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

ж ен о б л а д а т ь малым выходным

сопротивлением.

Если

амплитуда

запускающих импульсов велика,

то отношение

ЕЩ

.необходимо

выбирать меньше, но при этом

сужается область значений U и

даваемых на

вход делителя

импульсов.

и L)

Элементы

базовой дели

транзистора (Ci

д о л ж н ы обеспе­

чить необходимую з а д е р ж к у с р а б а т ы в а н и я

Т Д П

и транзистора .

Чтобы Т Д „ запускался последним, необходимо емкость 'Конденса­

тора С\ выбрать из соотношения

С х Х б ч - Ю ) ^ ,

(5.22)

но при этом

проверять неравенство

C i r i < ( 0 , 0 5 - j - 0 , l ) C £ , .

(5.23)

будет нарастать, в то в р е м я как н а п р я ж е н и е

на С практически не

изменится. В противном случае з а время 1т

конденсатор С нес­

колько подзарядится и ток диодов уменьшится,

поэтому потребует­

ся большая амплитуда з а п у с к а ю щ и х импульсов

для

переключения

Т Д „ , а зона допустимых значений U окажется уже .

Индуктивность L д о л ж н а сформировать импульс,

необходимый

диодов в исходное состояние. Длительность

этого импульса

приб ­

лиженно определяется

выражением

П р а к т и к а показывает, что для переключения транзистора из

зак­

рытого состояния в насыщенное для высокочастотных

транзисто­

ров целесообразно индуктивность L брать

п о р я д к а сотен микро­

генри, а для низкочастотных — единиц генри.

5.2. Д Е Л И Т Е Л Ь Ч А С Т О Т Ы

С И С Т О Ч Н И К О М

П О С Т О Я Н Н О Г О Т О К А

Рассмотренный в ы ш е делитель частоты имеет

срав­

нительно узкую зону

в о з м о ж н ы х значений

амплитуды

запускаю ­

Рис. 5.3. Делитель частоты следования

импульсов с источником

постоянного

тока:

а) принципиальная схема; б) временные диаграммы; в)

эквива­

лентная схема для стадии переключения

Р а с с м о т р им

рис. 5.3а. Транзистор Т2

типа

р-п-р,

включенный

по схеме с общей базой,

является

источником

.постоянного тока

/:

I = h,162(E3/R3).

(5.24)

где /«2162 — коэффициент

усиления

эмнттерного

тока транзистора

Т2,

Источник Е |(рис. 5.3а) на величину

тока

делителя

не влияет

и

необходим только дл я создания нормального

р е ж и м а

работы-тран­

E>nU3.

(5.25)

Когда все диоды находятся в исходном

состоянии,

напряжение

илв = пг\Т.

Первый запускающий

импульс

переводит

один из Т Д в

состояние с высоким уровнем напряжения,

и и д в повышается. П о с ­

ледний -.(/1-й)

импульс переключает ТД„,

транзистор

открывается

и насыщается,

переводя все Т Д в состояние с .низким

уровнем на­

пряжения .

Выходное 'напряжение,

снимаемое с коллектора тран­

рицательным, изменяясь только по величине. Временные

диаграм ­

мы

напряжений, характеризующие работу генератора,

приведены

на

рис. 5.36.

Особенностью работы

такого делителя является то, что после

каждого 'переключения

через

цепочку диодов протекает

один и тог

ж е ток /,

не зависящий

от состояния

диодов. Б л а г о д а р я этому

к

амплитуде

запускающих

импульсов

предъявляются

значительно

менее

жесткие требования, чем в делителе рис. 5.1а. Делители та­

кого

типа

можно

делать

с

коэффициентом

деления

10 и д а ж е

больше.

Эквивалентная

схема

делителя рис. 5.3а во многом

аналогична

схеме

рис. 5.1 е. Отличие

заключается

только

в том, что вместо

источника .постоянного напряжения Е и резистора R

в схеме

на

рис. 5.3в включен

источник тока /. Н а п р я ж е н и е

на 'конденсаторе

С,

ходится из очередного

состояния

Uam = U № m - E

,

(5.26)

где £ / д 3 7 п — установившееся между двумя запускающими

импуль­

туннельных

диодов,

'находящихся

в

состоянии

с высоким уровнем

напряжения .

Эквивалентная

схема

на рис. 5.3в описывается

уравнениями:

' с т

=

(",,„ +

Ua

,„ -

« д

в

„, -Ь Е)1Ъ;

(5.28)

"двш =

?'дт Rm

(5.29)

Р е ш а я совместно

эти

уравнения

относительно

тока

£ д ш

с

уче­

том

(5.26),

получим

ет ~г I Ri

/ г о п \

ц з а п ~ ^ ДН т

'Д"1 —

г,Hi -;-

Кт

•

(О.ОН)

К ак и при исследовании

условий

работы

делителя

частоты

сле­

дования

импульсов

с источником

постоянного

напряжения

(рис.

5.1а), для определения

минимальной

амплитуды

запускающего

импульса

положим

в в ы р а ж е н и и

(5.30)

т = п—1, тогда

при ы з а п =

= Umin

и

iKm=J1

с

учет-ом'(5.9),

(5.10) и (1.8)

из (5.30)

находим

U > UMin

= ( Д - 1 ) Rc + U1 +

(п -

1) U3

-

и я в ,„_„ ,

(5.31)

где

^'дв(п-1)

определяется

точно

так, как напряжение

U0(n-i) в ра­

нее

рассмотренном

делителе. Д л я этого

необходимо

построить эк­

вивалентные

вольтамперные

характеристики

двухполюсника

для

т=п—1

и т=0,

но вместо

линии

нагрузки провести линию

тока I.

Точки

пересечения

характеристик

с

линией

тока

/

д а ю т

напряже ­

ния

на двухполюснике

перед

приходом

/i-го импульса

и

первого

ИМПуЛЬСа ' ( [ / д в ( п - 1 )

И 'f/дво).

Д л я

определения

условий,

исключающих

одновременное

пере ­

ключение двух диодов, необходимо в

ур - и и и

(5.30)

положить

т=\,

а дл я н а х о ж д е н и я

напряжения,

до -которого

з а р я ж а е т с я

конден­

сатор

С, принять т=0,

тогда

иль*

= пгх1

(5.32)

И ТфИ U^an — iUmax И 1 д т

= Л

j

Umax Ч~ U д. во

ея ~Ь / Ri

ggy

1 _

Ц { + ( П - 1 ) Г 1 + Га

Р е ш а я

(5.33) относительно

-Umax,

с учетом

(5.14),

(5.15)

и

(1.8),

получаем

U <

Umax

= (Л -

Г) Rt +

(п -

1) (Л +

U3

-

и л в

0 .

(5.34>

Н а рис. 5.4а

построены эквивалентные

характеристики

двухпо­

люсника £ д ц = / . ( И д в . ) д л я

значений

т = 0 и т = п—1

при я ='10

и /г = 5,.

для того же типа диодов, что на

рис. 5.2а,

и

приведены линии то-

Рнс. 5.4. К 'анализу

работы делителя:

а) эквивалентные

вольтампериые

характеристики двухполюсника

при /г=б in /г = 10 с линиями тока

/;

б)

области возможных значении

U=f(iRi) делителя

с источником

постоянного

тока

ка / для двух значений /=</' = 4,5

мА

и

/ = / " = 2,5 мА, точки пе ­

чения

Ы д в = ' с / д В 0

и

И д В = | £ / д в ( п - 1 ) -

Эквивалентные

характеристики,

двухполюсника построены н о

ф - лам (5.19) и (5.21).

На .рис. 6.46 построены зоны возможных значений амплитуд за ­

пускающих

импульсов

U=((Ri)

для приведенных на рис. 5.4а

ха­

рактеристик

двухполюсника,

токов

/ = 4,5

мА

и

/ = 2 , 5

мА

при.

/1=6

и п=Л0.

Из

рассмотрения

этих зон

можно сделать

следующие

выводы:

1.

При

питании

делителя

от источника постоянного тока ши­

рина

зон

не

зависит

от величины сопротивления Ri,

но

становится

уже с уменьшением тока / и увеличением

коэффициента

деления п.

2.

Чем

'больше

ток

•/, тем

меньше влияет

увеличение

к о э ф ф и ­

делителей

с большим

коэффициентом п

нужно п р и б л и ж

а т ь

его

величину

к величине / ь

учитывая при. этом

нестабильность

тока

11