Файл: Воскресенский В.В. Применение туннельных диодов в импульсной технике.pdf

практически

не

изменился. Поскольку постоянная времени

цепи с

L будет минимальна тогда, когда рабочая точка находится на диф ­

фузионной ветви

и

i/'д — ''з, то

это

условие записывается

как:

L№«

+

R<r* + r«r*)—

>

ю л ,

(3

32)

RRi(rH

+ r3) + rnr3(Ri

+ R)

ф3'

П о л а г а я сопротивление катушки ничтожно малым для

постоян­

ного тока, можно считать, что статический режим работы

триггера

ничем не отличается от аналогичного режима

в триггере на рис. 3.1 о.

Д л я

исследования динамического

режим а

рассмотрим

эквива­

лентную схему рис. 3.56, в которой источник Е, резистор Я

и

индук­

тивность L заменены генератором тока /, а конденсаторы

С4 и Сг —

источниками

постоянного

напряжения

«0 i и "оь т а к ж е как

и

дл я

триггера на

рис. 3.1а. Эквивалентная

схема

рис. 3.56

описывается

уравнением

динамической

нагрузочной

прямой:

• _

IRjrH

+

"OI^H +

u^Ri

±

Ur„ — н д

(Rj +

/•„)

^

Д л я

получения условий

переключения

Т Д

из одного состояния в

другое

и условий,

исключающих

переключение Т Д в

исходное

со­

обходимо в

(3.33)

подставить соответствующие

значения

Ыоь

"ог,

г'д и ид, как

и для

триггера рис. 3.1а. Ток / равен

току / А И

Л И 1в

со­

3.2. В А Р И А Н Т Ы Т Р И Г Г Е Р О В НА

О Д Н О М Т Д

Процессы, рассмотренные выше, аналогичны и для

других вариантов

триггеров

на одном Т Д . В то ж е

время

триггеры

рис. 3.1а и 3.5а на

практике

применяются довольно

редко,

т а к как

одного устойчивого

состояния

в другое, в результате чего на выходе

триггера получают

импульсы,

длительность

которых

равна

дли­

тельности импульса генератора, но с плоской

вершиной.

Значительно чаще

триггер

используется

как

электронное

реле

или двоичный счетчик,

тогда

как и в триггерах

на

электронных

о)

5)

К

'

С

-

I

h

ТД

JSr-

"запг £

2,

Е

I

г

Т

I

изат

изап2

Рис. ,3.6. Схемы триггера

с раздельным

запуском импульсами

раз­

лично й п ол яри о ст.и:

а) принципиальная; б)

эквивалентная

для стадии

переключения

Предположим, что « 3 a

n i

имеет отрицательную,

а и з а П 2

— поло­

жительную полярность (см. рис. 3.6(5). Процессы,

происходящие

при переключении такого триггера, ничем

не отличаются

от

рас­

смотренных выше применительно к схеме

рис. 3.1а.

Наличие

двух

ния определяется уравнением

динамической

нагрузочной

прямой

(3.5), в которой для схемы

рис. 3.66 вместо

Ri необходимо

подста­

вить

^ 1 э К в

= RaRizliRa

+

Ra),

(3.34)

а вместо и3№

= U

и 2экв . = "зап2-^[1/(^а +

R12)

(3.35)

для импульса положительной

полярности и

ц 1 з к в = — и эап1^1'2/(^Д +

Rii)

(3.36)

д л я импульса отрицательной

полярности. Н а п р я ж е н и я u 0 1 = u/

0 2 = "o

определяются точно так, как и в схемах рис. 3.1а или 3.5а.

Такие ж е замены

необходимо

произвести

и в ф-лах

(3.13),

(3.14), (3.24), (3.26), (3.29) и

(3.30) дл я определения

4 и *ф .

Условиями нормальной работы триггера являются неравенства

(3.8) — (3.10),

в которые

вместо Ri

необходимо

подставлять

Rio™,

определяемое

ф-лой

(3.34). Поскольку Rm<B

(3.6) с

учетом

(3.34)

меньше, чем для схемы

рис. 3.1а, то введение

двух цепей

запуска

несколько ухудшает условия нормальной работы триггера.

Рассмотрим рис. 3.7а. П о л а г а я ,

что Ri и R2

в этой

схеме

значи­

тельно больше выходных сопротивлений соответствующих

генера­

торов запускающих

импульсов и сопротивлений

диодов в

прямом

# д « г а

+ г д 1 ;

(3.37)

Ri2

»

r n

+ гд 2 .

(3.38)

Поскольку

напряжение

па Т Д

всегда положительно, то

в уста­

новившемся

состоянии

диод

Лг

всегда

з а к р ы т

и

конденсатор

С2

р а з р я ж а е т с я

до

нуля,

поэтому

и0о = 0.

Н а п р я ж е н и е

источника

«oi

определяется,

как и в ранее рассмотренных схемах. Траектория дви-

JL "зпп

L H J,

-L

RL2

R

Ц-1

0

0

+

и3пп2

Е

0

Рис. 3.7.

Схемы

триггера

при

раздельном

запуске через

диоды импульсами

различной

полярности:

а) принципиальная; б) эквивалентная для стадии переклю­

чения

ж е н ия рабочей точки при

переключении

Т Д

и

в этом случае опре­

деляется

выражением

(3.5),

в

которое

при

запуске

импульсом

по­

ложительной

полярности

вместо изш= U необходимо

подставлять

"2экв =

и з а п 2 ^ д / ( ^ Ц

~Г Ri-l)>

(3.39)

а при запуске импульсами

и 3 а т отрицательной

полярности

" 1 э к в

=

-

u3aulR,2J(Ra

+

R,2).

(3.40)

В обоих

случаях

«оЭ К в =

u01Ri2/(Ra

+

Ra);

(3.41)

Я Й К В

=

RaRMi

~

Ra).

(3.42)

Так как

Rim™ невелико,

то

динамическая

нагрузочная

прямая

в этим .случае более 'крутая,

чем в р а н е е

рассмотренных.

Несколько отличен и статический режим работы

такого

тригге­

ра. Когда

Т Д

находится в высоковольтном состоянии, диод

Д 4

от­

крыт и ток диода

определяется

выражением

1 Д

=

lERx

— и д ( Я +

RJllRRi,

(3.43)

поэтому д л я

статического

режима

необходимо

при

ua=U2

иметь

/ д > / г , тогда

R<Rl(E

— Uj/ViR!

+ U2).

(3.44.)

пульсы. Недостатком

схемы является

то, что запускающий импульс

с одного генератора

беспрепятственно

проходит

через оба диода на

второй генератор, что не всегда желательно .

Чтобы уменьшить

ДеЙСТВИИ

« з а г н

рис. 3.7а, диоды

отключают

конденсаторы

Q

и С2

от цепи питания;

Т Д , поэтому рабочая точка

сразу ж е

перемещается в точки

А или.

В на статической

нагрузочной прямой,

а

напряжение

на Ci

и С 2 в.

установившемся

режим е близко к нулю. Кроме

того,

исключена

взаимосвязь

между генераторами запускающих

импульсов.

При

подаче u 3 a n i

Т Д

переключается в состояние с

низким,

a w 3 a n 2 — в-

так, чтобы выполнялись

условия

( 5 +

Ю ) и я

< L

^

+ R

+ r^ •

(3.45).

ф 1

Rn (R +

г3)

3L (/?,. +

я

+

, х )

3

4 6

ri(Rtt

+

R)

где Ru и Ri2

определяются

в ы р а ж е н и я м и

(3.37),, (3.38). Невыполне ­

ние условия

(3.46)

может

привести

к тому; что за время действия

запускающего импульса

«запг ток через

индуктивность

не

успеет

нарасти до величины,

необходимой для переключения Т Д >и диод не­

переключится. Эквивалентная схема

триггера в стадии

переключе -

мня в состояние с низким уровнем напряжения

показана

на

рис.

•3.86. При этом если выполняется

условие (3.45),

то

индуктивность

представляется в виде генератора

тока /, величина которого

1 =

1В.

(3-47)

Если подается импульс и3 ап2

и выполняется

условие (3.46), то

Rn и « з а ш отключаются, а генератор тока / закорачивается

и

экви­

валентная схема запуска оказывается такой ж е ,

как

и

д л я

схемы

рис. 3.1а, но при i/oi = 0. При этом процесс переключения

Т Д будет

существенно отличаться от ранее рассмотренного,

поскольку

на

скорость переключения будет влиять скорость изменения тока

через

к а ту ш ку и иду кти в н ости.

Счетный

запуск триггеров на Т Д осуществляется

путем

предва ­

рительного

дифференцирования

запускающих импульсов с

помо­

щью входной ^ i d - ц е п и . Триггер

рис. 3.9а может запускаться им -

Рис. 3.9. Триггер со счетным

запуском:

а) принципиальная схема; 6) эквивалентная схема для стадии пе­

реключения

ТД; а) вольтамперная

и нагрузочные характеристики

ТД и форма

напряжения на

нем;

г) эквивалентная схема триг­

гера для переходных процессов в цепи /?,-Ci

пульсами отрицательной

и положительной полярности.

Условие устойчивого

состояния

триггера

определяется,

как и

для триггера на рис. 3.1а,

двойным неравенством

(3.2).

Рассмотрим

рис. 3.96.

При

этом

полагаем, что за время

действия

запускающего

импульса

ток

через

/индуктивность L

не

успевает

измениться, а в промежутке м е ж д у

импульсами

приобретает

уста­

новившееся значение 1А

или

1В (рис. 3.9в). Это

позволяет

для

ста­

дии переключения представить цепь питания

в виде генератора

то­

ка /. Н а п р я ж е н и е на конденсаторе

г/oi в данном

случае

не

является