Г. Область применения различных видов ограничения
Ограничители применяются:
—для выделения из импульсов двойной полярности им пульсов одной полярности (рис. 6.31а);
—ограничения сигналов по максимуму (рис. 6.316);
— |
селекции по амплитуде |
(рис. 6.31 в); |
— |
формирования напряжения прямоугольной формы из |
синусоидального напряжения |
(рис. б.ЗІг); |
— получения импульсов прямоугольной формы из остро конечных импульсов (рис. 6.31 с?), кратковременных остроко нечных импульсов из остроконечных импульсов большой длительности (рис. 6.31 е) и т. д.
Очень часто ограничители применяют в радиотехниче ских устройствах как один из элементов схемы. В качестве примера рассмотрим использование схем ограничения для получения временных калибрационных меток на электронно лучевых трубках.
Рис. 6. 32. Вид калибрационных меток на индикаторах: а — дальности; о — кругового обзора.
В радиолокационных станциях с помощью временных ка либрационных меток можно отсчитывать наклонную даль ность до цели (см. главу I), в осциллографах — калибровать развертку и отсчитывать длительность наблюдаемых процес сов. Устройства,, формирующие калибрационные метки, назы ваются к а л и б р а т о р а м и.
Блок-схема и графики, поясняющие работу отдельных узлов калибратора, представлены на рис. 6.33.
Входным напряжением (UBX) являются прямоугольные импульсы отрицательной полярности, под действием которых генератор с контуром ударного возбуждения формирует си нусоидальное напряжение. Будем считать, что генератор со бран по двухкаскадной схеме с положительной обратной связью. Незатухающее синусоидальное напряжение с выхо да генератора (Ui) поступает на двусторонний ограничитель-
усилитель. В результате двойного ограничения |
|
(сеточного— |
сверху и анодного — снизу) в этом каскаде |
создается на |
пряжение, близкое по форме к прямоугольному |
(U2)( . |
|
На выходе дифференцирующей цепи (U3) |
формируются |
кратковременные импульсы |
обеих полярностей |
U 4 ) , |
кото |
рые ограничиваются снизу |
на нулевом уровне, |
|
и на выходе |
£
Б
Рис. 6. 33. Типовая схема формирования калибрационных ме ток: а — структурная схема; б — временные диаграммы напря жений.
устройства ( I W ) |
образуются положительные кратковре |
менные импульсы, |
являющиеся к а л и б р а ц и о н н ы м и |
м е т к а м и .
Период повторения калибрационных импульсов подби рается изменением частоты собственных колебаний контура с ударным возбуждением.
ГЕН ЕРАТО РЫ ПРЯМ ОУГОЛЬНЫ Х И М ПУЛЬСОВ
Генераторы прямоугольных импульсов представляют со бой генераторы несинусоидальных колебаний, собранные по схемам мультивибраторов, триггеров, блокинг-генерато- ров. Эти устройства могут работать в трех режимах:
—автоколебательном (генерация осуществляется без внешнего воздействия);
—ждущем (генерация осуществляется только под воз действием внешнего сигнала);
—синхронизации (на генератор, работающий в автоколе бательном режиме, подаются внешние сигналы, управляю щие его работой).
§ 6.4. Мультивибраторы
Мультивибратор служит для генерирования импульсных напряжений прямоугольной формы положительной и отри цательной полярностей.
|
|
|
|
|
|
|
Характеристики мультивибраторов:гц |
(10 сек -М О |
мксек)-, |
а) |
диапазон |
частот — 0,1-г-10 000 |
|
б) |
амплитудав/мксек;импульса — (0,5-у0,7) |
Е а; |
|
в) |
крутизна |
фронтов |
генерируемых |
импульсов S* = |
= 500-М 000 |
|
— не более |
100. |
|
г) |
скважность импульсов |
|
А. Физические процессы в самовозбуждающемся симметричном мультивибраторе
Имеется много разновидностей схем мультивибраторов. Все они составлены по принципу двухкаскадных усилителей с обратными связями. Как правило, схемы собирают на двой ном триоде. На рис. 6.34 изображена основная схема муль тивибратора. Она представляет собой двухкаскадный усили тель на резисторах, причем выход каждого усилителя через
|
Рис. 6. 34. |
Мультивибратор, ■собранный |
по основной |
схеме: |
|
|
|
а — схема; б — временные диаграммы напряжения. |
|
|
разделительный конденсатор связан со входом |
другого. Е с |
ли оба |
каскада одинаковые, |
то мультивибратор |
называется |
с и м м е т р и ч н ы м , |
если есть различия — н е с и м м е т р и ч - |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ы м. |
|
|
|
что |
мультивибратор |
симметричный, |
то |
Предположим, |
есть |
R 3[ = R as ; R gi = R g a ; |
Ci = C 2. Лампы |
Лі и Л 2 имеют оди |
наковые |
параметры. При включении |
источников |
анодного |
■ и накального |
питания через |
|
Лі |
и |
Лг |
потекут |
одинако |
вые анодные токи І3і и Іази конденсаторы |
Сі |
и С 2 зарядятся |
до падения напряжения на анодах ламп |
(U3i |
и U aJ . Цепь |
заряда С і: + |
Е а, |
R aa, |
С ь |
R g K l, |
- |
Е а.Цепь |
заряда |
С 2: + |
Еа. |
Rai» С2і |
RgKo, |
|
Еа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
R gKl |
(RgKj) — сопротивление промежутка сетка-катод |
|
|
|
|
|
|
открытой лампы |
Лі |
(Л2). |
|
|
|
Заряд конденсаторов произойдет очень быстро, ибо по стоянная времени зарядной цепи мала. Это состояние схемы неустойчиво, так как в реальных условиях величина анодно го тока любой лампы, даже при постоянном напряжении на всех электродах, подвержена некоторым колебаниям, на
пример за счет флуктуаций катодного тока во времени.
Пусть несколько увеличится анодный ток І а (второй лампы). Это приведет к увеличению падения напряжения на резисто
|
|
|
|
|
|
|
ре Rg2, |
вследствие |
чего напряжение |
на аноде |
Л 2(1іа2) |
несколько понизится. Напряжение на конденсаторе |
Ci (U ci) |
окажется |
выше, чем напряжение на аноде Л 2, и конденсатор |
Сі начнет |
разряжаться через лампу Л 2. |
Цепь |
заряда Q : |
правая |
обкладка Сі, |
H 2,R g i; левая обкладка С і. Создаваемое |
этим током падение |
напряжения на резисторе |
R gi (U^gi |
приложено плюсом к катоду Лі и минусом — к сетке. По тенциал управляющей сетки Лі понижается, что ведет к уменьшению анодного тока Іа и уменьшению падения на
пряжения на резисторе Rai (URa,)- Потенциал анода Лі по
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вышается, |
вследствие |
чего |
конденсатор |
С 2 |
подзаряжается |
по |
цепи: + Е а, |
R ab |
С 2, |
R gK2, — Е а. |
сетка-катод |
лампы |
Л 2 |
Ток |
заряда |
С 2 |
создает |
на участке |
(g, |
к) |
падение |
напряжения, приложенное |
плюсом |
к |
сет |
ке лампы |
и минусом — к |
катоду. Потенциал |
сетки Л 2 |
не |
сколько повышается, в результате чего ток Іа2 станет еще
больше и т. д. Возникнет лавинообразный процесс, в резуль тате которого лампа Лі запрется, а Л 2 — полностью отопрет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ся (момент |
времени |
t = 0, рис. 6.346). |
Сі ток |
разряда |
и U p gi |
По |
мере |
разряда |
конденсатора |
уменьшаются. |
При |
этом лампа Лі |
закрыта, |
U a — макси |
мально; |
лампа |
Л 2 открыта, |
напряжение |
на |
сетке |
лампы |
U g2 = 0, |
так |
как |
конденсатор |
С 2 зарядился |
до |
напряжения |
~ Е а, а |
следовательно, ток |
заряда |
равен |
« О , |
U as — мини |
мально.В |
момент ti напряжение на сетке лампы Лі (Ugl ) до |
стигает величины напряжения отпирания (Eg0), лампа Лі открывается. U a уменьшается, вследствие чего конденсатор
С 2 начинает разряжаться по цепи: + С 2, Л ь Rg2, — С 2.
Разрядный ток конденсатора С 2 в момент ti создает мак симальное падение напряжения на Rgs. На сетке при этом
возникает большое отрицательное напряжение, которым за пирается эта лампа. Напряжение на аноде Л 2 (U a2) увели
чивается, конденсатор С і |
быстро |
заряжается |
( + Е а, |
R a2, |
Сь |
RgKi, — Е а), |
вследствие |
чего U a2 |
растет по |
закону |
заряда |
конденсатора. |
Ток заряда конденсатора С ь протекая |
по |
со |
противлению RgKi, создает на нем падение напряжения, ко торое плюсом приложено к сетке, минусом — к катоду. Н а
пряжение на сетке Лі возрастает, и по мере заряда конденса
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тора Сі приближается к нулю. |
времени К— t2 |
происходит |
Таким |
образом, |
в |
интервале |
медленный |
разряд |
конденсатора |
С 2 и быстрый |
заряд |
кон |
денсатора |
C j; |
лампа |
Л , |
при этим |
отперта, лампа |
Л 2 — |
за |
перта. |
|
времени |
t2 |
лампа Л 2 отпирается, Лі запирает |
В момент |
ся, и процесс в схеме повторяется. Когда лампа закрыта, на ее аноде формируется положительный импульс напряжения (ти2). когда открыта — отрицательный (тиі). Форма импуль сов близка к прямоугольной.
В качестве выходного напряжения мультивибратора ис
пользуется анодное напряжение первой |
или |
второй |
лампы. |
В симметричном мультивибраторе длительность положи |
тельной (ти2) и отрицательной (тщ) частей |
периода |
Т |
рав |
ны. |
Б. Несимметричный мультивибратор |
|
|
В несимметричном мультивибраторе |
|
или Rg=^Rg2. |
Работа |
несимметричного мультивибратора |
отличается |
от |
работы |
симметричного лишь тем, что |
постоянные |
разряда |
и заряда конденсаторов различны и лампы |
заперты |
(пооче |
редно) на неодинаковые промежутки времени |
(тиі ^ т и2). |
Иногда несимметричный мультивибратор используют как |
генератор кратковременных импульсов, |
при |
этом его |
дела |
ют резко несимметричным. Однако генерирование импульсовкороче 0,1Т в этом случае затруднительно из-за переходных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процессов после |
каждого переброса |
схемы. |
Предположим, |
что |
С ,< С 2, (рис. |
6.35). Тогда разряд конденсатора |
С 2 |
через |
R g2 |
продлится |
дольше, |
и, следовательно, лампа |
Лі будет за |
крыта |
большее |
время. Длительность |
импульса |
TΥ 2 в |
данном |
случае больше тщ. Кроме этого, постоянная времени |
конден |
сатора |
С 2 будет больше постоянной |
времени |
заряда |
конден |
сатора |
С і. Амплитуда |
напряжений |
U ai и U a2 |
может |
быть |
также |
различной, |
если, |
например, Rai^Ras- |
|
|
|
|
В л и я н и е э л е м е н т о в с х е м ы на п а р а м е т р ы г е н е р и р у е м ы х и м п у л ь с о в м у л ь т и в и б р а т о р о в
П е р и о д к о л е б а н и й
Период колебаний мультивибратора Т складывается из
времени тиі, в течение которого заперта |
лампа Л ь и време |
ни тц2, в течение которогоТ |
заперта лампа |
Л 2 (рис. 6.35): |
|
= Ти1+Ти2. |
|