Материал: Операційні підсилювачі

Обмежники

Обмежниками називаються схеми, вихідна напруга яких не може перевищувати певної величини. Їх іноді також називають фіксаторами й застосовують для захисту ланцюгів від підвищеної напруги. Вхідний і вихідний сигнали фіксатора показані на рис. 1.26.

У показаних тут простих схемах обмеження вихідної напруги ОП або інших подібних пристроях здійснюється за допомогою стабілітрона або звичайного діода. Слід дотримуватися обережності при використанні подібних схем, оскільки вихідний струм ОП при обмеженні сигналу максимальний. Це значить, що ОП повинен витримувати коротке замикання на виході протягом необмеженого часу та при максимальній робочій температурі. Крім того, параметри фіксуючих діодів повинні бути такими, щоб вони самі не опинилися виведеними з ладу максимальним струмом джерела сигналу. Таким джерелом часто буває ОП, що помітно нагрівається, якщо опиняється в стані обмеження довше декількох секунд. Відповідно, особливої обережності треба дотримуватись в ситуаціях, коли необхідні мінімальні дрейфи зсуву.

У схемі на рис. 1.26, а для установки позитивного та негативного рівня обмеження застосовуються два зустрічно включених стабілітрона. Схема на рис. 1.26, б призначена для обмеження тільки від'ємних напруг, тому один зі стабілітронів замінений на звичайний діод. Нарешті, у схемі на рис. 1.26, в стабілітрони відсутні зовсім; при цьому джерела напруг обмеження U1 та U2 повинні бути здатні поглинути граничний вихідний струм ОП, що звичайно становить кілька десятків міліамперів.

Найпростіші схеми обмежників: а) двосторонній на стабілітронах;

б) односторонній на стабілітроні; б) діодна фіксація на заданих рівнях.

На рис. 1.27 приведена схема простого інвертуючого підсилювача-обмежника.

У цього способу є два принципових недоліки.

Ємність pn - перехода. Швидкодія схеми знижується через вплив ємностей переходів стабілітронів, які можуть досягати десятків пФ, при цьому треба враховувати дві обставини. По-перше, ширина смуги звужується через шунтуючу дію цих ємностей, включених паралельно резистору R2. По-друге, збільшується час перемикання обмежника через перезаряд ємностей переходів, що погіршує параметри схеми при обмеженні швидкоплинних сигналів.

Струми витоку. У стабілітронів вони досить великі, що може позначитися на роботі деяких чутливих схем, наприклад, інтеграторів.

Рис. 1.27 Інвертуючий підсилювач-обмежувач зі стабілітроном.