Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

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

Г Л А В А 15

БЛ О К И Н Г - Г Е Н Е Р А Т О РЫ

§15.1. О Б Щ И Е СВЕДЕНИЯ

Одним из самых распространенных генераторов релаксацион­ ных колебаний является блокннг-генератор (рис. 15.1). В нем в

Рис. 15.1. Основная схема

блокинг-генератора

 

с электронной лампой.

 

 

 

качестве усилителя-ограничителя

'применяется

каскад с

трио­

дом, анодная цепь которого

связана

с

сеточной

цепью

при помощи импульсного трансформатора.

(Вместо триода

можно

использовать также транзистор). Контур релаксатора, состоящий из емкости С, сопротивления и сеточной обмотки импульсного трансформатора, включен в сеточной цепи, т. е. на входе лампо­ вого каскада.

 

В соответствии с обобщенной схемой релаксационного генера­

тора 'для усилителя-ограничителя

входным является

напряжение

us

на сетке лампы, снимаемое с

сопротивления

f?g

релаксатора,

а

выходным

— напряжение uTg

на сеточной обмотке,

вводимое

в

релакса.ор

благодаря обратной

связи между

анодной

и сеточ­

ной цепями-лампы.

Положительная обратная связь обеспечивается при правильно выбранном включении обмоток трансформатора. Предположим,

18

что при

открытой

лампе

напряжение tu

на входе усилителя-ог­

раничителя возросло

на

величину

Д и г .

Это

вызовет

возрастание

•анодного

тока 1а

на

величину Д ia.

Так

как

ток ia

протекает че­

рез анодную обмотку трансформатора, то по правилу Ленца это приводит к приращению Д ыт а напряжения на обмотке, поляр­ ность которого показана на рис. 15.1. Оно препятствует нараста­

нию тока.

Под действием

приращения Д и т а

возникает

прираще­

ние

Д urg

напряжения на сеточной обмотке той или иной поляр­

ности

(в

зависимости от

способа включения

обмотки в

сеточную

цепь), которое передается через емкость на сетку. Если обмотка включена так, что на ней возникает напряжение с полярностью,

показанной на рис.

15.1, то скачок

Д « T g вызывает новое

возрас­

тание напряжения

ng.

 

 

Таким образом,

при правильном

включении обмоток

осущест­

вляется положительная обратная связь. Будем считать мт а и « T g

положительными, если их полярность соответствует полярности, по­ казанной на рис. 15.1. При уменьшении ug напряжения на обмот­ ках трансформатора имеют противоположную полярность

Основное назначение блокинг-генератора — генерирование ко­ ротких импульсов длительностью порядка 0,1 —10 мксек с крутым фронтом и спадом, следующих во времени с большой скважностью. Широкое применение блокинг-генератора объясняется следую­ щими его достоинствами.

Во-первых, длительность фронта и спада может быть получена малой (порядка 0,01 мксек), причем вершина импульсов оказы­ вается достаточно плоской. Следовательно, форма импульсов, ге­ нерируемых блокинг-генератором, близка к прямоугольной.

Во-вторых,

амплитуда Ua

импульсов на аноде

лампы может

быть примерно

равной

напряжению

Еа

источника

питания, что

обеспечивает большой

коэффициент

использования

t a напряже­

ния Е3. На практике удается

получить

отношение

 

 

 

и*

= 0

, 8 - 0 , 9 .

 

Если в импульсном трансформаторе имеется дополнительная третья повышающая обмотка, то амплитуда импульсов может быть получена больше, чем Еа.

В-третьих, как будет показано ниже, блокинг-геиератор рабо­ тает при напряжении на сетке, которое может достигать большой положительной величины. Это обеспечивает получение больших ра­ бочих токов в лампе. Необходимо также учитывать, что так как •блокинг-генератор дает короткие импульсы, то в нем используется

эффект импульсной Э М И С С И И

катода, что приводит к дополнительно­

му возрастанию токов. Все

это позволяет получить мощные им­

пульсы большой

амплитуды, обеспечивающие питание нагрузки,

п отр е бл я юще й

ср авнител ьц у ^ г т ^ ^ й тлк,

В-четвертых, блокипг-генератор является простым и компакт­ ным устройством, включающим только один нелинейный элемент (лампу или транзистор). Другие генераторы релаксационных ко­ лебании имеют, как правило, не менее двух нелинейных элемен­ тов.

§ 15.2. С Т А Т И Ч Е С К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А

 

Б Л О К И Н Г - Г Е Н Е Р А Т О Р А И У С Л О В И Я С А М О В О З Б У Ж Д Е Н И Я .

 

Чтобы

выяснить

условия самовозбуждения

блокинг-генерато-

ра,

построим его

статическую

характеристику — зависимость

uTg — f(iig)

при разомкнутой цепи обратной связи.

Размыка­

ние

осуществляется

путем;

ютсоед'И'нения

сеточной

обмотки

импульсно-го

трансформатора —

выходного

элемен­

та усилителя-ограничителя — от релаксатора. Чтобы затем вос­ пользоваться статической характеристикой для выяснения работы

блокинг-генератора, нужно, размыкаяобратную

связь, учесть ре­

альные процессы в сеточной цепи.

 

 

 

 

 

Усилитель-ограничитель работает в усилительном

режиме толь­

ко

во время лавинообразного

процесса,

когда действует

поло­

жительная

обратная связь. Поскольку

лавинообразный

процесс

протекает

чрезвычайно быстро,

то можно

полагать

напряжение

« с =

const.

Иначе говоря, при

снятии

статической

характеристики

допустимо заменить

емкость С источником постоянного напряже­

ния. В этом случае,

как видно из схемы

(рис. 15.1), сеточная об­

мотка нагружена на сопротивление Rs

и внутреннее сопротивле­

ние Rig участка сетка — катод лампы.

Будем считать, что эти

сопротивления являются'нагрузкой трансформатора и при разомк­

 

нутой

цепи

обратной

связи.

 

Тогда

получаем

схему

уси-

 

пителя-ограничителя,

 

при­

 

веденную

на рис. 15.2.

 

 

На работу блокинг-гене­

 

ратора

 

будут,

 

очевидно,

 

влиять

паразитные

емкости

 

схемы,

а

также

индуктив­

 

ность

рассеяния

трансфор­

 

матора.

 

При

исследовании

 

физических

процессов

пре­

 

небрежем

этими

параметра­

 

ми, а их влияние учтем

 

позже.

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо

 

сделать

од­

Рис. 15.2. Схема блокинг-генератора

но замечание

относительно

при разомкнутой цепи обратной связи.

свойств

 

 

трансформатора.

 

При

снятии

статической

ха­

рактеристики на сетку лампы подается постоянное напряжение

% ,

величину которого будем изменять. Следовательно,

 

напряжения

20

и.та и uTg также будут постоянными с меняющейся величиной. При трансформации постоянного напряжения возникают искажения, вызываемые нарастанием в сердечнике магнитного потока и свя­ занного с ним тока намагничивания i№.

Так как лавинообразный процесс протекает скачком, то в сер­ дечнике трансформатора не успевает возникнуть магнитный по­ ток и ток намагничивания равен нулю. Поэтому допустимо счи­ тать индуктивность намагничивания L u бесконечно большой. Это означает, что во время лавинообразного процесса, а также при построении статической характеристики мы считаем трансформа­ тор идеальным, способным без искажения трансформировать лю­

бые напряжения, в том числе и постоянное.

 

 

Ток намагничивания

в трансформаторе

(рис. 15.2) равен

 

4 =

he = i a - q 7 (ls

f- in),

(15.1)

где <7т=—— — коэффициент трансформации. Тогда при /„ =

0

"та

Ц = -£-.

 

(15.2)

 

 

 

'Ут

 

 

Формула (15.2) показывает, что в идеальном трансформаторе токи в обмотках строго пропорциональны. Благодаря этому на­ грузкой анодной цепи служит не индуктивность обмотки транс­ форматора, а пересчитанное в анодную цепь сопротивление, на которое нагружена сеточная обмотка. Так как эквивалентное со­ противление сеточной цепи

Rg ^'g

то приведенное сопротивление

Учет реальных свойств трансформатора будет 'произведен позже. Перейдем к построению статической характеристики urg=f (иё).

Ее можно рассчитать теоретически или снять экспериментально в

схеме

(рис. 15.2), если подать

на сетку

лампы

напряжение

от

внешнего источника и измерять напряжение uTg,

изменяя величи­

ну us.

Вид статической характеристики

показан

на рис. 15.3.

Если напряжение на сетке, будучи отрицательным, по абсолют­

ной величине превышает напряжение запирания

лампы £g o,

т. е.

us <

/Tgo,

то в схеме (рис. 15.2)

лампа заперта и анодный ток

ра­

вен

нулю.

Значит, напряжения

ит а и wT g

также

равны нулю.

Это

соответствует участку статической характеристики 01, совпадающе-

21

Смотрите также файлы