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: 142

Скачиваний: 0

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

где / а 2

— величина анодного тока лампы Л2 при ug2 = 0;

Eg0l

напряжение запирания лампы Л\.

 

Т о к / а 2 определяется трафо-ашлитичее'ким методом,, указанным -в

§

16.3. Поскольку напряжение « g i определяется

равенством (16.95),

то

при выполнении условия (16,97) лампа Л]

будет заперта. Та-

Рис. 16.23. Форма напряжений в спусковом устройстве.

кое состояние схемы — лампа Л^ заперта, лампа Л2 открыта — является устойчивым, если сопротивление RK взято достаточно большим и неравенство (16.97) выполняется надежно. На прак­ тике сопротивление RK выбирают из условия

/,3 /?к = (1,2 ч-1,5) |£goi|,

откуда

/?к ==(1,2 4 - 1 , 5 ) ! % ^ .

(16.98)

В устойчивом состоянии конденсатор связи С, заряжен до на­ пряжения £/со, которое, однако, меньше Е3. Действительно, длк анодной цепи лампы Л\ можно записать следующее уравнение:

« a l = " C + « g 2 +

tfK,

(16.99)

121

где

иа 1

напряжение на аноде лампы Л\, измеренное по отноше­

нию

к

«земле».

 

 

 

 

В устойчивом состоянии, когда лампа

Л\ заперта,

иа1а.

Учитывая

полученные значения

/ а 3

/ ? к ,

 

находим

H g 2 = О

И « к =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uco =

E a ~ I a 2

R K

.

(16.100)

В момент t\ на анод лампы Л\ подается хороший отрицательный импульс, который понижает потенциал анода. Через конденсатор С\ этот импульс передается на сетку лампы Л2.

Следует заметить, что выражение «импульс передается через конден­ сатор» означает следующее. В момент понижения потенциала на левой

обкладке

конденсатора

С,

должен снизиться потенциал правой обкладки,

так

как

напряжение на

емкости не может

измениться мгновенно. Значит,

в момент подачи запускающего импульса

в цепи разряда (в данном слу­

чае

на сопротивлении

Rg?)

появляется мгновенно ток разряда, благодаря

которому и снижается потенциал правой обкладки конденсатора. Этот ток

разряда до момента отпирания соответствующей лампы (в

данном случае

Jli) замыкается через источник

запускающих импульсов

и источник пи­

тания (в схеме с положительной сеткой).

сетку

лампы

Благодаря подаче отрицательного импульса на

Л2 уменьшается анодный ток

ia>. Если амплитуда

запускающего

импульса достаточно велика,

то перестает выполняться

неравен­

ство (16.97), и лампа Л\ отпирается. Роль импульса запуска сво­ дится к отпиранию лампы Л\. Как только обе лампы окажутся в открытом состоянии, возникает лавинообразный процесс по це­ почке (16.96), в результате которого лампа Л2 запирается, а лам­ па Л\ полностью отпирается.

После отпирания лампы Л\ конденсатор С\ стремится переза­ рядиться от источника Еа через сопротивление Rg2, лампу Л, и сопротивление RK. Ток разряда, протекая по сопротивлению Rg2, создает на нем напряжение, большее Еа. Поэтому напряжение ug2 по отношению к катоду оказывается отрицательным, достаточным

для запирания лампы Л2. По мере разряда

Сх ток разряда

умень­

шается и

напряжение ug2

возрастает. В

момент t2 оно достига­

ет уровня

Egr, и лампа

Л2

отпирается. Снова возникает

лавино­

образный

процесс, при

котором ток ia2

возрастает, а

ток

ial

уменьшается. В результате запирается лампа Л\, а лампа

Л2

ос­

тается открытой.

 

 

 

 

 

Далее происходит восстановление схемы. Конденсатор С, за­ ряжается от источника Еа через сопротивление Rau участок сет­ ка — катод лампы Л2 и сопротивление RK. Для обеспечения нор­ мальной работы схемы заряд С{ должен закончиться до прихода следующего запускающего импульса. Это дает неравенство для выбора С\\

• 3 х8 , = 3 С, (Ral + Rlg2 + RK)<(T3-

t„),

122


откуда

 

 

 

 

 

 

 

T3

— t

 

 

(16.101)

3 ( t f . l

+

Я

 

 

RK)

 

 

 

Так как анод второй лампы

не

связан с другими точками схе­

 

J

+

 

 

мы, то здесь образуется положительный импульс примерно прямо­ угольной формы, длительность которого равна времени запертого состояния лампы Л%.

Для определения длительности импульса, генерируемого спус­ ковым устройством с катодной связью, составим эквивалентную схему перезаряда конденсатора Сх (рис. 16,24,а). Она отличается

Г

ffgI

0 -

I

 

 

 

Рис. 16.24. Эквивалентная схема разряда

емкости Сх (а)

и ее преобразование (б).

 

от схемы перезаряда С\ в мультивибраторе

с положительной сет­

кой наличием сопротивления RK. Преобразуя, как и раньше, схему

на основании теоремы об эквивалентном генераторе, получаем схе­

му,

приведенную

на

рис. 16.24,6. Здесь э.д.с. эквивалентного ис­

точника равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еэ / а 1

Rau

 

 

 

а его внутреннее

сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R*

= Ral

(Roi

RK)

 

 

 

 

 

 

 

Ral

 

^?01

"T~ RK

 

 

 

 

 

схемы

(рис. 16.24,а)

находим

 

 

На основании

 

tig? = Ея

tj Rg2 — / a i

RK.

 

 

Определяя

ток

ix

согласно

упрощенной

схеме (рис.

16.24,6),

получим

 

 

 

 

 

 

 

_t_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ug2 =

E a

- / а 1 RK

(Uco +

Еэ)

RS2

(16.102)

 

R& +

Ra

где

t отсчитывается

от

момента

^ начала

разряда.

 

123


Полагая t =

tB и w.g2

=

£ , g

0

2 ,

а также учитывая,

что Rg2^>

R3,

найдем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А)2 RK

~Т~

 

hl^al

 

(16.103)

Постоянная

времени

разряда

равна

 

 

 

 

 

 

^Pl =

 

(Rii

 

+ R.)Cl&RfflCl.

 

 

 

(16.104)

Для схемы с отрицательной сеткой (рис. 16.22)

можно полу­

чить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. hi

Ra\

(hi

hi)

RK

 

(16.105)

 

 

 

 

 

 

|£go 2I

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Roi

(Ral

+

/?к)

 

 

 

 

 

 

# g ? 4 -

 

 

 

 

 

 

Перейдем к

определению

 

тока / а 1

первой лампы. Так

как

в

открытом состоянии лампа Л\ работает с

автоматическим

смеще­

нием, причем напряжение на ее сетке

равно

 

 

 

 

 

" g

i

=

-

И к = - ' а

1 Я к

,

 

 

(16.106)

то для определения тока h i

 

нельзя воспользоваться

графическим

методом, изложенным в § 16.3.

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо произвести специальное построение, показанное на

рис. 16.25. Построим линию

нагрузки

АВ

в координатах

(/„,

ка )

и,*0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If а

Рис.

16.25. Динамические

характеристики анодного тока

 

 

 

для схемы спускового устройства с катодной связью.

 

 

и перенесем

ее

в

систему

 

координат

а ,

« g ) .

Точка

Л

соответ­

ствует ug

=

Eg0

и

i a =

0,

точка

В — ие

=

0 и

i a =

/ a .

Тогда

полу­

чим кривую

Л'В', которая

мало

отличается от прямой

линии.

Построим

также

луч

ОС

из

начала

координат

под

углом

р =

= a r c c t g R K .

Очевидно,

точка

D

пересечения

А'В'

и ОС

дает

искомое значение

тока

первой

лампы

/ а ,,

 

 

 

 

 

124


 

Из построения

ясно, что при условии

R A

L = R A 2 ток / а 1

< / а 2 , так

как первая лампа работает с автоматическим

смещением, а вто­

рая — при

напряжении на сетке,

равном

нулю. Это и обеспечи­

вает создание в рассматриваемой схеме

положительной

обратной

связи. Если сопротивление

R A L увеличить

по

сравнению с R A 2 ,

то линия нагрузки АВ опускается, и ток

/ а 1

уменьшается. Возра­

стание разницы

между токами / а 1

и / а 2

улучшает протекание ла­

винообразного

процесса. Однако,

если

R A I чрезмерно велико, то

линия нагрузки АВ оказывается настолько

пологой,

что

каскад

JIi

работает в области

с малой крутизной

S, что приводит к сни­

жению коэффициента

усиления. Поэтому

максимальную

величину

R A L

следует выбирать из условия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R a l

макс '

(2 + 3) (RH +

 

HR,),

 

 

(16.107)

где #ц — внутреннее

сопротивление лампы Л,;

 

 

 

Pi — ее коэффициент

усиления.

 

 

 

 

 

 

на

Минимальная величина

R A L должна

быть такой, чтобы создать

аноде

лампы

Л\ и сетке

лампы Л2

перепад напряжения, до­

статочный

для запирания

второй

лампы.

 

Величина

начального

скачка на сетке лампы Л2 определяется

из формулы

(16.102), ес­

ли положить £ =0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛИ

Ug2

м =

(С/со

- г Е3а

+ / , 1

R K )

> g0 2|,

 

 

 

 

и&*=

[/„ R T

L -

( / « - / . , / ? „ ) ]

>

|ffgoa|.

(16.108)

 

Спусковое устройство с катодной связью широко применяется для

модуляции импульсов по длительности

(рис. 16.26). В этом случае схе­

ма управляется помимо отри-

f & _

Т

1

 

цательных

 

запускающих

им-

%

Т

 

пульсов иа, поступающих на

 

/&,П

\Щг

 

анод лампы

Л\, еще

модули-

у о

г "

 

 

 

рующим напряжением ии, ко­

 

 

 

 

торое подается на сетку лампы

 

 

 

 

 

Л\. Будем

считать

напряжение

 

 

 

 

 

и„ медленно

меняющимся

во

 

 

 

 

 

времени.

Это значит,

что за

 

 

 

 

 

период следования Т3 запуска­

 

 

 

 

 

ющих импульсов оно остается

 

 

 

 

 

практически

постоянным,

но

 

 

 

 

 

от периода

к периоду

меняет

 

 

 

 

 

гвою величину.

 

 

 

Рис. 16.26. Схема,

обеспечивающая

Так как анодный ток лампы

модуляцию импульсов по дли­

 

 

тельности.

 

Л\ пропорционален

ugU

а

сле­

 

 

 

 

 

довательно, модулирующему мапр.яжеиию ии,

то при каждом оче­

редном запуске изменяются величины тока

i a ,

и скачка

и г 2 ы

напряжения

на сетке лампы Л2. Это приводит к изменению

дли­

тельности импульса

tn.

 

 

 

 

 

 

 

155


Поскольку в схеме с положительной сеткой используется толь­ ко начальный участок экспоненциальной кривой разряда, близкий к прямой линии, то между длительностью импульса tH и модули­ рующим напряжением практически существует линейная зависи­ мость. Временные графики, поясняющие работу схемы, приведены

 

на рис. 16.27.

 

 

 

 

 

 

 

На аноде лампы Л2 образуются им­

 

пульсы,

модулированные

по длитель­

 

ности в соответствии с видом функции

 

и „ ( 0 -

Если

эти

импульсы

подать

на

 

вход укорачивающей цепи Rv С у

(рис.

 

16.26), то на выходе ее

получаются

и,

короткие

отрицательные

импульсы,

положение которых во времени меня­

 

 

ется относитешъно положительных

им­

п л п г и ш

пульсов, возникающих синхронно с им­

пульсами

запуска.

Образуется

после­

довательность

импульсов,

модулиро­

At,

ванных

по

положению

(фазово-им-

 

пульсная

модуляция).

 

 

 

 

 

§ 16.7. СПУСКОВОЕ

УСТРОЙСТВО

I

 

С ЭМИТТЕРНОИ

СВЯЗЬЮ

 

 

Рис. 16.27. Графики, иллюст-

Ввиду

указанных

достоинств

схемы

 

J

i

связью

в

транзисторной

рирующие процессы в схе-

с катодной

ме модуляции по длитель-

технике

применяется

аналогичная

ей

ностн.

схема

с эмиттерной связью (рис.

16.28).

 

В ней формирование расширенного им­

пульса обеспечивается разрядом

конденсатора

С\. Резистор

R3

служит для замыкания цепи положительной обратной связи и для запирания транзистора Т\, а делитель напряжения, состоящий из резисторов £i и Ri, — для выбора режима транзистора Т\. За­ пуск схемы осуществляется отрицательным импульсом, подавае­ мым на базу этого транзистора. Возможен также запуск положи­ тельным импульсом на коллектор транзистора Т\.

Временные графики, поясняющие процессы в схеме, построены

на рис. 16.29.

 

 

 

 

 

 

 

 

В исходном состоянии транзистор Ту заперт,

а транзистор

Т2

открыт. Благодаря присоединению резистора RC2

к

«минусу»

ис­

точника питания

под действием напряжения

Ек

через

сопротив­

ления

R3, R632

и R62

протекает базовый

ток

162,

обеспечиваю­

щий

требуемый

режим транзистора Т2.

Одновременно

че|рез

со­

противление R3

протекает коллекторный ток 1к2.

На

нем образу­

ется

напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

и3

= Ua3

= - (IK2 + / б 2 ) R3

ss -

/ к 2

Я „

 

(16.109)

126