Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

пикает из-за наличия паразитных параметров. Так, например, в устройствах формирования с импульсным трансформатором ко­ лебательной коңтур LC создается индуктивностью намагничива­ ния и шунтирующей паразитной емкостью; колебания, возбуждае­ мые в этом контуре, являются нежелательными, поэтому прини­ маются специальные меры по уменьшению их амплитуды.

тм і Ы і ь

taint k

4 ^

Рнс. 3.20

Однако во многих случаях колебательный контур специально создается в качестве необходимого элемента устройства. Прежде всего, отметим схемы, состоящие из колебательного контура и электронного (транзисторного или лампового) ключа. Примеры подобных схем приведены на рис. 3.19. При коммутации ключа в этих схемах ударно возбуждаемые в контуре колебания с

течением времени постепенно затухают. Даже при высокой доброт­ ности контура не удается получить серию колебаний с приблизи­ тельно постоянной амплитудой при большом числе периодов. Для получения серии колебании с большим числом’ периодов и прак­ тически постоянной амплитудой можно использовать схемы с по­ ложительной обратной связью. Подобные схемы аналогичны схе­ мам автогенераторов.

Формирователи с контурами ударного возбуждения приме­ няются для укорочения и расширения импульсов, но чаще всего они используются в устройствах, предназначенных для генериро­ вания серии остроконечных импульсов, служащих, например, для калибровки развертки осциллографа. Структурная схема и вре­ менные диаграммы устройства показаны иа рис. 3.20 а, б. При подаче иа вход устройства импульса щ в схеме с контуром удар­ ного возбуждения и положительной обратной связью генерируется серия незатухающих колебаний и2і длительность которой равна длительности входного импульса. После ограничения двусторон­ ним ограничителем получается серия колебании и3 прямоуголь­ ной формы с коэффициентом заполнения 0,5. Далее при помощи дифференцирующей цепи создаются короткие остроконечные им­ пульсы «4 чередующейся полярности. Наконец, использование на выходе схемы ограничителя снизу позволяет получить серию им­ пульсов положительной полярности »5- с временными интерва­ лами, равными периоду собственных колебаний контура ударного возбуждения. Подобрав соответствующим образом параметры контура, можно обеспечить заданную величину этих интер­ валов.

3.5.ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ

СЛИНИЯМИ ЗАДЕРЖКИ

3.5.1.НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДЛИННОЙ ЛИНИИ

Вимпульсной технике для формирования прямоугольных им­ пульсов различной длительности широко применяются устройства, использующие линии задержки (ЛЗ). Достоинством этик уст­ ройств является высокая стабильность длительности формируе­ мых импульсов. Кроме того, при помощи таких формирователей нетрудно получать прямоугольные импульсы большой мощности. Основной недостаток формирователей с ЛЗ — их относительно большие габариты, особенно в случаях, когда велико отношение длительности формируемого импульса к длительности фронта. Формирователи с применением ЛЗ используются в устройствах кодирования и селекции импульсов, в мощных импульсных моду­ ляторах и во многих других устройствах, где требуются высокая ■стабильность длительности импульсов и большая мощность в им­

пульсе.

Подставив ф-лу (3.23) в (3.22), получим

®а---------------------------* це линии удваивается, а напря­

В зависимости от соотношения величин внутреннего сопротивления Rr источника напряжения и волнового сопротивления р в начале ли­ нии будет иметь место соответствующий процесс отражения. В об­ щем случае несогласованной нагрузки (RHф р, Rr Ф р) возникнет режим многократного отражения волны от конца и начала линии.

Rn = 0).

Рассмотрим основные способы и схемы формирования импуль­ сов при помощи ЛЗ и источника постоянного напряжения.

228

3.5.2. ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ

Формирователи импульсов с разомкнутой ЛЗ

Структурная схема формирователя импульсов с ЛЗ, разомкну­ той на конце, и соответствующие временные диаграммы приведены на рис. 3.23, где RB— сопротивление нагрузки, Rr — сопротивление источника перепадов напряжения U0. При t С t0 линия разряжена, напряжение на ее входе ип и напряжение во всех точках линии равны нулю.

В момент t — t0 генератор ивх создает перепад напряжения U0. В результате появляется перепад тока

*г(д = £Ѵ(Янг + р)

и перепады напряжения:

w" ^1'1= "Ж7 “нг ^ ~ fiHr + p Ѵ°'

где ^нг = ^п г+-^г. Рассмотрим сначала случай согласованной на­ грузки Rur= р (рис. 3.236). При этом i(t0 ) = U 0 /2p и un (t0) =

—uar(t0) = Uо/2. Перепад «ц(^о) на входе линии распространяется

вдоль нее и через время t3 = Цѵ — I Y~LC достигает разомкнутого конца. Волна напряжения полностью отражается от конца линии без перемены знака, напряжение на выходе удваивается и стано­ вится равным U0.

22Ѳ

Через время 2t3 отраженная волна достигает входных зажи­ мов, вся линия оказывается заряженной до U0, а ток во всех точ­ ках линии (и нагрузке Ru) и напряжение на нагрузке Ra стано­ вятся равными нулю. Таким образом, на нагрузке формируется

— UmRu/Rm-

При несогласованной нагрузке Rur Ф р в схеме возникают мно­ гократные отражения и постепенно устанавливается стационар­ ный режим. На рис. 3.23s показаны формы напряжений миг при

качестве накопителя энергии. Когда ключ Кл разомкнут, ЛЗ за­ ряжается через сопротивление источника Rr и сопротивление на­ грузки Ru до напряжения UQ. Если рассматривать разомкнутую линию как конденсатор с емкостью Со — /С, то длительность про­ цесса заряда линии £зар ~ 3(РГ + Ru) Со. За время заряда в элек­

трическом поле ЛЗ запасается энергия, равная у CQUQ.

С момента t = t0 замыкания ключа Кл линия начинает разря­ жаться через сопротивление нагрузки Rn = р. Разряд линии можно

230