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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

р ьЕ

Рис. 12.10

377

Не п — число открытых диодов (число входов);

R0 Пір 4“ ^вх •

Пусть иа первый вход в момент t\ подается положи­ тельный импульс с амплитудой, превышающей э.д.с. источни­ ка Е. Этот импульс выделяется на сопротивлении А?вх1. Потен­ циал катода диода при этом будет превышать потенциал ано­ да, диод Д1 запирается. Напряжение на выходе после прихода одного входного сигнала (запирании одного диода) можно определить по формуле

£ ____.

Ro

_ ____£Ro__

(12.2)

Ro

п - 1

(п — 1) R

'

п — 1

 

 

 

где п— 1 — число открытых диодов.

 

 

Напряжение на выходе

при этом возрастает и образуется

импульс помехи (рис. 12.10). Амплитуда напряжения помехи при подаче на вход одного сигнала равна

 

 

О 2-3)

Подставляя в это уравнение выражения

(12.1) и (12.2), полу­

чим

 

 

Uпом 1

R

(12.4)

 

При увеличении числа входных импульсов потенциал на вы­ ходе растет и напряжение помехи увеличивается. При поступ­ лении входных импульсов на все входы, кроме одного, потен­ циал на выходе будет равен

и„

Е

ERo

(12.5)

Ro-

R

R

+ Ro

 

На ’■выходе при этом

создается

максимальная

помеха,

амплитуду которой можно найти по формуле

 

Üп

= и„

и п

( 12. 6)

Подставляя в это уравнение формулы (12.5) и (12.1)_ по­

лучим

 

 

 

і/„

п

ERo

(12.7)

~R

 

 

378


При подаче входных импульсов на вес п входов одновре­ менно все диоды закроются. В цепи будет протекать ток че­ рез R и /?„. На выходе напряжение будет равно

E R ( 12. 8)

пR + Rn '

Импульс па выходе, создаваемый при подаче сигналов одновременно на все входы, является полезным сигналом. Амплитуда полезного сигнала

 

LUM l O . 'l =------ (U- / п tU- y О ^ F -----Ң

»

(12.9)V 1 *- * * /

так как

Uп > U0.

 

коэффициент

Для

характеристики конъюнктора вводится

 

различимости р, под которым понимают отношение амплиту­ ды напряжения полезного сигнала на выходе устройства к ам­

плитуде максимальной

помехи. Из формул

(12.7) и (12.9)

получим

 

 

 

 

 

и„

п — 1

R

 

( 12. 10)

 

Rn

R

+ Ru

 

 

Как видно из формулы (12.10), для увеличения ? необхо­ димо увеличивать R и Rn. Однако увеличение R и R„ при­ водит к уменьшению быстродействия. Кроме того, Ru часто является входным сопротивлением следующего логического устройства и не может быть большим. Поэтому в конъюнкторах на диодах и резисторах трудно обеспечить большую ам­ плитуду выходного сигнала и большие значения р, что яв­ ляется одним из недостатков этого конъюнктора.

Быстродействие диодно-резисторного конъюнктора

Обычно в логических устройствах длительность импульсов tn принимается равной длительности паузы /п и половине пе­ риода следования

Г_

t u = t п = 9 '

При этом быстродействие устройства можно оценивать мини­ мальной длительностью импульса tn и минимальным перио­ дом следования Т, при которых устройство работает нор­ мально.

379


Быстродействие конъюнктора ограничивается длитель­ ностью переходных процессов заряда и разряда паразитной емкости (рис. 12.9), которая составляет сумму емкостей мон­ тажа, входа следующего каскада и диодов:

сп = с м + Свх -I Сд = (10 - f 30) пФ .

Для нормальной работы конъюнктора необходимо, чтобы переходные процессы заканчивались за время, равное длитель­ ности входного импульса или промежутка между импульсами. При запирании диодов входными импульсами возникает про­ цесс заряда емкости Сп. Постоянная времени заряда равна

 

.

_

г

R R

 

3

-

-

я + я,

Длительность фронта нарастания выходного импульса при

/?н »

равна

 

 

 

 

t i = 3 т3 -

3 Сп

- 3 CtlR.

Длительность /„ должна удовлетворять условию

tu == 3 C„R ,

т. е. переходный процесс должен закончиться к концу импуль­ са. Отсюда найдем R, удовлетворяющее условию заданного быстродействия

R < - з ^ г - •

(12.11)

После открывания диодов формируется спад выходного им­ пульса, длительность которого определяется разрядом конден­ сатора Сп через открытые диоды. Длительность спада выход­ ного импульса определяется соотношением

Эта

величина мала по сравнению с

и может не учи­

тываться при расчете быстродействия.

 

Достоинства и недостатки диодно-резисторного конъюнктора

Достоинствами устройства являются:

 

1)

простота и надежность, обусловленные простотой и на­

дежностью диодов и резисторов;

380


2)большое быстродействие устройства, связанное с боль­ шой скоростью переключения диодов;

3)возможность использования импульсных и потенциаль­ ных сигналов.

Недостатком устройств является трудность согласования их между собой.

3.Конъюнктор на диодах и трансформаторах

Вкачестве ключевых элементов в этом устройстве исполь­ зуются диоды, в качестве согласующих элементов — транс­ форматоры. Принципиальная схема логического конъюнктора (устройство «И») приведена на рис. 12.11. Трансформаторы

Трі и Тр2 служат для подачи входных импульсов, ТрЗ — для передачи выходных импульсов, диоды Д1, Д2 — ключевые эле­ менты, R — ограничительное сопротивление. Цепочка R-ДЗ служит для устранения паразитных колебаний в контуре, об­ разованном индуктивностью трансформатора и межвитковой емкостью.

381

Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на рис. 12.12. В исходном состоянии цепи через ограничительное сопротивление R протекает ток

ік = Лі

Е

( 12. 12)

R V

—пг-

 

п

где п — число входов схемы.

 

Рис. 12.12

При расчете тока пренебрегаем малым активным сонро давлением обмоток трансформаторов R/,


В момент t\ на первый вход схемы подается отрицательный импульс, диод Д1 запирается. Ток через ограничительное со­ противление и первичную обмотку ТрЗ уменьшится и будет равен

і к = 1 ' =

----------—г------ .

(12.13)

 

R + -~ ^,р

 

 

п — 1

 

На выходе схемы создается импульс помехи

 

tf„0M =

М ~ ~ ^ м A - Z 1 ,

(12.14)

Iде

М — коэффициент взаимной индукции; А/ = / 0—Г — изменение тока при запирании одного диода;

Аt — время перемагничиваиия сердечника трансформатора. В момент U подается входной импульс на второй вход и происходят процессы, аналогичные процессам в момент t\. В момент h подаются входные импульсы одновременно на все входы. Ток через R и входную обмотку трансформатора ТрЗ

прекращается. На выходе схемы создается полезный сигнал

U ™ =

M

T t =

м - & ■

02,15)

Так как R > гпр 4- Rr.

то изменение тока при поступле­

нии сигнала только на один вход невелико, т. е. /0

— /',

поэто­

му уровень помехи в этом устройстве мал.

 

 

По форме выходной

импульс

з конъюнкторе

рис.

12.11

представляет собой полусинусоиду, так как при скачкообраз­ ном изменении тока Ir происходит ударное возбуждение кон­ тура, состоящего из индуктивности выходной обмотки и межЕитковой емкости, и выходной импульс представляет собой на­ пряжение на емкости контура при свободных колебаниях.

При создании положительной полуволны напряжения на выходе диод ДЗ заперт. При изменении полярности напряже­ ния диод ДЗ открывается и шунтирует выходную обмотку, устраняя паразитные колебания в выходной цепи схемы.

Достоинства конъюнктора на диодах и трансформаторах:

1)низкий уровень помех вследствие малого сопротивления обмотки трансформатора и открытого диода;

2)простота согласования благодаря применению транс­ форматоров;

3)простота инвертирования сигналов;

383