ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 0
Последнее соотношение показывает, что коэффициент нели нейности равен экспоненциальному множителю выражения (3.3) при t -■ t„р. Если t„рСт, то можно органичиться лишь
___ (пр_
двумя первыми членами разложения е ' в ряд Маклореиа
Тогда из соотношения (3.4) получаем
^пр Ар
тRC
Амплитуду пилообразного напряжения можно найти как разность напряжений на конденсаторе при t —t„p и t —0 (см. рис. 3.1). На основании закона (3.3) находим
|
|
|
|
|
|
_ |
J n p _ |
и Cm — ис [^ /пр — |
6'со = |
(А — и со) (1 — е |
' ) . |
||||
Определим коэффициент |
использования |
напряжения источ |
|||||
ника питания |
|
|
|
|
|
|
|
£ |
Ucm |
Е — |
и со |
,, |
— -1C ч _ |
Е — Uсо , |
|
? “ |
Е ~ |
Е |
~ |
( |
~ |
|
Ё |
Обычно |
Uco^E, |
поэтому |
|
е. |
|
|
|
Полученное равенство показывает, что простейшие ГИН не могут создать пилообразное напряжение с малым коэффициен
том нелинейности |
в |
и большим |
коэффициентом использова |
|
ния источника питания. |
|
|
||
В реальных схемах параллельно конденсатору С подклю |
||||
чается сопротивление нагрузки R„ |
(см. рис. 3.2). |
|||
Эквивалентная |
схема |
цепи заряда конденсатора может |
||
быть приведена к схеме, изображенной на рис. 3.3, где |
||||
Елкв = Е ___ _____ |
— эквивалентное напряжение; |
|||
/?„ + R |
|
|
|
|
R,KB — — f f . ---- |
|
— эквивалентное сопротивление. |
||
/?„ f R |
|
|
|
|
В этом случае напряжение |
ис |
на конденсаторе будет изме |
||
ряться по закону |
|
|
|
|
ill
|
t |
и с = U СО -f- (^ЭКВ — Uco) (1 |
е су?э*» ) , |
где Uco — начальное напряжение на конденсаторе. Коэффициент нелинейности с учетом нагрузки равен:
, г |
_пр_ |
tпр |
Чф |
R |
С/?" |
||||
|
|
R«R |
CR |
Rn |
|
|
Rn + R |
|
|
|
= |
8 1 + |
R |
|
|
Rn |
|
||
|
|
|
|
Таким образом, чтобы нагрузка мало влияла на парамет ры пилообразного напряжения, должно выполняться условие
Rn » R-
2. Простейший ГПН на лампе
Схема простейшего ГПН на лампе представлена на рис. 3.4. Временные диаграммы изображены на рис. 3.5.
Резистор Rp входной разделительной цепи можно вклю чить двумя способами:
—между сеткой и катодом триода (схема с «нулевой» сет
кой) ;
—между сеткой триода и плюсом источника анодного пи тания £'а (схема с «положительной» сеткой).
Рис. 3.5
Второй способ включения резистора Rp является более предпочтительным, так как, во-первых, уменьшается напряже ние на аноде UakMm и, во-вторых, повышается стабильность напряжения на сетке ugk и, следовательно, напряжения на аноде Uakmn во время отсутствия входных импульсов.
1І2
Так как в исходном состоянии триод открыт, то напряже ние на конденсаторе
{-'СО - ^ akмин •
С приходом отрицательного прямоугольного импульса дли тельностью t nр триод закрывается и конденсатор С начинает заряжаться от источника Еа через резистор Ra. Напряжение на конденсаторе будет изменяться по закону
_ t
ис = Uсо + (Еа - |
Uсо) ( 1 - е CR« ) . |
|
Коэффициент нелинейности |
|
|
|
*ПР |
4- |
е |
C R |
^пр |
С учетом нагрузки |
|
CRa |
|
|
|
|
1 -Ц |
Ra |
|
|
Ra |
Коэффициент использования напряжения источника питания
Uсо
С
так как обычно U<;о ч' Еи .
По.окончании действия входного импульса лампа открыва ется, и конденсатор С начинает разряжаться через открытую лампу.
Внутреннее сопротивление триода R t |
переменному току |
|||
при |
ugk 0 — примерно постоянная величина, поэтому время |
|||
восстановления исходного состояния |
(при Ra > Rt) |
|||
|
t _ яГ |
^ а ^ 1 |
~ Я Ск> |
‘ * |
|
“ 6 |
Ra + Rt |
6 |
|
3, |
Простейший ГПН на транзисторе |
|
|
|
Схема данного генератора и временные диаграммы пред ставлены на рис. 3.6 и 3.7.
В исходном состоянии транзистор открыт и насыщен, поэто му напряжение на конденсаторе С
Uсо =* и к.э.н — 0 .
При подаче на вход схемы положительного прямоугольного импульса спад коллекторного тока ік начнется с некоторой за-
s. Зак. 362. |
ИЗ |
держкой, определяемой временем tp рассасывания избыточ ного заряда в базе, и будет идти по экспоненциальному зако ну. Так как транзистор закрывается не мгновенно, то происхо дит искажение начального участка экспоненциально изменяю щегося напряжения ис. Это искажение как бы эквивалентно
дополнительной задержке, примерно равной длительности спада tQ коллекторного тока.
t
Рис. 3.6 |
Рис. 3.7 |
Если не учитывать инерционность и обратный ток коллек тора транзистора, то напряжение на конденсаторе С будет из меняться по закону
По окончании действия входного импульса транзистор от крывается и переходит в активный режим. Источником пи тания при этом оказывается заряженный конденсатор. Поло жение рабочей точки на выходных характеристиках транзис тора определяется величинами
Коллекторный ток в этой точке
превышает ток насыщения
114
Разряд конденсатора С происходит через открытый транзис тор. При этом ток разряда
ір /к |
Ек |
ис |
і к, где /дк |
гл |
В режим насыщения транзистор войдет в конце разряда кон денсатора С, когда напряжение на нем станет близким к нулю.
Достоинством простейших ГПН является простота схемы и высокая надежность. Однако они не могут создать пилообраз ного напряжения с малым коэффициентом нелинейности £ и большим коэффициентом использования напряжения ис точника с.
ВОПРОСЫ д л я САМОКОНТРОЛЯ
1.Определите влияние сопротивления резистора Ra и ем кости конденсатора С в ламповом ГПН на параметры пилооб разного напряжения.
2.Каким требованиям должна удовлетворять лампа, прос тейшего ГПН?
3.Определите влияние сопротивления резистора /?б в тран зисторном ГПН:
—на задержку и искажение начального участка пилооб разного напряжения;
—па время восстановления исходного состояния схемы.
4.Как и на какие параметры пилообразного напряжения влияет амплитуда входного импульса в транзисторном ГПН?
5.Каким требованиям должен удовлетворять транзистор простейшего ГПН?
§3.3. ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ТОКОСТАБИЛИЗИРУЮЩИМ
ДВУХПОЛЮСНИКОМ
1. Применение гокостабилизирующего двухполюсника для улучшения линейности пилообразного напряжения
Пилообразное напряжение, изменяющееся |
по линей |
ному закону, можно получить, если в цепь заряда |
(или разря |
да) конденсатора включить токостабилизирующий двухполюс ник Д.
115