Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 279

Скачиваний: 5

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

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);

393

— 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

394


£

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

3 9 6


 

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.

397


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

3 9 8


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.

 

399