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

Это влечет за собой дальнейшее возрастание коллекторного тока, и транзистор за короткое время переходит в режим насы­ щения. Коллекторный ток при этом приобретает некоторое опре­ деленное значение iu. Базовым током заряжается конденсатор С с указанной на схеме полярностью.

Напряжение на базе зависит от величин е2 и ис. Когда нет коллекторного тока или когда он неизменен (е2 —0), напряже­ ние на базе определяется величиной ис. Разряд конденсатора С

Рис. 144. Блокинг-генератор на транзисторе

происходит через сопротивление Re. Длительность периода ко­ лебаний в основном зависит от постоянной времени разрядной цепи конденсатора С, т. е. от произведения CRо. Длительность импульса ти зависит от емкости конденсатора С и параметров транзистора и трансформатора. На рис. 144, б приведены гра­ фики изменений напряжения на пластинах конденсатора С, на­ пряжения база — эмиттер ие.э, коллекторного и базового тока и напряжения коллектор — эмиттер ик.э.

§ 4. Схемы формирования импульсов

Для формирования импульсов широко используются ампли­ тудные ограничители— устройства, преобразующие формы вход­ ных сигналов путем «срезания» (ограничения) сигнала сверху, снизу или одновременно с двух сторон. Во всех случаях ограни­ чители представляют собой цепи, наличие нелинейного элемента в которых является принципиально необходимым.

Одним из методов формирования импульсов является огра­ ничение напряжения. Ограничением напряжения называется

150

срезание амплитуд положительной или отрицательной полярно­ сти на определенном уровне, который называется уровнем огра­ ничения. Устройства, позволяющие производить такое ограниче­ ние, получили название ограничителей амплитуды.

на ограничители, показано на рис. 145, а.

2. Вид нелинейного элемента, совершающего ограничение. По этому признаку ограничители подразделяются на диодные, многоэлектродные (триодные, пентодные) и полупроводниковые.

3. Схемные особенности. По этому признаку диодные огра­

состоит из диода, имеющего сопротивление Rr, сопротивления нагрузки Rn и конденсатора С. На вход схемы подается синусо­ идальное напряжение ивк. В течение положительного полупериода напряжения диод проводит ток, так как анод находится под положительным потенциалом относительно катода. В это время почти все напряжение падает на сопротивлении RH, так как от­ крытый диод обладает малым сопротивлением. В течение отри­ цательного полупериода напряжения диод не проводит ток, так как анод находится под отрицательным напряжением по отно­ шению к катоду. Поэтому на сопротивлении R„ в это время ни­ какого падения напряжения нет. Благодаря такой работе схе­ мы переменное напряжение преобразуется в положительные им­ пульсы. Эта схема называется ограничителем снизу, так как она ограничивает отрицательный полупериод напряжения. Для ог­ раничения сверху необходимо подключить диод, как показано на рис. 146, б.

В отличие от последовательного ограничителя в параллель­ ном ограничителе диод включается параллельно (рис. 147). Ра­ бота параллельного ограничителя аналогична и ограничение про­ исходит на ограничивающем сопротивлении R0гр.

Приведенные схемы производят ограничение на нулевом уровне. Для ограничения на другом уровне на анод или катод диода подается смещение от постороннего источника (рис. 148). Полярность и величина напряжения источника выбираются в зависимости от уровня ограничения. Так, на рис. 148, а пред­ ставлена схема последовательного ограничителя, где на катод подано постоянное положительное напряжение Е, которое запи­ рает диод. Ток через диод начинает проходить только в тот мо­ мент, когда входное напряжение превышает напряжение запи­ рания Е. Поэтому и падение напряжения на RH образуется в

151

Рнс. 145. Формы напряжений, ограниченных по амплитуде на различных уровнях

Рис. 146. Последовательное диодное ограничение

152

Рис. 147. Параллельное диодное ограничениеэ

а —-ограничение снизу; б — ограничение сверху

Рис. 148. Ограничение синусоидальных напряжений ' на определенном уровне

153

течение времени прохождения тока через диод. С выхода схемы снимается напряжение в виде верхней части положительных полупериодов синусоидального напряжения. Такая схема произ­ водит ограничение снизу на уровне Е.

Если изменить полярность включения источника, то в схеме будет происходить ограничение снизу на уровне Е с постоянной составляющей (рис. 148, б). Схема с параллельным ограниче­ нием на заданном уровне работает аналогично.

Для получения двустороннего ограничения на диодах приме­ няется схема, приведенная на рис. 149. В этой схеме два диода включены в обратных.направлениях по отношению друг к другу.

Рис. 149. Схема двустороннего ограничения с регулировкой уровня

Батарея £, и сопротивление R u батарея Е2 и сопротивление R2 определяют уровень ограничения схемы, сопротивление Rz яв­ ляется ограничивающим.

Диод Д\ начинает приводить ток, когда напряжение на вхо­ де больше, чем напряжение ии и с этого момента начинается ог­ раничивающее действие диода Д\. Диод Д 2 проводит ток лишь в том случае, если напряжение на входе становится более от­ рицательным, чем напряжение и2. С этого момента начинает

называются такие ограничители, в которых ограничение проис­ ходит за счет нелинейности характеристик тока управляющей сетки. Схема сеточного ограничителя представлена на рис. 150.

Характерной особенностью -схемы является наличие в цепи управляющей сетки ограничительного сопротивления Row-

При отрицательной полуволне поданного на вход синусои­ дального напряжения сеточного тока в лампе нет. Это означает, что участок сетка — катод лампы разомкнут, т. е. имеет беско­ нечно большое внутреннее сопротивление. Поэтому отрица­

154

тельное напряжение, воздействующее на вход ограничителя, бу­ дет приложено полностью между сеткой и катодом лампы. Ни­ какого падения напряжения на ограничительном сопротивлении не будет. В соответствии с приложенным напряжением изменя­ ется и анодный ток. В анодной цепи напряжение усиливается и выделяется на сопротивлении /?а-

С началом действия положительной полуволны в лампе появ­ ляется сеточный ток. Сопротивление участка сетка — катод Rgклампы резко падает (примерно до 1000 Ом). Ограничительное сопротивление выбирается во много раз больше RgK.

Рис. 150. Ограничение на триоде за счет сеточ­ ного тока

Сеточный ток проходит внутри'лампы от управляющей сетки к катоду через входные зажимы схемы и ограничительное со­ противление Яогр. Падение напряжения на каждом участке цепи будет пропорционально сопротивлению данного участка.

Так как ug> 0, Rorp^Rgn то входное напряжение почти полно­ стью выделяется на ограничительном сопротивлении и лишь не­ значительная часть его будет подводиться к участку сетка — ка­ тод лампы. Таким образом, сетка лампы в положительный полупериод остается под небольшим постоянным напряжением.

Ограничение входного напряжения перераспределением ка­ тодного тока можно осуществить, используя ток насыщения лам­ пы (рис. 151). В анодную цепь лампы включается большое со­ противление нагрузки Ra- С увеличением напряжения на сетке лампы анодный ток растёт, а анодное напряжение уменьшается, пока в лампе не наступит режим насыщения. При дальнейшем увеличении напряжения на сетке анодный ток и напряжение на аноде не изменяются, а сеточный ток увеличивается. Благодаря этому напряжение на выходе схемы оказывается ограниченным сверху на уровне напряжения насыщения лампы.

155

Такое ограничение получило название ограничения перерас­ пределением катодного тока, так как при насыщении лампы анодный ток уменьшается, а сеточный возрастает.

Рис. 15!. Ограничение перераспреде­ лением катодного тока

Ограничение отсечкой анодного тока осуществляется тогда, когда входное напряжение становится ниже потенциала запи­ рания лампы, что вызывает ее запирание. Уровень ограничения

Рис. 152. Ограничение отсечкой анодного тока

при этом выбирается изменением напряжения смещения. Огра­ ничение представляет собой ограничение снизу.

Сдема ограничителя отсечкой анодного тока представлена на рис, 152,

156

Преобразование синусоидального напряжения с помощью искажающих усилителей. Задачу такого преобразования решают схемы формирования напряжений с использованием триодов, тетродов или пентодов. Для уяснения принципа такого преоб­ разования рассмотрим характеристику триода (рис. 153).

'Средняя часть характеристики бб' представляет собой пря­ молинейный участок, на котором усиленные сигналы не искажа­ ются. Если выбрать рабочую точку Л посередине характеристи­ ки и подать на сетку синусоидальное напряжение с амплитудой, не выходящей за пределы прямолинейного участка характери­ стики, то получим в анодной цепи неискаженный синусоидаль­ ный ток (рис. 1153, б). Такое усиление происходит в обычных схе­ мах усилителей.

Рис. 153. Сеточная характеристика триода

Теперь сдвинем рабочую точку А в левую часть прямолиней­ ного участка, как показано на рис. 154, а. При подаче синусои­ дального напряжения на сетку лампы часть отрицательного полупериода будет находиться за пределами.характеристики. Эта часть полупериоДа будет срезана за счет отсечки анодного тока и запирания лампы. Все остальное синусоидальное напряжение будет усиливаться без искажений. Таким образом, мы получили ограничение подводимого напряжения снизу отсечкой анодного тока.

Если рабочую точку переместить в правую часть характери­ стики, в сторону увеличения напряжения на сетке, то отрицатель­ ный полупериод синусоиды будет усиливаться без искажений, а положительный полупериод исказится током насыщения лам­ пы (рис. 154, б). В этом случае получаем ограничение сверху вследствие насыщения анодного тока лампы.

Если на вход лампы подается напряжение с амплитудой, вы­ ходящей на пределы линейной части характеристики в обе сто­ роны, то происходит двойное ограничение — сверху и снизу

(рис, '155).

157

Рис. 155. Двойное ограничение:

а — схема ограничителя на триодах; б — искажение анодного тока напряжением отсечки н током насыщения

Если амплитуда входного напряжения в несколько раз боль­ ше напряжения отсечки, то в результате ограничения в анодной цепи получаются импульсы анодного тока, очень быстро дости­ гающие насыщения, а также быстро спадающие до нуля, т. е. образуются почти прямоугольные импульсы.

§ 5. Дифференцирующие и интегрирующие цепи

Дифференцирующие цепи служат для укорочения длитель­ ных импульсов. В радиолокации часто возникает необходимость в преобразовании прямоугольных импульсов в кратковременные остроконечные. Этот процесс и ' называется дифференциро­ ванием.

Дифференцирование основано на заряде и разряде конденса­ торов через сопротивление при соответствующем подборе эле­ ментов цепей. Рассмотрим работу элементарной дифференци­ рующей цепи (рис. 1156, а). Эта цепь состоит из емкости С й со­ противления нагрузки R, на вход которой подается прямоуголь­ ное импульсное напряжение ивх. Параметры цепи R и С выби­ раются так, чтобы постоянная времени была значительно мень- 4 ше длительности подаваемого на вход сигнала.

В соответствии с законами электротехники приложенное входное напряжение ивх в любой момент времени уравновеши­ вается суммой падений напряжений на элементах цепи:

Ц вх {() ~ 11С (t) ~Ь U R(t) ~ U C(I) " Ь И вы х (O’

где uC(t)—напряжение на конденсаторе С;

ия (/)= ивых(/)-напРяжение. Действующее на сопротивлении R

(выходное напряжение). Следовательно:

И в ы х (0 ^ М вх (0 U C (ty

Таким образом, напряжение на выходе цепи RC меньше на­ пряжения, приложенного ко входу, на величину, равную напря­ жению, до которого заряжена емкость С.

Если конденсатор С к началу поступления входного импуль­ са не был заряжен, тов первый момент (/ = 0) напряжение на выходе цепи RC будет равно напряжению, приложенному ко входу:

Ивых (0) = Квх (О)-

Последнее объясняется тем, что в первый 'момент конденса­ тор С заряжается максимальным током заряда. Ток заряда, протекая через сопротивление R, создает на нем падение напря­ жения uR{0) = ивых(0). По мере заряда конденсатора ток его, а

159