В некоторых приложениях требуется ограничение сильных спорадических сигналов, возникающих на входе усилителя. Ограничение этих ошибочных сигналов защищает усилитель и другие подключенные к нему чувствительные схемы. Это также уменьшает время восстановления после перегрузки и может снизить искажения.
В основе описываемой схемы ограничителя лежит быстродействующий малошумящий усилитель AD8099 с внешней частотной коррекцией. Устройство состоит из однокаскадного усилителя и следующего за ним буфера с единичным усилением. В приложениях с низким усилением требуется внешняя частотная коррекция, но при коэффициентах усиления больше 10 она не нужна. Ограничитель использует это свойство, устанавливая значение усиления, равное 15, при котором нет необходимости в цепи коррекции. Тогда вывод коррекции можно использовать нетрадиционным способом для обеспечения ограничения.
В схеме ограничителя используются два быстродействующих диода Шоттки 1N5711, подключенные к выводу частотной коррекции через резистор R3, который ограничивает ток, втекающий и вытекающий этого вывода (Рисунок 1). В данном приложении этот ток составляет примерно 6 мА. Для безопасной работы он должен быть ниже 10 мА.
 | |
| Рисунок 1. | В этой схеме микросхема усилителя AD8099 используется нетрадиционным способом, соединяя ограничивающую цепь с выводом частотной коррекции. |
Диоды выполняют львиную долю функции ограничения. Они имеют очень низкую емкость и пикосекундное время переключения, что обеспечивает хорошие характеристики на высоких частотах и четкие фронты.
 | |
| Рисунок 2. | При перегрузке входа в отсутствие ограничителя на выходе усилителя хорошо видны асимметрия, искажения и другие признаки перегрузки. |
Падение напряжения на R3 составляет порядка 0.6 В, что в сумме с падением 0.4 В на диоде D1 или D2 дает примерно 1 В. При опорных напряжениях ±2 В выходной сигнал усилителя ограничивается на уровне ±3 В.
 | |
| Рисунок 3. | Добавление цепи ограничения устраняет проблемы с выходным сигналом усилителя, вызванные перегрузкой входа. |
Без цепи ограничения перегрузка входа усилителя прямоугольными импульсами амплитудой 1 В и частотой 5 МГц приведет к насыщению выхода усилителя. Асимметрия, искажения и другие признаки перегрузки хорошо видны на выходе усилителя (Рисунок 2). При наличии ограничителя выходной сигнал ограничивается до ±3 В, а асимметрия и искажения, вызванные перегрузкой, исчезают (Рисунок 3).