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

ГТргг определении длительности

импульсов

воспользуемся об­

щей ф-лой

(2.39). Д л я

случая,

когда

первым

начинает

переклю­

чаться

диод

Т Д ь

находящийся

в состоянии низкого уровня

напря­

жения,

/ L ( ° O ) И / J L ( 0 ) = — 1 ь т а х

находятся

соответственно

по

ф-лам

(.2.77)

и (2.80). З а

время

t = t a i

ток i L

достигнет

величины

1ьтах,

тогда

h (<») +1 I ,

T] 1П

L \

i

L max

(2.82)

I , (со) — /,

где

(2.83)

(R +

' i ) (R +

r3)

Rri

Rr3

Ri

+

- R+r,

+

R + r

(2.84)

(14

+

r,)

(2R +

Rj) +

2RRX

Л е г ко убедиться, что при идентичности диодов время tu2

опре­

деляется той ж е формулой, поэтому

£ И 1 = ^ и 2 . Если первым

переклю­

чается диод, находящийся в состоянии высокого уровня

н а п р я ж е ­

ния, то

в ф-ле (2.82) вместо

1ьтах

необходимо

подставить

I ' L m a v

(2.81). И з условий самовозбуждения

генератора

видно, что при ма­

лых Е первым начинает

переключаться диод,

находящийся

в со­

нии низкого. Если плавно изменять Е от минимального до

макси­

мального значения, то вначале iLmax и tui увеличиваются,

как это

следует из (2.81) и (2.82), при каком-то значении Е

1ьтах

=

Г'ьтах,

и оба диода начинают переключаться одновременно.

Д а л ь н е й ш е е

увеличение Е приводит к тому, что первым начинает

переключаться

(2.80) и (2.82), ток 1ыпах и t„i

начинают уменьшаться .

2.7. В Л И Я Н И Е Н А Г Р У З К И

Подключение,

к генератору нагрузки существенно

ратору через разделительный конденсатор С,

причем совместно с со­

противлением

нагрузки гв

этот конденсатор

может

представлять

как обычную

переходную,

так и дифференцирующую

цепь. В пер­

к 2, а сопротивление нагрузки га обычно превышает

сопротивление

ТД, то в этом случае

^ « 0 , 2 5 ( ^ 4 - ^ + У д И Ч 1 ) ,

(2.85)

рассчитанной по

ф - лам (2.40), (2.42) и (2.43)

или

(2.47) —(2

.49).

Д л я генераторов

рис. 2.2а и рис. 2.3а длительность

импульсов

при

наличии активной

нагрузки можно рассчитать

по

ф-лам (2.47) —

(2.49), но пр'и других значениях Е э к в и i?3 K B . Д л я

генератора с по­

следовательной

индуктивностью (рис. 2.2а)

£ — + "огн +

елгн

Еэкв =

^

•

;

(2.86)

гД + 'н

Яэкв =

гл

+ гл

>

( 2 - 8 7 )

£

_

Егд

+

е д^1 г н +

uoRirд

.

^2

88)

ruRl

+ Г„Гд +

Я ^ д

т н « 1 "Г V f l T К\Гд

Учитывая, по какому участку вольтамперной

характеристики Т Д

перемещается рабочая точка во время формирования

импульса

и

выражения,

аппроксимирующие

эти участки,

получаем

значения

£'экв "И Rmn,

необходимые дл я подстановки в формулы

дл я

длитель­

ности импульса. Входящие в ф-лы (2.47) и

(2.48) величины

UA

и

Uв определяются в ы р а ж е н и я м и

UA

=

;

(2.90)

г»

+ гз

jj =

(Ut +

Ун) rx

(2.91)

гн

+ Г 1

B

для генератора с последовательной индуктивностью и

R^H

+г"г Г„ +

U

=

1^2 №

+

г„) + / а ^ н 1 ' " 1

(2

93)

для генератора с параллельной индуктивностью. Величина

и л т п а х ,

входящая в ф-лу

( 2 . 8 5 ) , равна

значению Ua

Д Л Я соответствующего

генератора.

Сопротивление

нагрузки

г ц влияет т а к ж е

на

выбор

типа Т Д .

Переключение Т Д

будет происходить только

в том случае, если об­

щее сопротивление, шунтирующее д и о д по переменному току,

будет

больше абсолютной

величины отрицательного сопротивления

дио-

r ; > ( f / a - t / i ) / ( / i - / a ) ,

(2.94)

где ,/•'„ — общее активное

сопротивление,

шунтирующее

Т Д без уче­

та сопротивления

резистора,

включаемого последовательно с ин­

дуктивностью. Учтя, что у ТД, выполненных из одного

м а т е р и а л а ,

Ui и U2 изменяются незначительно, a h~^>Iz, из (2.94)

получаем

где а — коэффициент запаса;

учитывая

разброс

параметров Т Д ,

целесообразно выбирать

a^2 - f - 3 .

Д л я генератора

с последовательной

индуктивностью

(рис. 2.2а)

диод

оказывается

шунтирован

только

сопротивлением

г ш тогда

Л » ( 2 ч - 3 ) ( £ / а - £ / , ) / / • „ .

(2.95)

Д л я генератора

с

параллельной

индуктивностью

(рис. 2.3а)

диод

шунтируется

сопротивлением гн ||/?ь

поэтому

/ х » (2-^-3)

U t ~

U l

(fli + O -

(2.96)

При

ориентировочном

выборе Т Д можно полагать

/ ? i « r H ,

тогда

/ 1 ^ ( 4 - - 6 ) ( с / 3 - с / 1 ) / г н .

(2.97)

В

генераторе на двух

Т Д

переключающийся диод

шунтирован

сопротивлением Гв"угп+

2r-\-r

] ' П 0 Э Т 0

М У

ориентировочно ток 1\ рас ­

считывают по формуле

/ 1 « ( 6 - ^ 8 ) ( с / 2 - с / 1 ) / л н .

(2.98)

Если цепь С, гн

является

дифференцирующей

и ta^>Crlb

влия ­

считывать i a по

ф-лам

(2.40),

(2.42),

(2.43) или

(2.47) —(2.49).

2.8. П О Р Я Д О К

Р А С Ч Е Т А

Для расчета

генератора

могут быть заданы: период

следования импульсов

Т и сопротивление

нагрузки

ги. Длительность импульсов

в

автоколебательном-

режиме обычно

не задается, так как их скважность близка к двум и практически

не регулируется.

Выбор типа

ТД

определяется величиной

сопротивления

нагрузки. При этом

из ф-л (2.95), (2.97)

или (2.98) ориентировочно рассчитывают

ток диода / ( и по

нему выбирают диод.

схему, i?=t/?pac4— Г{—i

где Лрасч

— значение

сопротивления, найденного

по

графику на рис. 2Л2а.

Е

=1(К»Кв),

Для генератора рис. 2.3а строят область возможных

значений

где

(2.99)

при

этом граничные уравнения для

области получают из

(2.19), разделив его на

Rt.

На рис. 2.126 показана область

возможных

Е

там

же

значений — - —*f(Явки),

е.

¥ •><E=UZ

*1г

У

0,5\

0,4

N

\

/ -

0,3

к*

1

0,2

V • 4*1

1

0.1

1

О 20

40 SO SO 100 !20K3XS,CM

п 20

40 SO SO 100 120 R,0M

Рис. 2.12.

Области возможных значений: а) в генераторе с по­

следовательной

индуктивностью

E=,f(R);

б) в генераторе с па­

раллельной ИНДУКТИВНОСТЬЮ

E/Rl=f(Raitn)

мо выбирать вблизи нижней

границы

области. По выбранному положению рабо-

Е

чей точки находят Яакв(Р) и

-— (Р) .

Если напряжение Е задано, то по двум по-

Если же Е ие задано, то из

(2.122)

вычисляют

(24-3) (U2

- U,) rH

(2.100)

Rx>

и по найденным значениям

—— (Р)

и 'Rann(P) определяют Е и R.

—f(\R),

используя для

этого

двойное

неравенство

(2.72)

и

неравенства

(2.75) и

(2.76) (рис. 2.13). Из

рисунка видно, что области,

ограниченные этими

неравен­

ствами,

перекрываются, поэтому не

нужно

строить одновременно

все

четыре

графика.

Чтобы диоды переключались по току,

достаточно

обеспечить

выполнение

правой

части

двойного неравенства

(2.72) и

неравенства

(2.75), которые

записы­

ваются в следующем

виде:

17

-2U2

(2.101)

Ri>

R U2

- f

I2R

Ri <

R(E-U1-U3)

+

(E-2Ul)r3

(2.102)

R

R-h

- I - R

+ Iyr3)

+Uxr3

Построенная по этим формулам

область на

рис. 2.13

ограничена

кривы­

ми 1 и 3.