Многие импульсы имеют какую-нибудь одну полярность — отрицательную или положительную. Этим они отличаются, например, от прямоугольных колебаний, которые так же, как и синусоидальные колебания, содержат полупериоды положительной и отрицательной полярности; напряжения таких сигналов имеют значения выше или ниже нулевого уровня. При усилении импульсных сигналов в обычных транзисторных или ламповых схемах с емкостной связью постоянная составляющая импульсов теряется. Это происходит из-за действия емкостной связи: конденсатор не пропускает постоянной составляющей тока Поэтому при передаче однополярных импульсов через конденсатор на выходе линейной цепи получаются колебания прямоугольной формы без постоянной составляющей напряжения содержащейся в передаваемых импульсах. Во многих случаях требуется восстановить постоянную составляющую, чтобы получить исходные импульсы. Восстановление постоянной составляющей импульсов после их прохождения через цепь с емкостной связью осуществляется при помощи схем фиксации. Эти схемы осуществляют привязку импульсов к некоторому постоянному или нулевому уровню и при необходимости восстанавливают исходные характеристики импульсов. Привязку им-nvibCOB к нулевому уровню также называют восстановлением постоянной составляющей. Фиксация уровня осуществляется путем использования нелинейного элемента — чаще всего путем введения диода в схему (рис. 11.8,а).
Рис. 11.7. Схема выравнивания амплитуд.
Рис. 11.8. Схемы фиксации заданного уровня импульсов.
На рис И 8 а изображен обычный двухкаскадныи усилитель на транзисторах с емкостной связью между каскадами. Для восстановления уровня постоянной составляющей в схему введен шунтирующий диод Д1, соединяющий базу транзистора Т2 с землей.
При достаточно длительном отсутствии входного сигнала (момент t1) конденсатор С1 оказывается заряженным до исходного установившегося напряжения 25 В, равного падению напряжения на резисторе R2, полярность напряжения указана на рис. 11.8, а. С приходом первого импульса (момент R) напряжение на резисторе R2 возрастает от исходного установившегося значения до 75 В. Так как передний фронт импульса имеет небольшую длительность по сравнению с постоянной времени заряда С1 через резистор R3, то практически весь прирост падения напряжения на резисторе R2 передается на резистор Rz, а напряжение на конденсаторе Ci в течение длительности фронта импульса остается неизменным. Таким образом, амплитуда сигнала на резисторе R3 окажется равной разности между амплитудой импульса (75 В) и исходным напряжением на конденсаторе C1 (25 В), т. е. величина амплитуды импульса на R3 составит 75 — 25 = 50 В. Так как постоянная времени CiRs велика по сравнению с длительностью импульса, то за время длительности импульса (от t2 до £з) конденсатор успевает дозаря-диться на небольшую величину. Поэтому напряжение на резисторе R$ уменьшится лишь на эту небольшую величину. Так, если, например, за время длительности импульса напряжение на конденсаторе возрастет до 30 В, то величина выходного импульса понизится на 5 В и в момент tz, как это указано на рисунке, составит 45 В.
Когда импульс на входе снова уменьшится до нуля, напряжение на R2 опять станет равным 25 В (в момент tz). Так как теперь напряжение на конденсаторе превышает это значение на 5 В, конденсатор начнет разряжаться через диод Д! и резистор R2, что приведет к появлению на выходе (на базе транзистора Т2) кратковременного отрицательного всплеска, равного небольшому падению напряжения на отпертом диоде Дь Существенным является то, что малое сопротивление отпертого диода шунтирует резистор Rs, вследствие чего резко уменьшается постоянная времени разряда конденсатора. Поэтому весьма быстро незначительный отрицательный выброс выходного напряжения (напряжения на диоде) снижается до нуля, после чего на конденсаторе вновь устанавливается исходный уровень напряжения, равный 25 В. Так как этот уровень является установившимся для интервала времени между импульсами, то в течение этого времени ток через резистор R3 не протекает и, следовательно, на нем нет падения напряжения. Таким образом, осуществляется процесс привязки выходных импульсов к нулевому уровню (прямоугольные колебания с отрицательными и положительными полупериодами на выходе не образуются).
В некоторых случаях возникает необходимость привязки сигнала к заранее заданному уровню напряжения, выше или ниже нулевого уровня. Такая привязка осуществляется при помощи схемы, изображенной на рис. 11.8,6. Здесь фиксированный уровень напряжения подан в точку между соединением резистора Rz с диодом и землей. Этот источник напряжения зашунтирован конденсатором С2 для того, чтобы уменьшить до минимума изменения напряжения сигнала на внутреннем сопротивлении источника. В этой схеме выходной сигнал привязан к; уровню, соответствующему напряжению источника питания. В показанной на рисунке схеме используется источник постоянного напряжения 10 В. Поэтому выходные импульсы будут привязаны к уровню постоянного напряжения, равного 10 В.
Выполняемая схемой функция аналогична той, которая была описана для схемы на рис. 11.8, а. Отличие заключается лишь bi том, что здесь выходные импульсы располагаются выше нулевого уровня на величину, равную напряжению источника. При отсутствии источника восстановленный сигнал имел бы в момент t2 высоту 50 В, так как входные импульсы начинались бы от исходного уровня 25 В и нарастали до 75 В. При подключении же источника 10 В к точке соединения резистора Rs с диодом Д; выходные импульсы амплитудой 50 В смещаются на 10 В и оказываются привязанными к этому уровню.