Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

£ см, сумма базовых токов этих ячеек может создать во внутреннем Сопротивлении источника смещения и подводящих проводах значи­ тельное падение напряжения, которое, складываясь с э. д. с. источ­ ника Есм, ослабляет полезное напряжение UgC, подаваемое к тран­

зистору.

Схема рис. 10.5, в не является экономичной, так как в ней подобно схеме 10.5, а затрачивается значительная мощность от постоянно про­ текающего тока / см. Но от предыдущих схем она выгодно отличается

Рис. 10.5. Варианты схем предотвращения передачи помех введением напряжения смещения (а, б, в) и компенсирующих сердечников (г)

тем, что имеет единственный источник энергии Е к. Смещение в этой схеме создается за счет падения напряжения на сопротивлении в цепи эмиттера Ra от тока / см.

Помимо введения смещения, действие э. д. с. помех можно предот­ вратить, применяя компенсирующие сердечники, как и в магнитодиод­ ных ячейках.

На рис. 10.5, г приведена схема с двумя компенсирующими сердеч­ никами КСС и КСЗ. Базовые обмотки этих сердечников включены на­ встречу базовой обмотке рабочего сердечника PC. Индукция сердеч­ ника КСС изменяется под действием тактового тока только по ниж­ нему насыщенному участку петли гистерезиса около точки — Вг на величину осш, 2Вг и компенсирует помеху при считывании нуля. Ин­ дукция сердечника КСЗ изменяется на такую же величину под дейст­ вием входной обмотки, но по верхнему насыщенному участку петли

230

около точки + Вг, и компенсирует помеху заднего фронта при записи единицы. Обмотка сердечника RC3 создает, в отличие от рабочего сердечника, положительную напряженность и надежно удерживает его в состоянии + Вг.

Быстродействие МТЯ ограничивается временем ввода транзистора в состояние насыщения и временем вывода его из этого состояния. ПОС способствует улучшению быстродействия МТЯ, сокращая время ввода транзистора в состояние насыщения (время тпф), но время вывода транзистора из насыщенного состояния (тр + тзф на рис. 10.2, а) не изменяет. Помимо предотвращения ложных срабатываний, введение смещения благоприятно сказывается и на быстродействии МТЯ, со­ кращая тр. Это влияние объясняется следующим образом. Напряжение

Рис. 10.6. Варианты схем осуществления отрица­ тельной обратной связи (ООС) в МТЯ

смещения, приложенное минусом к эмиттерному р-п-переходу, в про­ цессе вывода транзистора из насыщения действует аналогично напря­ жению Е к, которое тоже приложено минусом к р-д-переходу коллек­ тора. В результате неосновные носители заряда рассасываются из «-об­ ласти базы не только в коллекторную, но и в эмиттерную цепь, чем и объясняется уменьшение времени тр при введении смещения.

Другим методом ускорения вывода транзистора из состояния насы­ щения является применение отрицательной обратной связи (ООС), которая осуществляется в виде падения напряжения на сопротивле­ нии R э от коллекторного тока, являющегося выходной величиной для транзистора (рис. 10.6, а). С ростом і„ падение напряжения на R 3 воз­ растает, а так как это напряжение действует в базовой цепи в запи­ рающем направлении, оно оказывается направленным навстречу э. д. с. базовой обмотки, являющейся входной величиной для транзистора, и, значит, осуществляет именно отрицательную обратную связь.

Величина этой связи зависит от величины сопротивления R e. При слишком сильной ООС э. д. с. базовой обмотки, возникающая при счи­ тывании единицы, может оказаться недостаточной для перевода транзистора в режим насыщения. При сравнительно небольшой ООС транзистор достигает режима насыщения, но время вывода его из этого состояния немного меньше, чем при отсутствии ООС. Поэтому в МТЯ, работающих на больших частотах, подбирают такую величину R э, которая обеспечивает минимальное время переключения транзис­ тора, не превышающее долей микросекунды.

231

Лучшие результаты достигаются при шунтировании R 3 конденса­ тором С (рис. 10.6, б). В этом случае в первый момент после подачи тактового импульса конденсатор шунтирует R 3 и как бы отключает ООС, а за счет ПОС транзистор быстро достигает режима насыщения. Когда же э. д. с. базовой обмотки падает до нуля, заряженная емкость, имея полярность запирающего напряжения, ускоряет вывод тран­ зистора из насыщения. На рис. 10.5, в цепочка R 3 С выполняет именно

такую роль.

Введение ПОС и ООС уменьшает зависимость формы и длительности выходного импульса от разброса параметров транзистора и влияние этих параметров на характе­ ристику передачи ячейки.

Для оценки работоспособ­ ности системы элементов наи­ больший интерес представ­ ляют характеристики переда­ чи, снятые в двух режимах: наиболее благоприятном для помехообразования и наибо­ лее тяжелом для передачи сигнала единицы [2.61. В пер­ вом случае испытываемую ячейку собирают из деталей с предельными отклонениями параметров. Например, сер­

дечник должен иметь Фг П1ах, Нст1п и amln, транзистор — твклгп1п, со­ противления— mln и Ramin. Испытание проводят при Екmln, £ CMmln, 0піах, / ттах. Во втором режиме отклонения должны быть противо­ положными.

Для определения зоны устойчивой работы элементов его помехо­ устойчивость и регенеративность проверяют в замкнутом регистре; причем помехоустойчивость — в схеме с объединением сигналов, по­ ступающих на вход каждой ячейки замкнутого регистра (рис. 10.7, а), а регенеративность — в схеме с разветвлением информации (рис. 10.7, б). Зона устойчивой работы в схеме рис. 10.7, а определяется по самопроизвольному появлению сигнала единицы в непрерывно опрашиваемом тактовыми импульсами замкнутом регистре, а в схеме

§ 10.3. АНАЛИЗ РАБОТЫ И РАСЧЕТ МАГНИТОТРАНЗИСТОРНЫХ ЯЧЕЕК С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Вопросы расчета МТЯ с ПОС рассмотрены рядом авторов. Далее изложен метод расчета МТЯ с ПОС в цепи коллектора, изложенный в [2.5].

Условия работы коллекторной цепи ячейки с ПОС и ячейки без ПОС почти одинаковы. Отличие по существу заключается лишь в том,

232

что, кроме перемагничивания сердечников воспринимающих ячеек, транзистор должен перемагнитить совместно с тактовым импульсом еще и «свой» сердечник. Поэтому вместо выражения (10.2) по второму закону Кирхгофа запишем

совпадающее с выражением (10.6) для МТЯ без ПОС, а формулы

(10.7) и (10.10) примут вид

wK уточнить Н д 0 п .

Подставив в (10.18) значение /ктах, найденное из (10.19), призаданных Е н и хзап, можно получить

которое показывает, что оптимальное число витков щвх.0пт, обеспе­ чивающее тзап = const, зависит от числа воспринимающих сердечни­ ков. Эту зависимость можно объяснить так: для сохранения неизмен­ ной скорости перемагничивания dB!dt, например при меньшем числе

в целях унификации все ячейки, предназначенные для одного устрой­ ства, выполняют с одним и тем же числом витков щвх, которое является оптимальным для ах. В случае меньшего числа воспринимающих сердечников согласование с ними передающей ячейки производится за счет увеличения сопротивления R K.

Наибольшую сложность в расчете МТЯ представляет определение количества витков обмоток: базовой доб, коллекторной wKи тактовой и>т. Для повышения быстродействия устройства с МТЯ необходимо, во-первых, всемерно уменьшать задержку между началом считываю­

233

щего импульса и вводом транзистора в режим насыщения, т. е. умень­

щения, то длительность тпф при прочих равных условиях зависит от тока базы. Чем больше импульс іб, тем скорее транзистор достигает насыщения. Оптимальные числа витков должны обеспечить макси­ мальное значение гб, а следовательно, минимальную задержку между подачей считывающего импульса и появлением импульса коллекторно­ го тока.

Рис. 10.8. Схема МТЯ для общего случая расчета

На рис. 10.4—10.6 предполагалось, что считывание единицы с передающей ячейки производится подачей втактовую обмотку импульса тока от специального генератора тактовых импульсов. Возможен другой случай считывания, когда в считывающую обмотку поступает импульс коллекторного тока от предыдущей

в лзаіІ ячеек.

На рис. 10.8 показаны пзап ячеек, обмотки швх которых включены в коллек­ торную цепь для рассматриваемой ячейки. Такой случай нагрузки ячеек являет­ ся наиболее общим

Каждый из псч сердечников перемагничивается под действием суммарной

В равенстве (10.22) ток /к зависит от нагрузки рассматриваемой ячейки, ток

АФ (1 + а нд)

(10.23)

Тсч

где /?вх — входное сопротивление транзистора.

234