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

к точке —-Ек. Напряжение щ 2 становится при этом отрицательным, т. е. в момент tx возникает отрицательный перепад на временной

ный стабилизатор тока СТ с отрицательной обратной связью. Роль источника напряжения Е здесь играет источник коллекторного на­ пряжения Ек, а транзистор Т2 шунтируется по переменной состав­

В ф-ле (8.85) учтено шунтирующее влияние сопротивления л, равного в данном случае R K. Следует отметить, что, в отличие от схем, описанных в предыдущих разделах, запертый транзистор Tt здесь не подключается параллельно конденсатору С, а шунтирует по переменной составляющей резистор R . При этом сопротивление запертого транзистора не оказывает влияния на коэффициент не­ линейности, а лишь несколько изменяет начальный ток разряда конденсатора.

Выходное напряжение ивых, отличающееся от напряжения и? во время рабочего хода на малую величину Мбэг (десятые доли вольта), также изменяется практически по линейному закону. Во

щается, напряжения икХ и ии2 скачком нарастают до исходного уровня ( ж - \ - Е а) , а Т 2 запирается. На временной диаграмме на­ пряжения иИ 2 показан происходящий в этот момент положитель­ ный скачок Аи"2, равный по величине скачку Аи$ 2 (ис — const).

После запирания транзистора Т 2 конденсатор С заряжается через резистор Ru и насыщенный транзистор Т х до исходного уровня. При этом длительность обратного хода

390

требования. Действительно, для уменьшения коэффициента нели­ нейности желательно увеличить RK, но это приводит к увеличению длительности обратного хода. Компромиссное решение данного во­ проса приводит все же к сравнительно большим значениям /Д. Вследствие этого длительность обратного хода в данном генера­ торе оказывается значительно большей, чем в ранее описанных. Для сокращения длительности обратного хода То можно прибег­ нуть к тем же мерам, что и для уменьшения времени восстановле­

транзистора Т2 или включению эмиттерного повторителя между коллектором Т2 и правой обкладкой конденсатора С.

В л и я н и е т е м п е р а т у р ы и н а г р у з к и. Для определения температурной нестабильности начального уровня выходного на­ пряжения необходимо учесть, что в рассматриваемом случае бла­ годаря начальному скачку выходного напряжения рабочий уча­ сток начинается не с уровня wBbIx0, а со значения « 'ЬІх0 (рис. 8.136).

Величина последнего, как это следует из рис. 8.136,

« в ы х 0 — « в ы х О — А « б 2 = — Е к + I к 0°.R K — ( Е э — I « к н і 1+ 1 «62 0 !)• ( 8 . 8 7 )

•с учетом знаков ее составляющих оказывается равной:

I Л « в ы х ( 0 ) I = І A / к 0 2 -/Д I — I А « к н і I + I А Ы б 2 ( 0 ) I .

Сравнение с ф-лой (8.68) показывает, что температурная неста­ бильность начального уровня в рассматриваемом случае оказы­ вается больше на величину АДог^Д, чем в схемах генераторов ли­ нейно растущего напряжения, описанных в предыдущем разделе. Для уменьшения составляющей АДог/Д (которая может достигать

званной изменением Д02, оказывается чрезмерно большим (10%). Для уменьшения величины Д02/Д желательно применять кремние­ вые транзисторы с малой величиной ДДо или включать диод Дф, фиксирующий начальный уровень напряжения на коллекторе. В последнем случае температурная нестабильность начального уровня

391

Температурная нестабильность (сто) начального тока і'ІШЧ раз­ ряда конденсатора определяется в соответствии с ф-лоп (8.89):

лом же температурная стабильность скорости рабочего хода в данном генераторе оказывается такой же, как и в схемах с от­ дельным источником Е (рис. 8.10), и заметно лучшей, чем в схеме с конденсатором СЕ (рпс. 8.12).

Влияние сопротивления нагрузки на нелинейность оказывается таким же, как и в тех предыдущих схемах, где выходное напря­ жение снималось не непосредст­ венно с конденсатора С , а с эмит­ тера транзистора стабилизатора

тока.

В ряде случаев начальный скачок Аик' 2 в выходном напря­

жении оказывается нежелатель­ ным. Для его устранения можно включить резистор Rc последова­ тельно с конденсатором С (рис. 8.14). В момент подачи вход­ ного импульса напряжение на

базе То, как и ранее, скачком уменьшается на величину Аи'&„ но

счет протекания тока разряда іс раз конденсатора С. Полярность напряжения uR , как это следует из рис. 8.14, такова, что скачок

няется. Для этого, очевидно, сопротивление Rc должно быть вы­ брано из условия uRc = ic pa3 Rc = I A«', | или

В рассмотренном выше генераторе для поддержания транзи­ стора Т2 стабилизатора тока запертым в исходном состоянии ис­ пользовался ключевой транзистор Т\. Эту же задачу можно ре­ шить и при помощи диодного ключа (рис. 8.15). Здесь в исходном

392

состоянии диод Д открыт, и благодаря соответствующему выбору параметров R, Rv и Еg выполняется условие запирания Т2

Конденсатор С при этом заряжен до напряжения іісо = £к+|«бэо|. При подаче на вход отрицательного импульса достаточной ам­ плитуды диод запирается, а транзистор отпирается. Напряжение на базе и, следовательно, на коллекторе при этом падает от поло­ жительного уровня «бэо до отрицательного и'бэ0. Таким образом,

ние на базе становится положитель­ ным, транзистор запирается, а кон­ денсатор С во время обратного хода заряжается через резистор RK и по­ следовательно с ним включенное эк­ вивалентное сопротивление RaКв =

= Rl\Rp. Длительность обратного хода оказывается, таким обра­ зом, большей, чем в предыдущей схеме, что является некоторым недостатком рассматриваемого варианта генератора.

На практике применяется и ряд других вариантов рассмотрен­ ной здесь схемы генератора. В частности, все более широкое при­ менение получают компенсационные генераторы, в которых роль усилителей с большим коэффициентом усиления выполняют линей­ ные интегральные усилители.

8.9.КОРРЕКЦИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ

ВГЕНЕРАТОРАХ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

При рассмотрении транзисторных генераторов пилообразного напряжения указывалось, что предельно достижимые значения ко­ эффициента нелинейности у оказываются порядка одного процента. При наличии шунтирующих сопротивлений г и р (см. разд. 8.3)' величина у еще выше (единицы процентов).

Втех случаях, когда такие значения у неприемлемы, прибегают

кдополнительным мерам — коррекции (компенсации) нелинейно­

393

сти рабочего участка выходного напряжения. Идея такой коррек­ ции иллюстрируется на примере одной из распространенных схем* показанной на рис. 8.16. Данная схема отличается от рассмотрен­ ной в разд. 8.5 тем, что конденсатор С состоит из двух частей (Сі и С2). При этом во время рабочего хода скорость к изменения на­ пряжения «с на общей емкости С двух конденсаторов Сі, С2 опре­ деляется как их зарядом током стабилизатора, так и дополнитель­ ным зарядом конденсатора С2 током, обусловленным выходным пилообразным напряжением ивых и сопротивлением резистора R0- Ток і'до дополнительного заряда-С2 во время рабочего хода растет практически по линейному закону. Действительно,

Во время рабочего хода напряжение исі растет примерно линейно, что приводит к линейному росту тока ігю■При этом скорость роста напряжения «сг, уменьшаю­ щаяся в схеме без коррекции из-за спада тока стабилизато­ ра во время рабочего хода, при наличии коррекции может ос­ таваться постоянной или уве­ личиваться в зависимости от величины /поПри правильном выборе величины сопротивле­ ния Ro [7] увеличение скорости роста «сг может скомпенсиро­ вать уменьшение скорости об­ щего напряжения ис■ В этом случае скорость кК0І, изменения выходного напряжения в конце рабочего хода может быть

сделана равной скорости кнач в начале рабочего хода, т, е. коэффи­ циент нелинейности у оказывается в соответствии с ф-лой (8.1)- равным нулю.

Процесс восстановления исходных уровней напряжения на кон­ денсаторах С1 и С2 состоит из двух этапов: относительно быстрого разряда Сі и С2 током открытого транзистора Т\ и, после насыще­ ния Ти относительно медленного перераспределения напряжений между Сі и С2. Процесс заканчивается, когда ток іл0 становится равным нулю. Постоянная времени /^(Сі + Сг) во время второго этапа оказывается весьма значительной из-за большой величины сопротивления Ro (десятые доли мегома). Для сокращения вре­ мени восстановления можно включить диод Д2 параллельно рези­ стору Ro (рис. 8.16, пунктир). Этот диод закрыт во время рабочего хода, но открыт в период восстановления.

394