Для уменьшения времени восстановления в схему фантастрона включают катодный повторитель, собранный на лампе
.’12 (рис. 9.7).
Принцип работы фантастрона при этом остается прежним. В исходном состоянии пентод открыт по токам первой и второй сеток и закрыт по анодному току.
Напряжение на выходе катодного повторителя
|
^ЛшхО |
и аЫ Uр |
, |
|
поэтому конденсатор заряжен до напряжения |
"*|!рг- |
UCO |
^вы хо |
^glkO |
‘ |
|
Так как коэффициент передачи катодного повторителя бли зок к единице, то катодный повторитель практически не влияет на запуск и опрокидывание схемы.
В стадии квазиравновесия идет процесс перезаряда конден сатора С от источника Е„ через резисторы Rä и RK. При этом отрицательная обратная связіГ стабилизирует ток пере заряда.
В стадии восстановления исходного состояния протекают два процесса:
1-й процесс — заряд конденсатора от напряжения Еа |
че |
рез лампу катодного |
повторителя и участок первая сетка ... |
катод пентода. Время заряда конденсатора С |
|
|
Ан — 3 С (rglk -I- Явых) -- 3 С /гй)/г 4 |
j . |
|
где |
|
|
|
|
|
/? в ы х — выходное сопротивление катодного |
повторителя, |
5 — крутизна характеристики лампы катодного повтори |
теля. |
|
|
|
|
|
2-й процесс — заряд паразитной емкости С„ = Свих -j- С„х , |
(СвыХ— выходная емкость пентода, |
Свх — входная емкость |
катодного |
повторителя) |
через |
резистор |
Ra. |
Время заряда паразитной емкости |
|
|
|
^в2 ^ |
Ra ■ |
|
|
|
В практических схемах C=100-j-1000 нФ, Сп —5 4- И) пФ, Ra = 0,5 4~3 МОм и Rgik + RBUX — 1 -f- 3 кОм, поэтому оказы вается, что
А.1 > *83 ‘
Следовательно, время восстановления исходного состояния фантастрона с катодным повторителем определяется временем заряда паразитной емкости
===h Сц Ra ,
которое значительно меньше времени восстановления исход ного состояния фантастрона без катодного повторителя. Пре имуществом фантастрона с катодным повторителем является также то, что нагрузка, подключенная к выходу катодного по вторителя, мало влияет на работу фантастрона.
§9.3. ФАНТАСТРОН С КАТОДНОЙ СВЯЗЬЮ
1.Исходное состояние
Схема фантастрона с катодной связью и временные диа граммы напряжений представлены на рис. 9.8 и 9.9. Физиче ские процессы в фантастроне с катодной связью в основном аналогичны физическим процессам в фантастроне со связью по экранирующей сетке.
В исходном состоянии первая сетка пентода находится под небольшим положительным напряжением Ugm и через лампу
протекает относительно большой ток второй сетки. На резис торе RK создастся такое падение напряжения Uk0, при кото ром напряжение на третьей сетке U 0 -- Ug:m — UM меньше
напряжения запирания лампы ß gl)3 по этой сетке и пентод за крыт по анодному току.
Потенциал анода Ua0 с помощью диода Я зафиксирован на уровне I 1 Конденсатор С заряжен до напряжения
и со — U п0 ^£-10 Up •
2, Запуск и первое опрокидывание
С приходом отрицательного запускающего импульса потен циал а .,I резко уменьшается, что вызывает редкое уменьше ние тока второй сетки ig, и потенциала и,, катода пентода, напряжение ug3w резко возрастает и лампа открывается по анодному току'. С этого момента времени замыкаются петля положительной обратной связи и петля отрицательной обрат ной связи. Действие положительной обратной связи происхо дит следующим образом. С появлением анодного тока потен-
циал па анода пентода уменьшается. Уменьшение потенциала иа через конденсатор С передается на первую сетку. Потенци ал первой сетки н„, уменьшается, что вызывает уменьшение катодного тока ік и потенциала катода и,, пентода. В резуль тате напряжение на третьей сетке и&К увеличивается и анод ный ток еще больше возрастает. Действие положительной об ратной связи можно представить цепочкой
t Ugak t |
К t |
иа I -* иgi I |
H* 1 — j, |
Отрицательная обратная |
связь образуется |
за счет связи |
анода с первой сеткой пентода через конденсатор С. Действи тельно, с увеличением анодного тока га потенциалы анода иа и первой сетки и?1 уменьшаются, что замедляет скорость на растания анодного тока.
Положительная обратная связь действует сильнее отрица тельной, поэтому процессы в схеме развиваются лавинообраз но. При напряжении us,k, примерно равном нулю, положи тельная обратная связь обрывается, так как третья сетка пе рестает влиять на анодный ток. Однако за счет продолжающего ся разряда паразитной емкости в цепи катода напряжение и,,?/, еще некоторое время буде?т возрастать. В результате после первого опрокидывания ф&м^і напряжение ugtk оказывается в области относителы|о больших положительных значений.
>Диод Д после Скачка напряжения на аноде пентода закры вается.
3. Состояние квазиустойчивого равновесия
3 этой стадии конденсатор С перезаряжается по цепи
+ Еи — Re — С — пентод — Rk - корпус .
За счет стабилизирующего действия отрицательной обрат ной связи с анода на первую сетку ток перезаряда іс конден сатора уменьшается очень медленно. Потенциал ugl и катод ный ток ік постепенно увеличиваются, а_напряжение и ^ к, и потенциал анода иа уменьшаются по закону,'близкому к ли нейному.
4. Второе опрокидывание и восстановление исходного состояния
Как только напряжение и ^ к уменьшится примерно до пу ля, в схеме восстановится петля положительной обратной свя зи и произойдет второе опрокидывание,
При этом с целью повышения стабильности длительности импульса третья сетка должна вступить в действие после того, как рабочая точка (іа, uak) придет на линию критического режима характеристик пентода (см. рис. 9.5).
В результате второго опрокидывания пентод закрывается по анодному току и открывается по току первой сетки, после чего начинается заряд конденсатора С по цепи
b Еа — Ra — C — rglk - Rk — корпус .
Потенциал анода пентода после скачка будет стремиться к уровню 4- по экспоненциальному закону с постоянной вре мени т — С (Ra -f- Rk). Как только потенциал иа достигнет уровня Uv, диод откроется и заряд конденсатора прекратится.
Для уменьшения времени восстановления исходного со стояния между анодом пентода и конденсатором С можно включить катодный повторитель аналогично тому, как было сделано в фантастроне, схема которого изображена на рис. 9.7.
5. Расчет длительности импульса
Врабочей стадии входное сопротивление усилителя
практически |
равно |
бесконечности, |
поэтому потенциал |
анода, согласно |
формуле (3.18), будет определяться выра |
жением |
|
|
|
|
|
«« = |
и а (0) |
- |
\КЕа + и а (0)] (1 |
- |
в-'/« У І+А'>) . |
В соответствии с этим выражением и рис. 9.9 находим |
Uа (0) = |
и р — AU ; и а (с о ) |
= |
— КЕа ; |
где UaKOn — потенциал анода пентода в конце рабочей стадии. Длительность импульса согласно формуле (10)
К = (1 + К) CRg ln KEa + U p - AU KEa -f- UaK0H
Учитывая, что |
|
|
/ 0 > 1 , |
Ш « |
Uk0 + |r£ ,ei I , |
^вкон = |
^айкр |
+ ^Акр Rk I |
где/,А.кр и U„hup— катодный ток и напряженіи1па аноде пенто да на л и нии критического режима, получаем
1и ~ CRe У " ~ |
|
|
|
|
. (9,|) |
Коэффициент нелинейности регулировочной |
характеристики |
Л, — '■?( L/ р) |
и.макс |
|
Tн.мчн~ |
|
|
3 ” |
t |
• |
|
і |
|
|
|
|
|
k c r |
|
|
|
Время іюссгановлеиия исходного состояния |
|
К |
V- {Ra |
|
! |
• |
(9.Г)) |
§ !).4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЛАМПОВЫХ |
|
|
|
|
ФАНТАСТРОНОВ |
1. Стабильность длительности |
импульса |
фантастрона со |
связью по экранирующей сетке выше стабильности длитель ности импульса фантастрона с катодной связью. Это объясня ется тем, что на стабильность длительности импульса фанта строна с катодной связью, как это видно из выражения (9.4), дополнительно влияет нестабильность напряжений L>k„ и /дч:р Rк• Нестабильность длительности импульса фантастрона со связью по экранирующей сетке составляет 0,05—0,5%, фан тастрона с катодной связью 0,5—2%.
2. За счет резистора Rk фантастрон с катодной связью име ет меньший коэффициент усиления К, чем фантастрон со связью по экранирующей сетке. Следовательно, линейность анодного напряжения и линейность регулировочной характе ристики ta — ср (Up) фантастрона с катодной связью хуже, чем у фантастрона со связью по экранирующей сетке.
3. Скачок потенциала анода А6% у фантастрона с катод
ной связью значительно больше |
скачка |
напряжения A Unk |
у фантастрона со связью по экранирующей сетке. |
Достоинством фантастрона с |
катодной |
связью является |
отсутствие источника отрицательного напряжения.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Будет ли работать фантастрон, если резистор RH под ключить между первой сеткой и катодом пентода?
2.Действуют ли положительная и отрицательная обрат ные связи на стадии восстановления исходного состояния?
