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

Расчетные соотношения

Расчет длительности импульса производится так же, как и для ждущего блокинг-генератора (см. § 8.3). Произведем рас­ чет периода повторения импульсов Т. Из временных диаграмм

и таігкак во время перезаряда напряжение на базе изменяется

Эквивалентная схема цепи перезаряда конденсатора С изо­ бражена на рис. 8.7. Постоянная времени т = CR . Начальное напряжение на базе U6.9(0) оп­ ределяется тем напряжением, до которого зарядился конден­ сатор. Обычно полагают, что за время формирования вершины конденсатор заряжается до на­ пряжения, которое индуцирует­

ся в базовой обмотке

е6 = пек ^ пЕк .

Следовательно, Uc.э (О) — пЕк. Для транзисторных блокинггенераторов выбирают n = 0,3-f- 0,5. Напряжение О 'о .э (оо ) — это то напряжение, к которому стремится напряжение па базе

при окончании процесса перез аряда. Из эквивалентной схемы следует, что

293

Зависимость длительности импульса от температуры опре­

туры этот член увеличивается. Приэтом знаменатель дроби (формула 8.11) растет быстрее числителя и длительность им­ пульса уменьшается. Для повышения температурной стабиль­ ности необходимо выполнить условие

кОмакс

« 1 ,

где / кпмяь-с — обратный ток при максимальной температуре. Если это условие выполнено, то формула (8.11) упрощается

Как видно из формулы (8.11), период повторения может регулироваться конденсатором С и резистором Из­ менение емкости влияет не только на период повторения, но и, как было указано в § 8.3, на длительность импульса.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. На временных диаграммах (рис. 8.6) пояснить влияние на период повторения температуры и сопротивления базового резистора R6.

§8.5. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР

ВЗАТОРМОЖЕННОМ РЕЖИМЕ

НА ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЕ

Схема и физические процессы в блокинг-генераторе на электронной лампе в общем аналогичны схеме и процессам в транзисторном блокинг-генераторе. Однако есть и ряд отли­ чий. Они связаны в основном с тем, что, во-первых, электрон­ ная лампа не имеет режима насыщения и, во-вторых, частот­ ные свойства позволяют считать ее в схеме блокинг-генератора практически безынерционным прибором. Первое приводит к тому, что режим формирования вершины протекает в других условиях (лампу в этом режиме нельзя считать неуправляе­ мым прибором), а второе — к тому, что во время блокинг-про. цессов необходим учет влияния паразитных емкостей. (В тран­ зисторных блокинг-генераторах влияние паразитных емкостей учитывается увеличением постоянной времени (см. §1.6)).

Схема заторможенного блокинг-генератора приведена на рис. 8.8, а временные диаграммы напряжений — на рис. 8.9.

294

V

*. -

Рассмотрим принцип работы блокинг-генератора. Исходное состояние (интервал 0—/і). Лампа в исходном

состоянии заперта источником смещения — Eg. Напряжение на аноде равно -\-Еа. Конденсатор С заряжен до напряже­ ния —Е„.

Запуск и опрокидывание (момент /;). При подаче на вход запускающего импульса лампа открывается, и анодный ток на­ водит в анодной обмотке импульсного трансформатора э.д.с. еа, полярность которой показана на рис. 8.8 сплошными линия­ ми. В сеточной обмотке наводится э.д.с. взаимоиндукции

Cg — Пі’0 ,

W

где п — —— -----коэффициент трансформации.

В ламповых блокинг-генераторах обычно п= 1. Так как об­ мотки включены встречно, то э.д.с. eg увеличивает напряжение на сетке и вызывает еще большее отпирание лампы. Скорость

$95

нарастания магнитного потока в импульсном трансформаторе при этом возрастает, и процесс протекает лавинообразно. Симмолическая запись регенеративного процесса может быть пред­ ставлена в виде

ется сеточный ток, который, протекая через сеточную обмотку трансформатора, создает собственное магнитное поле, умень­ шающее общий магнитный поток в трансформаторе и, следо­ вательно, ослабляющее положительную обратную связь. При дальнейшем росте напряжения ugk крутизна нарастания сеточ­ ного тока увеличивается, а анодного тока уменьшается, и ско­ рость опрокидывания также уменьшается. При некотором по­ ложительном напряжении на сетке коэффициент усиления в петле положительной обратной связи уменьшается до единицы и регенеративный процесс прекращается. Однако процесс оп­ рокидывания продолжается, так как происходит процесс уста­ новления равновесного состояния, который связан с процесса­ ми заряда и разряда паразитных емкостей. Процесс установ­ ления заканчивается, когда токи через емкости станут равны нулю. Блокинг-генератор переходит в режим квазиустойчнвоіо состояния равновесия.

Длительность процесса опрокидывания весьма мала, по­ этому можно полагать, что за время этого процесса напряже­ ние на конденсаторе и магнитный поток в импульсном транс­ форматоре практически не изменились (хотя за время опроки­ дывания скорость изменения магнитного потока и напряжения на конденсаторе может быть довольно большой).

Формирование вершины импульса (интервал tx—12). В ре­ жиме квазиустойчивого состояния равновесия конденсатор С заряжается сеточным током по цепи:

сеточная обмотка импульсного трансформатора — сеткакатод лампы — конденсатор С.

При этом нарастает отрицательный потенциал на верхней обкладке конденсатора, а напряжение на сетке и сеточный ток уменьшаются. Анодный ток в этом режиме изменяется незна­ чительно. Магнитный поток в импульсном трансформаторе на­ растает почти по линейному закону, поэтому напряжения на обмотках трансформатора еа и eg остаются практически по­ стоянными и знак их остается таким же, как при опрокидыва­

нии.

Обратное опрокидывание (момент t2). При уменьшении на­ пряжения на сетке крутизна характеристики сеточного тока уменьшается, а анодного тока растет. При некотором наиря-

297

жении на сетке коэффициент усиления в петле обратной связію становится больше единицы и происходит обратное опрокиды­ вание- ■

/ 4 ) . Восстановление исходного состояния заключается в рас­ сеянии энергии магнитного поля трансформатора и электриче­ ского поля конденсатора, накопленных за время формирова­ ния вершины импульса. Рассеяние энергии магнитного поля связано с ударным возбуждением колебательного контура, со­ стоящего из индуктивности импульсного трансформатора и па­ разитных емкостей. Этот процесс может быть колебательным или апериодическим и обычно быстро затухает. На рис. 8.9 изображены временные диаграммы при апериодическом режи­

процесс восстановления был закончен.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Нарисуйте временные диаграммы напряжений блокпнггенератора для случая колебательного процесса в режиме вос­ становления исходного состояния.

2.Поясните, как изменяются временные диаграммы при увеличении Rg.

§8.6. РАСЧЕТ УСЛОВИЯ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ФРОНТА И АМПЛИТУДЫ

ИМПУЛЬСА

Для количественного анализа процессов в блокинг-генера- торе используются динамические характеристики, которые строятся на основе статических характеристик с учетом транс­ форматорной обратной связи между анодом и сеткой. Соста­ вим основные уравнения, определяющие динамические харак­ теристики. Непосредственно из схемы (рис. 8.8) следует:

Так как eg = пеа, то из этих равенств получим формулу

и,* + ис - п (Еа - иак) ,

298

о т к у д а

где г = пЕа — « с — параметр, определяющий связь между на­

пряжениями на электродах лампы блокинггенератора.

Кроме того, трансформатор определяет связь между то­ ками:

икк и «•„* является вполне определенной и по семейству стати­ ческих характеристик (анодных или сеточных) с учетом соот­ ношения (8.14) могут быть построены динамические характе­ ристики (так называемые г-линии).'На рис. 8.10 приведены

299

no-сеточной характеристики меньше статической, а сеточной — больше.

Так как опрокидывание схемы происходит достаточно бы­ стро, то можно полагать, что напряжение на конденсаторе С во время опрокидывания остается постоянным «г — Ее. Сле­ довательно, остается постоянным параметр г и для расчета можно пользоваться изображенными на рис. 8.10 динамиче­ скими характеристиками.

Для самовозбуждения схемы необходимо, чтобы коэффи­ циент усиления в петле обратной связи был больше единицы, для чего крутизна изменения анодного тока должна быть боль­ ше крутизны размагничивающего тока в сеточной цепи. Это условие может быть записано в виде:

Эта формула и является условием самовозбуждения блокинггенератора. Условие самовозбуждения выполняется при ugk ~ Egnt так как хотя в этой точке крутизна Sd невелика, но. так как сеточные токи отсутствуют, эквивалентное сопро­ тивление R4 равно сопротивлению резистора утечки Rg, ко­ торое, как правило, велико (десятки килоом—мегомы). Поэто­ му для запуска ждущего блокинг-генератора амплитуда за­ пускающего импульса Umm выбирается из условия отпирания лампы, т. е. U ^m > і Е %\ — | Egn j. Для расчета длительности фронта учтем влияние на процесс опрокидывания паразитных емкостей С„ и С„ (рис. 8.8). Эти емкости включают в себя межэлектродные емкости лампы, межвитковые емкости кату­ шек, паразитные емкости нагрузки и генератора запускающих импульсов.

С учетом паразитных емкостей выражения для токов имеют вид:

300