Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

Время восстановления исходного состояния схемы

4 — 3 CRr, .

Внутреннее сопротивление двухполюсника г„ при этом не учитывалось, так как оно много больше внутреннего сопротив­ ления триода /4 2 -

Недостатком рассмотренной схемы является наличие изо­ лированного о™^мли источника напряжения Е.

Схема ГПН с разрядом конденсатора через токостабилизи­

U M Е а Uakгмин •

Входной импульс закрывает лампу Л2. Конденсатор С на­ чинает разряжаться через пентод Л1, выполняющий роль то­ костабилизирующего двухполюсника.

Во время обратного хода конденсатор С восстанавливает свой заряд через триод Л2.

121

г) Регулировки

Рассмотрим влияние параметров основных элементов уст­ ройства.

Емкость конденсатора С изменяет постоянную времени це­ пи заряда (или разряда) конденсатора, что ведет к изменению амплитуды Ucm, коэффициента нелинейности пилообразного напряжения г и времени восстановления исходного состояния Например, с уменьшением емкости С амплитуда Ucm и ко­ эффициент нелинейности е увеличатся, а время восстановле­

ния ta уменьшится.

Сопротивление резистора RK. С изменением этого сопро­ тивления изменяется внутреннее сопротивление гд токостаби­ лизирующего двухполюсника, что ведет к изменению амплиту­ ды иг.т и коэффициента нелинейности пилообразного напря­ жения г. Например, с увеличением сопротивления RK ампли­ туда Ucm и коэффициент нелинейности е уменьшатся.

Напряжение источника Е. От величины этого напряжения зависит ток двухполюсника. Чем больше напряжение Е, тем больше ток двухполюсника и, следовательно, амплитуда пи­ лообразного напряжения.

3. ГПН с токостабилизирующим двухполюсником на транзисторах

Схема ГПН с токостабилизирующим ^двухполюсником в разрядной цепи конденсатора представлена на рис. 3.13. Тран-

Рис. З.П

зистор 77 является ключевым элементом, транзистор Т2 вы­ полняет роль токостабилизирующего двухполюсника.

122

а) Исходное состояние

В исходном состоянии ключевой транзистор 77 открыт и на­ сыщен. Для обеспечения режима насыщения этого транзистора должно выполняться условие

7?бі і^і Як, •

Напряжение на конденсаторе определяется уравнением

^ СО = И к -j- Я , Я к , >

где ік1 — коллекторный ток транзистора 77.

Для увеличения амплитуды и повышения стабильности пи­

лообразного напряжения сопротивление резистора Я;<, долж­ но быть небольшим.

Иногда резистор Які вообще не ставят, тогда транзистор 77 оказывается ненасыщенным. Действительно, при отсутствии Я|(1 на коллекторном переходе 77 будет действовать обратное напряжение за счет падения напряжения на резисторе R6l при протекании через него тока базы.

б) Рабочий ход

При подаче входного импульса (в момент tx на рис. 3.14) транзистор 77 закрывается и конденсатор С начинает разря

Риг. з: 11

жаться через токостабилизирующий двухполюсник на транзис­ торе Т2.

123

Резистор # э в эмиттерной цепи транзистора Т2 осуществ­ ляет отрицательную обратную связь по току, дополнительно стабилизируя ток двухполюсника.

Для определения внутреннего сопротивления двухполюс­ ника воспользуемся линеаризованным уравнением семейства выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой, для приращения токов и напряжений:

AHk.G2 I

А /К., = а , Д іэ2 +

Гвых.б2

где Гвых.б2 — выходное сопротивление транзистора Т2, включенного по схеме с общей базой.

Так как

А/э2 А/К2 Т” A/g2 і

то

Приращение тока базы

Д/б2 — — ДМб.э2

где гвх— входное сопротивление транзистора Т2\

Учитывая, что А/э, = Д/'к2 +■ А/б2, получим

Подставляя найденное значение Д/б2 в выражение (3.6), име­ ем

124

Следовательно, внутреннее сопротивление двухполюсника

?2 Я

1 + И 1 - г,,ых.02

я .

о) Обратный ход

После окончания действия входного импульса транзистор 71 открывается и оказывается в режиме насыщения.

Начинается заряд конденсатора С через резистор /?к|. Внутреннее сопротивление насыщенного транзистора 77 мож­ но не учитывать. Время восстановления исходного состояния

/в — 3 СЯКІ .

г) Регулировки

Влияние емкости разрядного конденсатора С аналогично влиянию такой же емкости в ламповых ГПН. Сопротивление резистора /?э и напряжение источника £'э определяют вели­ чину тока транзисторного токостабилизирующего двухполюс­ ника и, следовательно, амплитуду пилообразного напряжения.

Генераторы пилообразного напряжения с токостабилизи­ рующим двухполюсником обладают следующими достоин­ ствами:

1)генерируют пилообразное напряжение с малым коэффи­ циентом нелинейности 0,5—1% и с большим коэффициентом использования напряжения источника (60 80%);

2)имеют малое время восстановления исходного состоя­ ния схемы.

Недостатком ГПН является относительно большое влияние нагрузки на параметры пилообразного напряжения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Каким требованиям должны удовлетворять лампы ГПН

Стокостабилизирующим двухполюсником?

125

2. Каким требованиям должны удовлетворять транзисторы ГПІI с токостабилизирующим двухполюсником?

3. Каким требованиям должно соответствовать сопротивле­ ние резистора Rk, в транзисторном ГПН (см. рис. 3.13).

4. Нарисуйте временную диаграмму напряжения «с в ГПН (рис. 3.13) для случая, когда длительность входного импульса чрезмерно велика.

5. Как влияет инерционность транзисторов в ГПН (рис. 3.13) на параметры пилообразного напряжения?

6. Поясните влияние температуры окружающей среды на параметры пилообразного напряжения ГПН на транзисторах.

7. Поясните влияние сопротивления резистора R6, на па­ раметры пилообразного напряжения в транзисторном ГПН.

§ 3.4. ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

1. Применение компенсационной положительной обратной связи для линеаризации пилообразного напряжения

Рассмотрим схему заряда конденсатора (рис. 3.15), в ко­ торой в фазе с постоянным напряжением Е включен источник компенсационного напряжения икочп, величина которого про­ порциональна напряжению на конденсаторе, т. е. ч ^ т = Кчс .

Определим закон изменения напряжения ис на конденса­ торе С. Ток заряда конденсатора, согласно рис. 3.15, определя­ ется выражением

дифференциальное уравнение для и( принимает вид:

но, как видно из соотношения (3.7), при К= 1 ток заряда кон­ денсатора іс становится постоянной величиной. Следователь­

но, напряжение на конденсаторе ис будет нарастать строго по

обычно используется катодный (эмиттерный) повторитель, имеющий коэффициент передачи АГК.П. близкий к единице. Не­ достатком этой схемы является то, что источник Е должен быть изолирован от корпуса. В практических устройствах этот недостаток устраняется за счет того, что вместо отдельного ис­ точника используется конденсатор обратной связи большой ем­ кости, напряжение на котором остается почти постоянным в течение прямого хода и который подзаряжается во время вос­ становления исходного состояния схемы.

2. Ламповый ГПН с положительной обратной связью

Данный ГПН (рис. 3.17) включает в себя простейший ГНИ, собранный на лампе Л 1, катодный повторитель, собранный на лампе Л2, конденсатор обратной связи С1, выполняющий роль зарядного источника.

Работа генератора иллюстрируется временными диаграм­ мами напряжений (рис. 3.18).

128

и/.

Р ис. 3.18

129

9. Зак. 362

а) И схо д н о е состояние

В исходном состоянии все лампы открыты. Напряжение на зарядном конденсаторе

И С о == >

где U a k ,мин — напряжение на аноде открытой лампы Л 1 в ис­ ходном состоянии.

Конденсатор обратной связи С 1 заряжен до напряжения

(/сіО Е а U до " 1 /в ы х О >

где

(/до — падение напряжения на открытом диоде; (/выхо — напряжение на выходе катодного повторителя в ис­

ходном состоянии.

б ) Р а б о ч и й хо д

Входной импульс длительностью t np закрывает лампу Л 1 .

поэтому во время рабочего хода напряжение на нем изменяет­ ся очень незначительно, следовательно, потенциал точки А

Все это происходит в самом начале рабочего хода, так как для

пряжения в цепи заряда конденсатора С выполняет конденса­ тор С/. Эквивалентная схема заряда конденсатора С имеет

вид, изображенный на рис. 3.19. На этом рисунке R Bых^ - $ —

выходное сопротивление катодного повторителя.

Заряд конденсатора С и разряд конденсатора С 1 осуществ­ ляется одним и тем же током, напряжение и с будет возрас­

тать, а напряжение «С1 — уменьшаться, т. е.

130