Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 0
Помимо схемы с отрицательной базой (рис. 15.24) может быть
построена, как и |
в ламповом варианте, схема с нулевой базой, в |
|||
которой |
резистор |
R6 |
включен между базой и заземленным эмит |
|
тером |
(рис. 15.40). В |
этой схеме конденсатор С разряжается че |
||
рез сопротивление R6, |
минуя источник питания. Внешним явля |
|||
ется только напряжение — /к о Ro, |
к которому емкость С стремит |
|||
ся перезарядиться. Напряжение ис |
изменяется по закону |
|||
|
|
|
|
и г. = |
иСы |
|
- |
(/ко Ro ~t- |
^ C M ) ( i — е Т Р |
|
|
|
Кривая разряда имеет вид, показанный на рис. 15.39. Так как |
||||||||||
ток |
разряда |
i p |
определяется только |
сУсм, |
а не совместным дейст |
||||||
вием UcM-i-Ек, |
|
то в схеме с нуле |
|
|
|
||||||
вой базой он уменьшается и раз |
|
|
|
||||||||
ряд |
конденсатора |
происходит |
|
|
|
||||||
медленнее. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравним |
стабильность |
паузы в |
|
|
|
||||||
обеих схемах. |
Ввиду |
того, что |
|
|
|
||||||
отпирание |
транзистора |
|
происхо |
|
|
|
|||||
дит |
при « с = 0 , |
как |
видно |
из рис. |
|
|
|
||||
15.39, в схеме с отрицательной ба |
|
|
|
||||||||
зой |
для |
разряда |
используется |
|
|
|
|||||
лишь крутой |
начальный |
|
участок |
|
|
|
|||||
экспоненты, |
тогда как |
в |
|
схеме с |
Р и с |
! 5 Л 0 . С х е м а с |
е в о й |
||||
нулевой базой |
окончание |
разряда |
|
базой, |
|
||||||
имеет место |
в конечной |
|
|
пологой |
|
|
|
||||
части экспоненты. В § 15.6 показано, что чем больше скорость из менения напряжения кс в момент t — tn, тем выше стабильность паузы. Следовательно, схема с отрицательной базой обеспечивает гораздо большую стабильность периода. Это наглядно иллюстри руется на рис. 15.41.
В схеме с транзистором из всех параметров наибольшую не
стабильность имеет ток Л-о, |
сильно изменяющийся в |
зависимости |
|||||||
от температуры. При повышений температуры рост |
этого |
тока |
|||||||
на величину |
Д/,<о |
измеряет |
уровень, к которому стремится пере |
||||||
заряжаться |
конденсатор С. Вследствие повышения старости раз |
||||||||
ряда отпирание транзистора |
наступает |
раньше, и пауза |
ta |
умень |
|||||
шается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
схеме |
с нулевой базой |
из-за малой |
величины |
производной |
||||
" с |
при « с = 0 |
изменение уровня |
/ к 0 |
RQ вызывает |
значитель- |
||||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ную вариацию момента t2 отпирания транзистора, что дает боль
шую |
нестабильность |
А Т„ (рис. 15.41). В схеме |
с |
отрицательной |
|
- |
^ - |
u |
duc |
= |
п |
оазои |
вследствие, оольшеи величины |
— п р и « с |
и, момент Zi |
||
отпирания смещается |
мало, и нестабильность Д Т0 |
<С Д Тн. |
|||
73
Величину нестабильности |
Л Т0 |
.определим |
из |
соотношения |
||
(15.110). Подставляя вместо |
ho |
и tn |
величины |
|
||
ho' = |
/|(0 ~|- Д ho\ |
|
|
|||
/ „ ' = |
/„ 4- Д Г 0 , |
|
|
|||
получим |
|
|
|
|
|
|
£к + |
(/ко + |
А/к о)/?б + |
^с» |
(15.111) |
||
£"к + |
(/к0 + |
Д / к 0 ) / ? б |
|
|
||
Рис. 15.41. К пояснению нестабильности периода колебаний в схеме с^транзистором.
После вычитания выражений (15.110) и (15.111), найдем для схемы с отрицательной базой
|
|
1 + |
|
Д / к о Я б |
|
|
|
Д |
ТП |
ЕК |
+ ho R& |
(15.112) |
|||
- p i n |
|
Д / к 0 / ? б |
|
||||
|
|
1 + ЕК |
|
|
|
||
|
|
+ |
/ко |
/ ? 6 + |
UCu |
|
|
Для схемы с нулевой базой |
|
|
д / .к0 |
|
|
||
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
Д Тп= — тр 1п |
|
/к0 |
|
(15.113) |
||
|
|
Д ho Re |
|||||
|
|
1 |
+ |
|
|||
|
|
ho Ru + |
UCM |
|
|||
Анализ выражения (15.112) показывает, что для получения ма |
|||||||
лой величины |
Д Т0 |
необходимо |
выполнить |
неравенство |
|
||
|
|
Д / к о ^ б « £ " к . |
|
(15.П4) |
|||
74
Тогда в выражении (15.112) дробь близка к единице, а логариф мическая функция—!К!нулю. Воспользовавшись n$>« а < 1 прибли женной формулой
1п(1 - f o j s a ,
получим
л г — |
- |
А / к 0 / ? 6 £ / С м |
п |
а У ° " |
|
Ь р ( ^ к + / к о / ? б ) ^ к + / к 0 / ? 6 + а д ' |
1 |
г ц с ч
'
Расчетное значение Д/к-о можно определить так:
Д /кО — А(0 макс — IкО,
г д е / к о м а к с — значение тока при максимальной температуре t* =
=60° С;
/к о — номинальное значение при ^° = 20°С.
Так |
как / к о м а к с = 16/к о, |
то / к о С / к О м а к с |
и можно полагать |
|||
|
|
Д /кО = /кО макс- |
|
|
||
Тогда |
неравенство |
(15.114) |
принимает вид |
|
||
|
|
/ , < 0 м а к с / ? б « £ к . |
|
(15.116) |
||
Учитывая значение (15.108') для Uc« |
и пренебрегая |
малой ве |
||||
личиной /ко Re, |
вместо выражения |
(15.115) находим |
|
|||
|
А 7 ; = - т р |
^ |
• ^ « « « Я » . |
(15.117) |
||
|
|
|
1 " Г 9 т |
|
^-к |
|
Таким образом, в схеме с отрицательной базой высокая ста бильность периода колебаний (|Д 7^0| х р ) обеспечивается толь ко при условии (15.116). Оно ограничивает величину сопротивле ния Rs, что не позволяет получить чрезмерно большой период ко лебаний.
Для схемы с нулевой базой, пренебрегая в знаменателе выра жения (15.113) малым вторым членом, получим
А Г н = - т р 1 п ^ 1 + |
/ к 0 7 | М о а к с j . |
(15.118) |
Так как |
|
|
/|<0 макс ^ |
/кО, |
|
ТО
Из-за сильной вариации тока /к о при изменении температуры схема с нулевой базой имеет весьма большую нестабильность пе риода колебаний и на практике не используется.
§15 .11. З А Т О Р М О Ж Е Н Н Ы Й Р Е Ж И М РАБОТЫ
Весьма часто в сложных импульсных системах требуется обес печить срабатывание блокинг-генератора в строго фиксированные моменты времени одновременно с другими устройствами или с оп ределенной задержкой относительно момента их срабатывания. Для этой цели используется заторможенный режим работы бло кинг-генератора.
Заторможенный |
'реж-и'м |
отличается |
двумя |
особенностями. |
|||||||
ВоnietpiB ы .\, |
если « а |
бетакимт-генеф атар- ш |
|
подаются извне |
им |
||||||
пульсы |
запуска, |
то |
он |
не |
'работает. |
• ©о-'вторых, |
IHа |
||||
.каждый |
зШгоуск |
блоюииг-пенератар1 срабатывает |
одши |
раз, |
|||||||
генерируя |
|
им пульс! |
такой |
же |
формы, |
капе и |
!в режиме |
'ав |
|||
токолебаний. При |
периодическом |
поступлении |
импульсов запуска |
||||||||
с периодом |
Тя блокннг-генератор |
дает импульсы с тем же перио |
|||||||||
дом (Твг=Т3). |
Но срабатывание блокинг-генератора в затор |
||||||||||
моженном режиме может проис- |
|
|
|
|
|
||||||
•ходить |
и |
не:• 'пэрисднчесш, а |
по |
|
|
|
|
|
|||
мере надобгюстн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Обычно |
и мпульсы |
запуска |
об- |
|
|
|
|
|
|||
разуются |
в р>езультате преобразо- |
|
|
|
|
|
|||||
вания |
весьм;э стабильного сину- |
|
|
|
|
|
|||||
соидального напряжения, поэтому |
|
|
|
|
|
||||||
- |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U =
«Л
Рис. 15.42. Схема блокинг-ге- |
Рис. 15.43. Форма напряжений |
|
нератора с |
транзистором, |
|
работаюидего в заIОрио |
в заторможенном режиме |
|
жен ном |
режиме. |
(схема с транзистором). |
стабильность периода колебаний в заторможенном режиме гораз до выше, чем в автоколебательном.
Схема блокинг-генератора, работающего в заторможенном ре жиме, приведена на рис. 15.42, а временные графики, поясняющие процессы в ней, — на рис. 15.43. Отсутствие колебаний без воздей ствия импульсов запуска обеспечивается включением в базовую цепь источника положительного напряжения Ее, запирающего транзистор. Так как в запертом транзисторе через сопротивление
76
Ra |
протекает ток |
До, то |
условие запирания имеет |
следующий |
вид: |
|
|
|
|
|
|
С'оз = Еь — /ко Re > 0, |
(15.119) |
|
где |
сУбз — напряжение на базе запертого транзистора. |
|||
|
Если условие |
(15.119) |
выполняется надежно, то |
колебания не |
возникают, и состояние схемы, когда транзистор заперт, является устойчивым.
Роль запускающих импульсов и3 состоит в отпирании тран зистора. В схеме (рис. 15.42) запуск осуществляется импульсами « з отрицательной полярности, подаваемыми от специального ис точника на сопротивление R3, включенное в базовую цепь. Для простоты будем считать, что импульсы запуска имеют прямоуголь
ную форму с амплитудой Ua |
(рис. |
15.43). |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Рассмотрим цепь передачи импульса запуска |
и3 |
на базу |
транзистора. |
|||||||||||||||||
В |
момент |
|
t, |
напряжение |
U3 |
оказывается приложенным к |
элементам |
||||||||||||||
базовой цепи, включенным последовательно (источник |
сопротивление |
||||||||||||||||||||
/?б, |
обмотка |
W(y |
и конденсатор |
С). |
Для |
импульсных |
сигналов сопротив |
||||||||||||||
ление |
источника |
|
Вв |
|
пренебрежимо |
|
мало. " |
|
|
|
|
|
|||||||||
Если |
выполнено |
условие передачи |
импульсов |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Re |
С |
> |
/из. |
|
|
(/из |
— длительность |
|
импульса |
|
|
|
|
|
|||||||
запуска), то можно пренебречь изменением |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
напряжения ис< |
считая |
емкость |
С |
закорочен |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ной. Следовательно, импульс запуска оказы |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
вается |
приложенным |
к цепи, |
состоящей |
из |
|
|
|
|
|
||||||||||||
сопротивления |
Ro и |
индуктивности |
|
|
базо |
|
|
|
|
|
|||||||||||
вой обмотки (рис. 15.44). Благодаря протека |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
нию |
тока |
i3 |
|
на |
сопротивлении |
Re |
создается |
+• Q - |
|
|
|
||||||||||
отрицательное |
напряжение, |
изменяющееся |
с |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
постоянной |
|
времени |
|
|
|
|
|
|
|
р „ с , |
1,5.44. Передача им- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lf, |
|
|
|
|
|
пульса |
запуска на базу |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
/^Г- |
|
|
|
|
|
|
|
транзистора. |
|
||
|
Так |
как |
сопротивление |
/?с |
достаточно |
велико, |
то |
обычно |
выполняет |
||||||||||||
ся |
условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'L |
« |
<"3- |
|
|
|
|
|
|
|
Поэтому уже через малое время |
3 ^ L |
отрицательный запускающий |
им |
||||||||||||||||||
пульс |
и3 |
оказывается |
приложенным |
|
полностью |
к |
сопротивлению |
Re. |
|||||||||||||
т. е. передается на базу. Для упрощения исследования можно пренебречь малым временем прохождения импульса в базовой цепи и считать, что в
момент /[ |
он передается |
на базу. |
|
|
|
Если |
амплитуда |
U3 |
достаточно |
велика |
|
|
|
|
U, |
> |
и63, |
то результирующее |
напряжение |
на |
базе |
||
|
|
|
"й = U63 |
— U3 < 0, |
|
и в момент / j транзистор отпирается.
Далее схема работает, как в режиме автоколебаний. Возникает прямой лавинообразный процесс, приводящий к скачкам напряже ний «,-, и ик и токов в схеме, а затем происходит заряд конден-