Файл: Белицкий В.И. Коммутаторы каналов радиотелеметрических систем учебное пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 87

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

61

с конденсатора С , имеющегося на емкости за счет коллекторного

смещения -Е к.

При этом напряжение

на Щ побудет иметь вид, пред­

ставленный на рис.3.46.

 

Вторая составляющая

 

напряжения

uK1(t)

за счет

 

дифференцирующих свойств

 

цепи С Ps дает

на сопро­

 

тивлении Pf отрицатель­

 

ное смещение и„г , при­

 

веденное на рис.3.4в.

 

 

Сумма напряжений

и Я1и

 

U RZ представляет

собой на­

 

пряжение Uj-Z(t) на базе от­

 

пирающегося транзистора Тг

 

и характеризуется

тем,

 

что в некоторый момент ,

 

времени t = t Bменяет по­

 

лярность с

положительной

 

на отрицательную. Физиче­

 

ски это означает, что ток

 

через емкость изменяет на­

 

правление и начинает про­

 

текать не через сопротив­

 

ление

Рк

, а

через откры­

 

тый транзистор

Т9 .

Объ­

 

ясняется это тем,

что

яи-

Рис.3.4

пульс напряжения ик, (t) ,

 

подаваемый на цепочку

СР$ , имеет

завал вершины и в момент

t aнапряжение

ик1 (Ь) становится меньше напряжения на,конден­

саторе

С .

 

 

 

 

Когда напряжение

на эмиттерах

u9(t) и отрицательное напря­

жение

на базе

транзистора Tg становятся равными по величине и

знаку,

транзистор

Tg

приоткрывается. Многофазный мультивибра­

тор из однокаскадного усилителя превращается в схему, близкую к ждущему мультивибратору на этапе процесса переключения. В МФМВ начинается регенеративный процесс, приводящий к запиранию транзистора Tj и отпиранию Tg. При этом напряжения на коллек­ торе Tj и базе Tg изменяются скачком на одну и ту же величину UKT, а затем восстанавливаются до - Е ки нуля соответственно. После отпирания Tg описанный выше процесс повторяется и форми-

62

рование импульсов осуществляется поочередно к последовательно в коллекторных цепях транзисторов Tg, Tg и т.д .

Для того чтобы не происходило перехода многофазного муль­ тивибратора на другой режим работы, необходимо при проектиро­ вании схемы следить за выполнением неравенства

2 К - 7

К- 7

*

- и

- к '

Со

II

Ч °

 

 

»

(3.4)

(3.5)

(3.6)

Следует заметить, что формула (3.4)

является одновременно

и условием самовозбуждения многофазного

мультивибратора.

§ 3.2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Поскольку при генерировании импульсов в МЖЗ открыт лишь один транзистор, исследование медленных движений в многофаз­ ном мультивибраторе может быть сведено к анализу однокаскад­ ного усилителя с отрицательной обратной связью и цепочкой СЯ$ в качестве-нагрузки. Эквивалентная схема МФ1Е для медленных движений представлена на рис.3.5 .

Рис.3.5

Анализируя процессы в эквивалентной схеме с помощью опера­ торного метода и допуская обоснованные упрощения, нетрудно по­ лучить следующие основные формулы, определяющие напряжения в различных точках схемы [2]:

63

_ jj 0+$)R« ‘С

кт R3 V *

t

« ,( () - U „ 0+д)е *.

Здесь

II 3Ь

Cfc + fy )c,

= RfC.

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

(З .П )

С помощью формул (3.8) и (3.9) можно определить длитель­ ность импульса на выходе МФУФ. Действительно, в момент t = T должно быть

Blt( T ) - - U J l T ) - U m„ ,

(3.12)

где Uomn- потенциал отпирания транзистора.

 

Величина Uomn обычно составляет

0,05-0,1

в, поэтому ею в боль­

шинстве случаев удается пренебречь. Полагая

Uomn« U 3(T) и под­

ставляя в формулу (3.12) значения

а1-г и

иэ

при Ь = Т , можно по­

лучить, что

 

 

 

 

 

 

Г= l b .

i n f i

7-

‘Ci-f

R»

(3.13)

<z-<c

%

 

‘Со

 

 

или в обозначениях (З .Б ),

(3.5)

и (3.6)

 

 

Г - _ £ i_ In

“

, к (к ш-

(3.14)

 

к

 

 

Наряду с длительностью

импульса

Т

весьма важным парамет­

ром многофазного мультивибратора является амплитуда выходного

импульса U$bix. В МФМЗ за U^blx принято

считать величину Ux1(T) ,

т .е . минимальный перепад напряжения на коллекторе

транзистора Tj.

Величина UKJ j) через коэффициент прямоугольноети Кп жест­

ко связана с максимальным перепадом коллекторного

напряжения:

(3.15)

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

Входящую в формулу (3.15) величину

UKl(0) можно определить

и как разность между

Ек и потенциалом коллектора открытого

транзистора

при

t =

0:

 

 

 

 

 

 

Uk№

= Е к~

 

Ец($д+^кэо)

Ек RK

(3.16)

 

 

 

 

 

В момент времени

Ь = 0 транзистор,

как правило, находит­

ся на границе насыщения и можно полагать,

что ^ + ^э=*^^г0.

Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ихт = Ек fit

 

 

(3.17)

Приравнивая первые части формул (3.16)

и (3 .1 7 ),

легко по­

лучить величину скачка напряжения UKT , возникающего

на коллек­

торе и базе

участвующих в

 

переключении транзисторов:

 

 

 

 

 

U.к Т

Ек К Ккэ

 

 

(3.18)

 

 

 

 

(1+8) (1 + Ккэ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Входящий в формулу (4.18) коэффициент

& можно определить

из условия цикличности работы многофазного мультивибратора:

 

 

 

 

 

 

----- .

 

 

(3.19)

 

 

 

 

 

 

е*-1

 

 

 

Подставляя найденные

значения UKT и

в

в соотношения (3.7)

и (3 .1 5 ), нетрудно

найти величины UKl (Т)

и коэффициент прямо­

угольное ти

Кп :

 

 

 

 

 

 

 

 

-

U*iW

_

7

 

( К - 1 ) е ^ - ( К - К ш)е~Т%

(3.20)

л

ик1

(О)

 

Кш- П

 

 

 

Следует заметить, что после запирания транзистора Tj на его коллекторе остается напряжение

W ' т ~ U J T ) - UKT - Кп -^ 0к+д) - UKT . (3.21)

Как следует из приведенных формул, амплитудные и времен­ ные характеристики МФМЗ существенно зависят от соотношения по­ стоянных времени *с, • *сг и *с • Последним можно воспользовать­ ся для улучшения формы выходного шцульса. Поскольку импульс на выходе схемы формируется из алгебраической суммы двух экспо­ ненциальных функций (формул® 3 .7 ), то управляя амплитудой, зна­ ком и постояннымивремени этих функций, нетрудно форму импульса

65

приблизить к прямоугольной. Анализ показывает, что при выборе А'^щВеличина Кп возрастает с усилением этого неравенства, а при условии, что К>1+Кщвыходной импульс из остроконечного превращается в колоколообразный (рис.3 .6 ). Точка максимума £= (^^определяется формулой:

< 3 - 2 2 >

В практических схемах коэффициент прямоугольноети выходно­ го импульса может быть доведен до 0,8.

Приведенные выше формулы характеризуют медленные процессы

вмногофазном мультивибраторе. Анализ процессов переключения

иполучение формул для расчетов длительности фронтов выходно­ го. импульса представляет большие трудности. Для ориентировоч­ ных расчетов можно пользоваться формулами, полученными в

статье [2]:

_______

 

-сП ср

№

(3.23)

 

foe

 

г, = «г

+ с 1 п т й Л п -

(3.24)

Ln<p + 1Ul 1и ик1(Т)

 

66

Следует заметить, что при использовании в многофазных муль­ тивибраторах транзисторов с ГО Мгц на длительности процес­ сов переключения начинает сказываться паразитная емкость кол­ лекторного р - п перехода. Степень ее влияния учитывается следую­ щей формулой:

‘гире

’

(3.25)

где Свк - емкость коллектора Ск , пересчитанная на зход усили­ теля с общим коллектором. Зависимость длительности переднего фронта от инерционности транзистора при одновременном учете влияния и Ск находится как среднее геометрическое формул

(4.23) и (4.25):

%<р

+ к гперс

(3.26)

Пользуясь вышеприведенными соотношениями, можно разрабо­ тать методику инженерного расчета распределителя импульсов ти­ па многофазного мультивибратора. Один из возможных вариантов расчета изложен в § 3 .3 .

§ 3 .3 . ПОРЯДОК РАСЧЕТА МНОГОФАЗНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА

В качестве данных для расчета МФМВ могут быть заданы период коммутации Тк , число выходов (звеньев) N , время переключения схемы тП(рИ напряжение источника питания Ек .

Расчет МФМВ может быть проведен в следующем порядке.

1. Выбирается коэффициент К кд, характеризующий отношение сопротивлений RK и И9 . Из формулы. (3 .4 ) следует, что величи­ на Ккд не может быть меньше 2. Рекомендуемые значения коэффи­ циентов Ккз лежат в пределах 2 - 6 .

2. По выбранному Кка рассчитывается коэффициент К .

Так

как согласно (3.4)

 

Т Г Г Г

t s ’ 4)

то легко убедиться, что для выполнения условий самовозбувдения схемы и работы ее в режиме распределителя импульсов необходимо выполнить условие:

Смотрите также файлы