Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

Энергия, выделившаяся в цепи за период следования и отне­ сенная к длительности периода, определяет среднюю мощность импульса

Генерирование импульсов осуществляется генераторами ре­ лаксационных колебаний. Релаксационные колебания — это несннусоидальные периодически повторяющиеся колебания, как правило, разрывные.

Любой генератор релаксационных колебаний состоит из трех основных частей: колебательной системы (накопителя), источ­ ников энергии и вакуумного прибора.

Колебательная система служит для возбуждения релаксаци­ онных колебаний нужной формы и представляет собой, как пра­ вило, цепь RC, обладающую способностью накапливать энер­ гию. Источник энергии необходим для питания элементов схемы. Вакуумный прибор является устройством, регулирующим по­ дачу энергии от источника энергии в колебательную систему и

ского притока энергии к накопителю и передачи ее в разрядную цепь.

Прежде чем перейти к конкретным схемам релаксационных генераторов, рассмотрим работу их основного элемента — нако­ пителя, представляющего собой цепь RC.

З а р я д и р а з р я д к о н д е н с а т о р а ч е р е з с о п р о ­ т и в л е н и е . При включении любо.й цепи номинальная вели­

напряжение в цепи достигают своих установившихся значений,

134

Рассмотрим переходные процессы, происходящие в цепи, со­ стоящей из сопротивления R, конденсатора С, источника пита­ ния Е и рубильника К (рис. 136).

При разомкнутом рубильнике К конденсатор С не заряжен. Переведем рубильник в положение «1». Начнется процесс за­ ряда конденсатора, и по цепи идет ток заряда. Так как в начале

процесса заряда напряжение на обкладках конденсатора отсут-

£

ствует ( « с = 0), ток заряда максимален и равен 4 = -^- и все

напряжение источника приложено к активному сопротивлению, т. е. E = ur . По мере заряда конденсато­ ра напряжение на активном сопро­ тивлении уменьшается по экспонен­ циальному закону, по такому же за­ кону убывает и ток заряда конден­ сатора.

Закон изменения тока заряда t3 и напряжения uR описыва­

заны кривые изменения тока и напряжения на конденсаторе С и сопротивлении R экспоненты.

Для разряда конденсатора поставим рубильник в положе­ ние «2». Конденсатор С замкнется через сопротивление R, и по цепи пойдет ток разряда г'р, равный в начальный момент г =

135

вания ил, ис и ip.

Ток в цепи и напряжения на конденсаторе и сопротивлении показаны на рис. 134, б.

После полного разряда конденсатора ток разряда прекра­ тится.

Время заряда и разряда конденсатора зависит от величины сопротивления R и емкости С. Если величина сопротивления R очень мала или равна нулю, то заряд и; разряд конденсатора произойдут практически мгновенно. При увеличении сопротив­ ления ток заряда и разряда уменьшается, а поэтому время за­ ряда и разряда возрастает пли, что то же самое, уменьшается скорость заряда или разряда конденсатора. При увеличении емкости конденсатора увеличивается количество электричества, которое он может накопить, поэтому конденсатор большой ем­ кости заряжается дольше.

Таким образом, с увеличением R и С увеличивается время заряда конденсатора, и наоборот, с уменьшением R и С это время уменьшается. Длительность заряда зависит от произве­

R

t

Рис. 135. Релаксационный генератор на неоновой лампе

136

гается и конденсатор быстро разряжается до напряжения пога­ сания неоновой лампы. После этого конденсатор начинает вновь заряжаться, и процесс повторяется. Такой генератор вырабаты­ вает пилообразное напряжение (рис. 135,6), являющееся одним из видов релаксационных колебаний. Частоту колебаний при заданном напряжении источника питания можно регулировать

изменять напряжение зажигания, меняя тем самым частоту пилообразных колебаний. Эта схема имеет то преимущество, что тиратрон, обладая малым внутренним сопротивлением, соз­ дает ничтожные потери при пропускании больших токов, поэто­ му она применяется в модуляторах и устройствах автоматиче­ ского регулирования.

§ 2. Мультивибраторы

Мультивибратором называется генератор колебаний, имею­ щих форму, близкую к прямоугольной. Слово «мультивибра­ тор» означает генератор множества колебаний, что указывает на то, что генерируемые колебания имеют сложную форму, об­ разованную суммированием множества синусоидальных коле­ баний.

Мультивибраторы применяются для генерирования импуль­ сов прямоугольной формы, для деления частоты, для расшире-' ния импульсов, в качестве пусковых или переключающих уст­ ройств и могут работать в трёх различных режимах: автоколе­ бательном, синхронизации и ждущем.

При работе в автоколебательном режиме мультивибратор работает как генератор с самовозбуждением, т. е. выходное напряжение создается в результате процессов, происходящих в самой схеме независимо от внешнего воздействия.

При работе в режиме синхронизации мультивибратор рабо­ тает так же, как генератор с самовозбуждением, но на него воз­ действует извне специальное синхронизирующее напряжение, частота которого определяет частоту напряжения, вырабатывае­ мого мультивибратором.

137

При работе в ждущем режиме мультивибратор работает как генератор с посторонним возбуждением. В этом случае процессы в схеме начинаются каждый раз после подачи на его вход спе­ циального пускового напряжения.

Мультивибраторы классифицируются по следующим приз­ накам:

по методу возбуждения:

—с самовозбуждением (симметричные и несимметричные);

—с посторонним возбуждением (с одним или двумя поло­ жениями устойчивого равновесия);

по способу связи:

—с анодной связью;

—с катодной связью.

Схема мультивибратора с самовозбуждением представлена на рис. 137, а. Она представляет собой двухкаскадный усили­ тель на сопротивлениях, у которого выход одного каскада сое­

тивления утечки; совместно с емкостями Ci и С2 они образуют цепи RC, являющиеся колебательной системой схемы.

Включим источник питания. Через обе лампы потекут анод­ ные токи, конденсаторы С, и С2 будут заряжаться, при этом конденсатор С\ зарядится до потенциала анода лампы Л и а кон­

ветствующих точках обеих ламп будут одинаковы,

138

В действительности это состояние неустойчивого равновесия, так как величины анодных токов ламп подвержены некоторым колебаниям из-за непостоянства количества электронов, эмиттируемых катодами в каждый момент времени.

Пусть, например, немного возрос анодный ток лампы Л х. Это вызовет некоторое снижение анодного напряжения иа_ и раз­

ряд конденсатора Сх через лампу Л х и сопротивление R . Ток разряда конденсатора Сх, проходя через сопротивление R

создает падение напряжения, «минусом» приложенное к управ­ ляющей сетке лампы Л2. Это вызывает уменьшение анодного тока лампы Л2 п возрастание анодного напряжения иЯг, что

в свою очередь приводит к увеличению тока заряда конденса­ тора С2.

Ток заряда конденсатора С2 проходит по цепи плюс источ­

жения, приложенное «плюсом» к сетке лампы Л х.

Это напряжение способствует еще большему увеличению анодного тока лампы Л х, еще большему снижению анодного напряжения ю и более интенсивному разряду конденсатора Сх.

Такое взаимодействие элементов схемы приведет к увеличению до насыщения тока лампы Л х и к уменьшению до нуля тока лампы Л2. Лампа Л х полностью отпирается, а лампа Л2 запи­ рается. К такому состоянию схема приходит лавинообразно за очень короткий промежуток времени. Так как ток разряда кон­

С2-> J72—»■Rgt~* C2j создавая на сопротивлении 7?^ падение нап­

ряжения, приложенное «минусом» к сетке лампы Л х. Обратный процесс продолжается до тех пор, пока ток лампы Л х не умень­ шится до нуля, а ток лампы Л2 не достигнет максимального зна­ чения, что приведет к отпиранию лампы Л2 и запиранию лампы

Л и ит. д.

На рис. 1137, б приведены графики напряжений в схеме муль­ тивибратора. Запирание лампы происходит очень быстро и изоб­ ражено вертикальными линиями. В то время как лампа Л х от­ перта и напряжение на аноде мало, что соответствует отрица­ тельному прямоугольному импульсу напряжения, на аноде лампы Л2 поддерживается высокое анодное напряжение. Выра­

139