ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
|
|
С и |
— межвитковая емкость первичной обмот |
|||
|
|
|
|
ки;; |
|
|
Я, — выходное сопротивление генератора |
входных импуль |
|||||
сов; |
|
|
|
|
||
г1 — омическое сопротивление первичной обмотки; |
||||||
С' — я'-(Сих + |
СL i ) |
— паразитная емкость во вторичной обмот |
||||
|
|
|
|
ке ИТ, пересчитанная |
в первичную об |
|
|
|
|
|
мотку; |
|
|
|
|
С/.2 — межвитковая емкость вторичной обмот |
||||
|
|
|
|
ки;; |
|
|
|
|
Свх — входная емкость нагрузки; |
||||
, |
2 |
г- |
, |
|
„ , |
|
г |
|
— омическое сопротивление вторичной оо- |
||||
|
|
|
|
мотки, пересчитанное |
в первичную об |
|
|
W., |
|
|
мотку ИТ; |
|
|
II |
|
коэффициент трансформации; |
||||
|
|
|||||
R'n = |
_Я„ |
— сопротивление нагрузки /?,„ пересчитан |
||||
II- |
||||||
|
|
ное в первичную обмотку; |
||||
|
|
|
|
|||
Яи — сопротивление потерь на вихревые токи;
LK — кажущаяся индуктивность намагничивания, прак тически равная индуктивности первичной обмот ки ИТ;
Lp— индуктивность рассеяния, которая обычно состав ляет 1—3% от индуктивности первичной обмотки ИТ.
Для быстрых процессов сопротивление индуктивности LK
велико и его можно не учитывать. |
Обе паразитные емкости |
|
можно объединить в одну Сп = |
С{ + |
С'2 и расположить ее на |
месте наибольшей из емкостей. |
|
|
Практически всегда имеют место соотношения |
||
О С Яг, |
г \ < |
/?'„ |
Тогда эквивалентная схема ИТ представит собой последова тельный контур Яг, Lp, Сп (рис. 2.27), причем емкость С„ зашунтирована сопротивлением Я'„.
Полный математический анализ процессов- в таком контуре довольно громоздок, поэтому здесь он не приводится.
Расчеты показывают, что характер процессов в контуре оп ределяется двумя параметрами:
коэффициентом затухания |
|
О |
Яг |
|
Р |
и постоянной времени |
|
где |
|
Ті |
|
При о > 1 переходные процессы в контуре будут аперио дическими, при о < 1 — колебательными.
L p
Яг
Сп |
Ян ш |
Рис. 2.27
На рис. 2.28 представлены кривые, изображающие переход ный процесс в контуре. Эти кривые показывают, что с умень шением 8 длительность фронта уменьшается, амплитуда пуль саций на вершине импульса увеличивается.
Оптимальная величина коэффициента затухания обычно выбирается равной
0,7 .
При этом амплитуда выброса составляет 4% от установивше гося значения выходного напряжения
и ' . , (с о ) = г{п Е ,
адлительность фронта
/ф = 2,2 |/ г,/.р С„
юг»
Формула для |
/ф показывает, |
что для улучшения |
формы |
|||||||
фронта необходимо уменьшать индуктивность рассеяния |
/_р |
|||||||||
и суммарную паразитную емкость ИТ. |
|
|
|
|
|
|||||
При передаче вершины импульса процессы в ИТ идут отно |
||||||||||
сительно медленно, поэтому влиянием |
Lp и Сп |
можно прене |
||||||||
бречь. Эквивалентная схема ИТ превращается |
в цепь |
RLK |
||||||||
(рис. 2.29). Напряжение на вторичной |
обмотке |
будет изме |
||||||||
няться по закону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и', = |
Е ~,у |
Я'„ |
Rr |
|
|
|
|
|
|
|
|
R 'н i |
|
|
|
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
=г= ___£ |
Rэкв |
RrR' н |
|
|
|
||||
Х/' |
|
R |
Rr + Я'- |
|
|
|
||||
|
|
'\э |
|
|
|
|
|
|||
Максимальный |
завал |
вершины |
выходного |
импульса |
||||||
(рис. 2.30). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\r r |
|
— р |
R' 1 |
П |
|
|
|
|
|
|
2макс |
' |
R ',, + |
R r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ р |
_ |
н___АI |
т, |
• |
|
|
|
|
|
|
к |
~R'„ + |
7?г |
|
|
|
|
||
Для уменьшения |
завала вершины |
импульса |
необходимо |
|||||||
увеличивать кажущуюся |
индуктивность |
намагничивания |
L &. |
|||||||
Кроме того, чем больше длительность передаваемого импуль са, тем большей индуктивностью должен обладать ИТ.
106
Таким образом, при передаче импульсным трансформато ром прямоугольного импульса происходит искажение его фор
мы: увеличивается длительность фронта и спада, появляется завал вершины и возникают пульсации после формирования фронта и спада импульса.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Каким требованиям должен удовлетворять импульсный трансформатор для передачи одиночного прямоугольного им пульса с наименьшими искажениями?
2.Каким требованиям должен удовлетворять импульсный трансформатор для передачи последовательности прямоуголь ных импульсов с наименьшими искажениями?
Глава 3
ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА (ГПН И ГПТ)
§3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГПН
Напряжением пилообразной формы (или линейно-изменяю- щимся) называется импульс, содержащий линейно изме няющийся во времени участок напряжения и не имеющий
плоской вершины.
Пилообразное напряжение (рис. 3.1) характеризуется сле дующими параметрами:
1)длительностью прямого (рабочего) хода ta?;,
2)длительностью обратного хода to6p;
3)периодом повторения Т;
4)начальным уровнем U0;
5)амплитудой Uт\
6)коэффициентом нелинейности пилообразного напряже ния е, который характеризует степень отклонения реального пилообразного напряжения от напряжения, изменяющегося строго по линейному закону. Коэффициент нелинейности при
нято рассчитывать по формуле
с |
^ м а к с |
'Кѵіин |
/'о |
і \ |
|
7» |
|
' |
' |
|
^макс |
|
|
|
108
где V |
= |
du |
— скорость изменения пилообразного напря |
||
dt |
|||||
|
|
жения. |
|
||
|
|
|
|
||
Чем |
выше |
линейность пилообразного напряжения, тем |
|||
меньше коэффициент нелинейности |
г. |
||||
Для пилообразного напряжения, изменяющегося строго по |
|||||
линейному закону, коэффициент е |
равен нулю. |
||||
Для получения пилообразного напряжения обычно исполь зуется заряд или разряд конденсатора во время прямого хода с последующим восстановлением исходного состояния во вре мя обратного хода.
С целью повышения линейности пилообразного напряжения необходимо стабилизировать ток заряда (или разряда) кон денсатора. Действительно, напряжение и ток в емкостной цепи связаны соотношением
1 |
іс dt . |
(3.2) . |
|
Если іс — !с — const, то
*r. ,
т. е. напряжение на конденсаторе будет изменяться строю по линейному закону.
Пилообразное напряжение используется для создания вре менной развертки электронного луча на экране электронно лучевой трубки в осциллографах и индикаторах, в устройствах временной задержки импульсов, в системах автоматического регулирования, в электронных вычислительных машинах не прерывного действия.
§ 3.2. ПРОСТЕЙШИЕ ЕЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОЕО НАПРЯЖЕНИЯ
1. Применение интегрирующей цепи RC
для получения пилообразного напряжения
В простейших ГПН в качестве пилообразного напряжения используется начальный участок экспоненциально изменяюще гося напряжения на конденсаторе С интегрирующей цепи RC. Структурная схема простейшего ГПН представлена на рис. 3.2. В ее состав входят электронный ключ, конденсатор С — нако питель энергии и зарядный резистор R. В исходном состоянии
109
ключ замкнут. На конденсаторе С устанавливается начальный уровень
U со = Ь |
пр |
|
R 4- г,пр |
где гпр — прямое сопротивление ключевого элемента.
|
|
"Т |
1 |
1------1 |
||
д *• |
|
II |
l"L| |
г + |
|
|
I |
Г |
Езк8 ' |
^ ~ |
|||
|
1 1Ни |
|||||
f - |
|
|
|
t— |
|
|
■ -L.■ |
JѴ |
1 |
|
|||
|
— |
|||||
|
Ркс. 3.2 |
|
|
Рис. |
3.3 |
|
При размыкании ключа начинается заряд конденсатора. Напряжение на нем будет изменяться по экспоненциальному закону:
Uсо ( E - U c o ) ( l ~ е |
(3.3) |
где z — RC — постоянная времени цепи заряда конденсатора. Скорость изменения напряжения и,.
сіис |
Ь — U со |
■V — dt |
|
Максимальная скорость в начале рабочего хода (при ^ = 0) будет
Uсо
Минимальная скорость — в конце рабочего хода (t — /||р)
пр
L' - U со-•е
По формуле (3.1) находим коэффициент нелинейности пи лообразного напряжения
пр
(3.4)
110