеристика двухстороннего ограничителя (б) и ее реализация на диодах (в) и стабилитронах (г)

Для получения указанного напряжения необходим преобразователь с характеристикой, обеспечивающей двухстороннее ограничение сигнала (рис.5.15,б). Такую характеристику можно реализовать с помощью схемы, содержащей параллельно включенные диоды Д1, Д2 с источниками встречного смещения V1, V2 (рис.5.15,в). При положительном входном напряжении ограничение обеспечивается диодом Д1, который открывается уровнем напряжения u1 > V1 +U*, а при отрицательном входном напряжении аналогично действует диод Д2. Источники напряжения V1, V2 позволяют установить требуемые уровни ограничения и при V >> U* снизить влияние нестабильного параметра U* на характеристики ограничителя.

Более простым способом получения двухстороннего ограничителя  служит схема, состоящая из последовательно соединенных резистора и стабилитронов (рис.5.15,г). Положительное напряжение на входе обеспечивает прямое смещение Ст2 и режим стабилизации для Ст1, который пропускает ток при u1 > Uст. В этом режиме выходное напряжение определяется напряжением стабилизации u2 = Uд +Uст @ Uст. При отрицательном входном напряжении стабилитроны меняются ролями, обеспечивая на выходе u2 @ – Uст. Уровни ограничения могут быть обеспечены выбором стабилитронов с соответствующими значениями напряжения стабилизации Uст.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 2,256,483 уникальных посетителей