Двухполярный ограничитель
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е ((((951675
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскин
Социалистическик
Республик
Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свих-ву(22)Заявлено 28.03. 79 (21) 2742921/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30
Дата опубликования описания 15.08.82
{5l )NL. Кл.
Н 03 К 5/08
G 05 S 1/01
Геаударстаанный комнтет
СССР до делам нзобретеннй н отарытнй (53) УД К 621 ° 324..5(088.8) (72) Авторы изобретения
Ю.М. Коршунов и А. В. Симкин
ыпе мi;.
Иванн Чт .: (: " .4(0 (Рязанский радиотехнический институт (7! ) Заявитель (54) ДВУХПОЛЯРНЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ мех 11).
1 Ф
Изобретение относится к радиотех нике и автоматике и может быть использовано для ограничения двухполярных сигналов при импульсных (ШИМ, ВИМ, ЧИМ, КИМ) и частотных видах модуляции.
Известен двухполярный ограничитель, основанный на использовании нелинейной интегрирующей RC-цепи, выполненный на резисторе и двух параллельно включенных варикапах со смещенными под действием опорных напряжений максимумами значений емкостей р-п-переходов, параметр которой Г(0) возрастает при отклонении значения выходного напряжения U(t) е ту или другую сторону от нулевого уровня. Такой ограничитель осуществляет двухполярное ограничение сигнала со сглаживаемым высокоча- 2Ц стотной помехи, поэтому эффективен в работе в условиях действия искажающих полезный сигнал интенсивных по
Недостатком этого двухполярного ограничителя является нестабильность поддержания уровня ограничения, обусловленная неидеальностью характеристик варикапа, который в режиме ограничения, когда выходной сигнал
U(t) превышает, опорное запирающее варикап напряжение Uq, начинает работать как обычный диод. Кроме того, этот ограничитель за счет большого значения параметра(; (О) вблизи уровня ограничения Ц„ при переходе сигнала в противоположную сторону имеет большое переменное затягивание переходного процесса (по окончании действия импульсного сигнала на входе), зависящее от уровня входного сигнала, что приводит к значительному фазовому сдвигу выходного напряжения а следовательно, к искажению информации о длительности импульса и о начале последующего импульсного сигнала
Наиболее близок к предложенному инерционный ограничитель амплитуды, 3 95167 содержащий полевой транзистор с изо- лированным затвором, в исток которого в качестве нагрузки включена емкость $2j, Такой ограничитель может осущест влят ь ограни чение однополярного сигнала с одновременным сглаживанием помехи той же самой полярности, но может ограничивать двухполярные сигналы, а также однополярные сигналы о при наличии двухполярной помехи.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости ограничи,ваемого двухполярного сигнала в условиях действия высокочастотных помех (с сохранейием постоянного запаздывания).
Цель достигается тем, что в двухполярный ограничитель, содержащий полевой транзистор, в исток которого в качестве нагрузки включен конденсатор, а его .затвор подключен к опорному смещающему напряжению, введен второй полевой транзистор с противоположным типом проводимости, подключенный своим истоком к стоку первого транзистора, стоком -, к входному сигналу и затвором — к опорному смещающему напряжению противоположной полярности.
На фиг. 1 приведена схема двухполярного ограничителя, на фиг. 2 "и 3проходные характеристики используемых в интегрирующей RC-цепи полевых транзисторов с р- и и-каналами с изолированным затвором в зависи35 мости изменения параметра Г(О) ограничителя при нарастании (кривая 1} и убывании (кривая II) выходного напряжения.
4Q
Двухполярный ограничитель состоит из нелинейной интегрирующей RC-цепи, образованной суммарным нелинейным сопротивлением переходов исток " сток двух последовательно включенных полевых транзисторов 1 и 2 с р- и
45 и-каналами с изолированным затвором, и постоянного ограничительного резистора 3, а также общей сглаживающей емкости 4. Для обеспечения начальных режимов работы полевых транзисторов 1 и 2 на их затворы поданы смещающие опорные напряжения -Оо„и
+U c делителей иэ резисторов 5 и б и 7 и 8, которые обеспечивают малое значение параметра t(0) при u(t)=O (точка а, фиг, 3) интегрирующей RCцепи. При использовании в качестве переменного резистора RC-цепи поле5 ф вых транзисторов с управляющим р-ипереходом надобность в смещающих опорных напряжениях -U „и +Up отпадает. Резистор 9 - нагруэочный по входному сигналу.
Устройство работает следующим образом.
B исходном состоянии при отсутствии входного сигнала опорные напряжения -U „ и +О удерживают полевые транзисторы 1 и 2 в приоткрытом состоянии (точка а кривой 1 и точ ка б кривой П, фиг. 2), чем обеспечивается малое значение параметра 1,(0) интегрирующей RC-цепи вблизи нуля (О(t)=0) (точка а на фиг. 3).
При поступлении на вход устройства импульсного сигнала положитель- ной полярности полевой транзистор
1 с р-каналом под действием этой положительной полярности на его стоке по отношению к затвору, а также образовавшегося положительного напряжения на емкости 4, а следовательно, дополнительного открывающего отрицательного напряжения на затворе транзистора 1 по отношению к его стоку полностью открывается (точка в кривой П, фиг. 2). Одновременно другой транзистор 2 с и-каналом под действием этого же положительного напряжения U(t) на емкости 4 и, следовательно, увеличения запирающего отрицательного напряжения для транзистора 2 на затворе по отношению к его стоку закрывается (по кривой 1 до точки д, фиг. 2), обеспечивая тем самым возрастание параметра 7,(U) интегрирующей RC-цепи по кривой 1 на фиг. 3. При достижении входным напряжением 0 (t ) максимального положительного уровня ограничения транзистор 2 в точке д полностью закрывается, обеспечивая тем самым бесконечно большое значение параметра (О) интегрирующей RC-цепи при u(t)=UÄ,Благодаря этому выходной сигнал U(t) стабильно поддерживается на положительном уровне ограничения О„„ @ независимо от характера дальнейшего нарастания входного сигнала Z(t).
При поступлении на вход устройства отрицательного сигнала Z(t) полевой транзистор 2 с И -каналом под действием этой отрицательной полярности на его стоке по отношению к затвору через открытый в это время переход исток — сток транзистора 1
675 6 большого значения. При достижении выходным напряжением U(t) отрицательного уровня ограничения -0 „, сост° ветствующего точке е фиг. 2 на проход.ной характеристике полевого транзистора 1, этот транзистор оказывается полностью закрытым, Тем самым обеспечивается бесконечно большое значение пауаметра б (0) интегрирующей RC-це0 пи в этом режиме работы, под действием котороГо стабильно поддерживается выходной сигнал 0() на отрицательном уровне ограничения -О „„„независимо от характера дальнейшего уменьше1$ . ния входного сигнала °
Формула изобретения
5 951 полностью открывается по кривой 1 фиг. 2, (до точки г), тем самым сопротивление перехода исток - сток этого транзистора 2 уменьшается до значения, близкого к нулю. Полевой транзистор 1 с р-каналом под действием накопленного на емкости 4 положит ел ь ного напряжения U (t ) =0 <, а следовательно, открывающего отрицательного напряжения на затворе по отношению к его истоку начальный момент времени также останется полностью открытым (точка в - кривой П,,фиг. 2), В результате этого проис ходит переключение параметра Г(0) с бесконечно Ьольшого значения на малое постоянное конечное значение Г, д. Поэтому перезаряд емкости 4 мии начинается при минимальном значении Гмин (точка б, фиг. 3) параметра 2а . С(0),,определяемого только величиной ограничительного постоянного резистора 3 устройства, благодаря чему перЮ одный процесс в этот начальный момент времени начинается с 25 постоянного значения параметра и не сопровождается большим затягиванием переходного процесса, что спо. собствует малому сдвигу выходного сигнала U(t) относительно входного зв
Z(t). Кроме того, такое переключение параметра Ч;(О) с бесконечно большого значения на конечное минимальное значение способствует обес"
3S
-печению в условиях действия интенсивных высокочастотных помех постоянного легко учитываемого запаздывания выходного си гнала U (t) относительно входного Z(t), не зависящего от уровня входного сигнала Z(t), с одновременным эффективным подавлением дробящих полезный сигнал выбросов помех, что способствует достижению высокой помехоустойчивости. ограничиваемого сигнала ° По мере перезаряда емкости 4 напряжение на ней становится отрицательным, т.е. -0(й), в результате этого напряжение на затворе первого транзистора 1 по отношению к его истоку становится по56 ложительным. Это приводит к его закрыванию по кривой П фиг. 2 с значения в до значения е, обеспечивая тем самым возрастание параметра с (О) по кривой П фиг. 3 с минимального зна-, 55 чения дан(точка б) до Ьесконечно, <
С помощью предложенного ограничителя достигается стабильный уровень ограничения в широком амплитудном диапазоне входного сигнала при действии интенсивных высокочастотных помех: высокая помехоустойчивость ограничиваемого сигнала, постоянная малая задержка выходного сигнала относительно входного сигнала, не зависящая от величины входного сигнала.
Двухполярный ограничитель, содержащий полевой транзистор, в исток которого в качестве нагрузки включен конденсатор, а затвор подключен к опорному смещающему напряжению, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости ограничиваемого двухполярного сигнала
s условиях действия высокочастотных помех, в него последовательно введен второй полевой транзистор с противо-положным типом проводимости, подключенный своим стоком к стоку первого транзистора, стоком - к входному сигналу и затвором — к опорному смещающему напряжению противоположной полярности
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l Васенков А.А . и др. Иикроэлектроника и полупроводниковые приборы.
Сб., вып. 3, M., "Coa. радио", 1978, с. 154, рис. 1.
2. Петухов В:M. и др. Транзисторы полевые. И., "Сов. радио", 1978> рис. 8 °
951675
Составитель В.Якимов
Редактор Л, Веселовская Техред И. Тепер Корректор E.Ðîøêo
Заказ 5972 7 Тираж 959 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-3, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,