одновременно с появлением UBX (при отсутствии R3 ток i4 опреде лялся бы напряжением на конденсаторе, т. е. в начальный момент
времени равнялся нулю). Одновременно R3 |
ограничивает ток |
коллектора Т\ в начале заряда С. |
импульса t/BX конденса |
Таким образом, в течение первого |
тор С заряжается до напряжения |
|
|
i^ = £ K( l _ g - V S - |
(8.114) |
В (8.114) постоянная времени заряда |
т3 — R3C. |
После исчезнове |
ния входного сигнала триод 7\ закрывается и конденсатор разря жается через цепь R3—/?4 — переход эмиттер — база триода Т2—Д. При соответствующем выборе параметров элементов схемы выражение (8.113 6) остается в силе в течение времени, большего Т—1„, благодаря чему триод Т2 продолжает быть открытым. На пряжение на конденсаторе к моменту появления следующего им
пульса Uвх, пренебрегая напряжением |
и я, определяется |
как |
ис = и'с е_(Г_<и)/тР = |
Ек (1 — <rVT«) g - r - y /*,. |
|
|
(8.11.5) |
В (8.115) постоянная времени разряда |
тр= (R3 + RA)C. |
|
С снова |
При появлении следующего |
импульса |
0 ВТ конденсатор |
заряжается и процесс повторяется. |
увеличиваются напряжения на |
С каждым следующим импульсом |
конденсаторе к концу |
заряда ис и к концу |
разряда ис. |
В |
случае |
достаточно большого |
числа |
импульсов эти |
напряжения |
|
достигают |
максимальных предельных значений иСмакС и ис„акс |
(см. |
рис. |
8.36), |
при которых имеют место условия: |
|
|
|
|
|
|
|
«Смак* = |
(Як |
б^Смаке) (1 |
£ |
*) ~Т Ucumcc) |
|
|
(8 .1 1 6 ) |
|
«Смаке = б^Смакс £ |
|
м ^ V |
|
|
|
(8 .1 1 7 ) |
Решив совместно (8.116) |
и (8.117), |
найдем: |
|
|
|
|
' |
|
^ ^ |
i |
|
|
|
|
|
|
(8 .1 1 8 ) |
«Смаке |
е- Р и/г ,+ (Г -< 11)/тр] ’ |
|
|
|
|
. |
^ |
(! _ е-<*/т«) |
|
|
|
|
|
(8 .1 1 9 ) |
“ СМаКС “ * |
|
- [ у т , + |
, 7 - - у / т 7 |
* • |
|
|
|
|
|
|
Таким образом, при периодическом поступлении входного сигнала напряжение на выходе расширителя остается постоянным. В случае возврата измерительного органа, управляющего расши рителем импульсов, в исходное положение выходной сигнал рас ширителя остается еще после последнего импульса UBX в течение определенного времени tB, пока при разряде С удовлетворяется условие (8.113 6) и триод Т2 открыт. Время возврата tB расшири теля импульсов всегда больше Т—ta.
Не рассматривая более подробно выбор параметров элемен тов схемы по рис. 8.35, отметим лишь, что в данной схеме ограни чивается минимально возможная продолжительность импульса ^и.мин, поскольку сопротивление R3 нельзя выбрать слишком ма лым. С уменьшением Яз растет начальный ток заряда, потребляе мый от источника питания схемы (Ек). Кроме того, этот же ток заряда представляет собой ток коллектора триода Т\, и с его рос-
Рис. 8.37. Схема расширителя импульсов с независимым време нем заряда конденсатора
том растет и необходимый для открытия Тх ток i\, т. е. должна быть увеличена выходная мощность измерительного органа, управ ляющего расширителем. При ^и<^и. мин конденсатор не будет успе вать заряжаться до достаточно большого значения напряжения
Ua |
и выходной сигнал будет прерывистым. |
усиления |
по току |
|
Значение ta. мин зависит от коэффициента |
триода Т2, поскольку при малых значениях |
(при высокой тем |
пературе) достаточно определенного значения £и. мин, |
чтобы |
конденсатор С после заряда обеспечил надежное открытие трио да Т2 в течение времениТ— ^и.мин,а при больших значениях ic2
(при низкой температуре) необходимо, чтобы tnMHH> ^и.мин. Это приводит к значительной зависимости от температуры зоны дейст вия реле с двумя величинами и уровня срабатывания реле с од ной величиной.
Для устранения указанных недостатков целесообразно выпол нить схему расширителя импульсов таким образом, чтобы, за пустившись от короткого импульса 1/вх, он и после исчезновения и пх обеспечивал заряд конденсатора небольшим зарядным током до определенного фиксированного напряжения в течение времени, связанного лишь с периодом следования импульсов Т.
Такая схема, предложенная в [Л.46], дана на рис. 8.37. В нормальном режиме при отсутствии входного сигнала все трио ды закрыты за счет цепей положительного (для Т\ и Т3) и отри цательного (для Т2) смещения их баз по отношению к эмитте-
Рис. 8.38. Упрощенные схе мы цепей заряда (а) и раз ряда (б) конденсатора
рам. Диоды Д и Д г и Д3 открыты. Напряжение на конденсаторе С практически отсутствует, поскольку оно определяется разницей прямых падений напряжений на диодах Д\ и Дг, не превышающей десятых долей вольта. Выходное напряжение расширителя им пульсов Uвых равно нулю (в данной схеме в отличие от схемы на рис. 8.35 и вых определяется по отношению к шинке —Ек).
При появлении импульса Uвх О Т- крывается триод Тх (Дх закрывается), благодаря чему открывается и триод Тг (аналогично схеме на рис. 8.35). Оба триода оказываются в режиме насыщения, что обеспечено соответ ствующим выбором сопротивлений R\, R2, R 3 и Ri.
Ток коллектора is открытого трио да Гг представляет собой сумму двух токов, а именно: тока заряда конден сатора г-7, протекающего через переход эмиттер — база Т\, Ri и С и тока is, протекающего через переход эмиттер— база триода Т3 (диод Дг закрыт) и R&.
Благодаря протеканию тока h три од Т\ продолжает оставаться откры тым и после исчезновения ^ b i в тече ние промежутка времени, пока выпол няется условие
h—12>1бь (8.120)
где i2 = E JR 2- Соответственно остается открытым и триод Тг.
На рис. 8.38, а представлена упро щенная (пренебрегаем падением на пряжения на диоде Дг) схема цепи за
ряда конденсатора. Конденсатор С заряжается через R7 от источ ника с напряжением EKRsl(R6 + Rs) и внутренним сопротивлением RsRsI(Ra +R b)■Напряжение на конденсаторе С в процессе его за ряда и ток заряда определяются выражениями:
|
|
иС = Е . |
*■„ |
■ (1 |
|
|
|
Я« + |
Я» |
|
|
|
|
i'c — iу Ек |
|
|
|
R*R» |
|
|
|
|
|
|
|
|
(Я,+t- Я.) ( Ri + |
г) |
|
|
|
|
|
|
Я» "Ь Я* |
|
где т, |
я ,я * |
^ С— постоянная времени заряда. |
|
-\-Rs |
|
|
|
|
следующим образом: |
|
Ток t8 можно выразить через г, |
|
|
'•е = |
1 ^ к |
(*7 |
|
ы) Rt\/Rs' |
или
is = (EK- i 7Re)/(Rt + /?,). |
(8.123) |
Ток i8 имеет определенное начальное значение t8(0), которое нахо дится в соответствии со схемой на рис. 8.37 при ис —0:
*8(0) = EKR7/(ReR7-f- RtRa |
+ R-jRg). |
(8.124) |
В процессе заряда конденсатора |
и |
затухания тока |
i7 ток is, |
как это видно из (8.123), растет (рис. |
8.39). |
|
Рис. 8.39. Изменение токов и напряжений во времени для схемы рис. 8.37
При условии выбора параметров элементов схемы так, чтобы имело место неравенство
триод Г3 открыт и насыщен в течение всего процесса заряда кон
денсатора. |
В (8.125) в соответствии с |
принятыми допущениями |
is= Ec/R9. |
Таким образом, на выходе |
расширителя импульсов |
имеется выходное напряжение, возникшее практически одновре менно с входным.
Когда ток заряда конденсатора i7 уменьшится настолько, что перестанет удовлетворяться условие (8.120), триоды Т\, а затем и Т2 закрываются. С этого момента времени начинается разряд кон
