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

меньшего значения у, обеспечивается хорошее использование источ­ ника коллекторного питания.

Существенным недостатком схем рис. 8.10а и 8.11 является пло­ хая нагрузочная способность из-за сильного влияния сопротивле­ ния нагрузки на величину коэффициента нелинейности. В этом смысле схема рис. 8.106 оказывается предпочтительней, однако в ней требуется изолированный от «земли» источник напряжения Е.

Наконец, общим недостатком всех трех рассмотренных в разд. 8.5 и 8.6 вариантов схем является необходимость в отдельном источ­ нике напряжения Е.

8.7.КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

СПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

С х е м а и п р и н ц и п р а б о т ы г е н е р а т о р а . Схема гене­ ратора, приведенная на рис. 8.12а, относится к компенсационным схемам с положительной обратной связью (ПОС) н реализует

функциональную схему (рис. 8.9а); роль усилителя выполняет здесь эмиттерный повторитель на транзисторе Т2\ транзистор Т \— клю­ чевой. Вместе с тем, как показано ниже, во время рабочего хода конденсатор С заряжается через обычный стабилизатор тока СТ, в котором роль источника постоянного напряжения Е выполняет конденсатор большой емкости СЕ.

В исходном состоянии транзистор Т\ насыщен благодаря доста­ точно большому току базы, протекающему через резистор RQ. Диод Д открыт, и через транзистор Т\, резистор R и диод протекает ток, приблизительно равный EK/R. Конденсатор С при этом разряжен до напряжения «Киі, близкого к нулю. Транзистор Т2 вместе с эле­ ментами R3 и Е0 можно в это время рассматривать как эмиттерный повторитель. При этом напряжение на выходе генератора ивых оказывается также близким к нулю. Конденсатор СЕ в исходном состоянии заряжен до напряжения, равного разности потенциалов между точкой А и эмиттером Т2, т. е. его величина близка к Ек.

При подаче входного импульса положительной полярности транзистор Т\ запирается и конденсатор С начинает заряжаться через диод и резистор R. Начало роста напряжения на конденса­ торе С задержано относительно момента положительного перепада входного напряжения на некоторое время, определяемое, как и в предыдущих схемах, процессом рассасывания заряда и конечной скоростью спада тока коллектора в транзисторе Т\.

По мере заряда конденсатора потенциал базы транзистора Т2 становится более отрицательным и последний сильнее отпирается. Однако благодаря наличию открытого диода Д , сопротивление которого приближенно можно считать равным нулю, потенциал эмиттера Т2 и, следовательно, выходное напряжение пока остаются неизменными (напряжение на конденсаторе СЕ практически по­ стоянно). Ток через резистор R3 остается при этом постоянным, а увеличение тока эмиттера Т2 вызывает появление тока через СЕ, рост тока через СЕ вызывает уменьшение тока диода, так как ток через R в это время почти постоянен. При достаточной степени отпирания транзистора Т2 ток через СЕ достигает величины Е/R, а ток диода становится равным нулю и диод запирается. После этого схема приобретает вид, показанный на рис. 8.126. Конденсатор С при этом заряжается через обычный стабилизатор тока СТ с источ­ ником напряжения Е в виде заряженного конденсатора СЕ. Запер­ тый транзистор Т\ представлен здесь генератором тока /КОі и вы­ ходным сопротивлением /?„ых m (см. разд. 3.8). Напряжение на конденсаторе С и отличающееся от него на малую величину «бзг выходное напряжение ивых линейно растут по абсолютному зна­ чению.

Заметим только, что начал’о рабочего хода выходного напряже­ ния оказывается здесь дополнительно задержанным на некоторое время, в течение которого ток в диоде спадает до нуля.

К о э ф ф и ц и е н т н е л и н е й н о с т и . Значение коэффициен­ та нелинейности можно определить для данной схемы при помощи

В ф-ле (8.76) учтено, что напряжение Е приблизительно равно Ек, а шунтирующими сопротивлениями г и р являются соответ­ ственно резистор Ra и дифференциальное выходное сопротивление

■Явыхіэ запертого транзистора Т\.

Следует, однако, иметь в виду, что конденсатор СЕ во время рабочего хода разряжается благодаря прохождению через него тока iR. Напряжение на конденсаторе СЕ при этом спадает на неко­ торую величину ДЕ, что приводит к дополнительному уменьшению тока ід, и, следовательно, тока стабилизатора і. Указанное обстоя­ тельство приводит к появлению дополнительной составляющей ко­ эффициента нелинейности у. Для ее нахождения перепишем

386

следовательно, скорость заряда последнего велика лишь при усло­ вии, если транзистор Т2 в это время открыт. В некоторых случаях Т2 может оказаться запертым во время заряда конденсатора СЕ. Длительность процесса восстановления при этом резко возрастает, так как сопротивление зарядной цепи определяется теперь вели­ чиной R-,з, значительно превосходящей R3n. Теперь к началу сле­ дующего рабочего хода напряжение на конденсаторе СЕ не успе­ вает нарасти до стационарного уровня, и устанавливается некото­

хода и паузы.

Для того чтобы транзистор Т2 был открыт во время заряда СЕ обычно включают в цепь эмиттера Т2 источник положительного смещения Е0 последовательно с резистором R3 (рис. 8.12а). При

транзисторе Т\ (сотые доли вольта). Величина нкп| обычно ниже порога отпирания (Убэз транзистора Т2 (0,1-т-0,2 В), и последний

висходном состоянии заперт. После отпирания диода транзистор Т2 при отсутствии Еа запирается еще сильнее. Действительно, на­

пряжение на конденсаторе СЕ во время рабочего хода умень­ шается вследствие его разряда на некоторую величину Д«с£ • По­ этому после отпирания диода потенциал эмиттера Т2 оказывается ниже, а следовательно, напряжение «бэг между базой и эмиттером Т2 выше исходного уровня на указанную величину.

При наличии источника Еа транзистор Т2 может быть открыт как в исходном состоянии, так и во время заряда СЕ (для этого достаточно, чтобы Е3 ^ Дмс£ + | ыбэ|м акс). величина Еа выбирается обычно значительно превышающей по абсолютному значению на­ пряжение Ыкні — «бэ2 между эмиттером и «землей» в исходном состоянии.

В л и я н и е т е м п е р а т у р ы . Температурная стабильность на­ чального уровня рабочего участка выходного напряжения, а также влияние сопротивления и емкости нагрузки в рассматриваемой схеме определяются в основном теми же факторами, что и в ра­ нее рассмотренном генераторе с отдельным источником Е в ста­ билизаторе тока (рис. 8.10).

Температурная нестабильность со начального тока заряда кон­ денсатора здесь определяется, помимо факторов, рассмотренных

388

для схемы рис. 8.10, также температурной нестабильностью на­ пряжения Е на конденсаторе Се -

В заключение отметим, что основным достоинством схемы сле­ дует считать отсутствие' здесь изолированного от «земли» источ­ ника напряжения Е (ср. со схемой рис. 8.106). Недостатками схемы являются худшая линейность, что обусловлено влиянием цепи R3 Ej, и худшая стабильность скорости рабочего хода (из-за меиьшей стабильности напряжения Е при изменении темпе­ ратуры).

8.8. КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Схема генератора, приведенная на рис. 8.13а, относится к ком­ пенсационным схемам с отрицательной обратной связью; вместе с тем, как показано ниже, во время рабочего хода конденсатор С

разряжается через обычный стабилизатор тока «а—б», в котором роль источника напряжения Е выполняет источник коллекторного питания Ек.

В исходном состоянии ключевой транзистор Т{ насыщен бла­ годаря достаточно большой величине тока его базы (£к + Еэ)/R6. Напряжение на базе транзистора Т2 стабилизатора тока при этом равно £ э — |Мкиі|- Напряжения Еэ около 1В достаточно для надежного запирания транзистора Т2. Напряжение в исходном состоянии

389