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: 96
Скачиваний: 0
Благодаря |
наличию обратной связи |
(через |
сопротивление |
RK |
||||||||
и емкость С) |
в схеме |
в момент t\ возникает лавинообразный |
про |
|||||||||
цесс. Появление |
малого анодного тока Дга |
вызывает |
уменьшение |
|||||||||
Д и, |
напряжения на |
аноде, которое через |
конденсатор С переда |
|||||||||
ется на сетку, вызывая уменьшение |
Д ug |
напряжения |
на ней. Это, |
|||||||||
в свою очередь, приводит к уменьшению |
Д lg3 |
экранного тока и |
||||||||||
Л ик |
напряжения |
на сопротивлении |
RK. |
Последнее вызывает |
воз |
|||||||
растание |
Д « £ З К |
напряжения на третьей |
сетке |
и новое |
увеличение |
|||||||
анодного |
тока |
Д / а ' . |
Ход |
лавинообразного |
процесса |
поясняется |
||||||
следующей цепочкой: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Д ia f |
-> Д иа ! |
д % I |
-* Д ig-. \ -> Д "к |
I |
- Д |
ttg:i к I |
Д К' г .. |
|
|||
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
В результате лавинообразного процесса лампа отпирается по анодному току, а экранный ток резко уменьшается. Для обеспе
чения в течение лавинообразного процесса положительной |
|
обрат |
|||||||||
ной связи нужно учитывать следующие |
два |
обстоятельства. |
|||||||||
Во-первых, на сопротивлении |
RK |
после отпирания |
лампы по |
||||||||
анодному току будут протекать как экранный |
ток |
igi, так п |
|
анод |
|||||||
ный ток 4 . причем первый из них уменьшается, |
а второй |
возрас |
|||||||||
тает. Значит, как и в схеме спускового устройства с катодной |
свя |
||||||||||
зью, |
должно выполняться условие |
J e o > 4 - |
На |
практике |
|
схема |
|||||
рассчитывается таким |
образом, |
что |
ток |
igi |
примерно |
в |
|
10—20 |
|||
раз больше.анодного тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Во-вторых, анодный ток зависит |
как |
от напряжения |
« к |
з к |
, |
так |
|||||
и от |
напряжения ugK. |
Первое из |
них возрастает, |
а второе |
умень |
шается. Чтобы существовала положительная обратная связь, из
менение ug3K должно сильнее воздействовать на |
величину анод |
ного тока, чем уменьшение напряжения ugK. Это |
обеспечивается |
выбором достаточно большого сопротивления /?к> с которого сни мается напряжение на третью сетку.
Рассмотрим теперь, каковы причины, приводящие к прекраще
нию лавинообразного процесса. Пока ug3K |
< 0, анодный ток |
изме |
|||||||
няется интенсивно. Но при |
H g |
3 |
K > 0 |
крутизна |
|
|
|||
|
|
|
5 3 |
= |
д 1 я |
|
|
|
|
|
|
|
dug3 к |
|
|
|
|
||
статической |
характеристики i-3—fi.u%3«) |
постепенно |
уменьшается |
||||||
и уже при |
небольшом |
положительном |
напряжении |
ugaK |
(для |
||||
современных ламп порядка 10—20 в) становится равной |
нулю. |
||||||||
Значит, как только ug3 к |
достигает небольшой положительной ве |
||||||||
личины, оно |
больше не оказывает влияния на рост анодного |
тока, |
|||||||
и действие |
положительной |
обратной связи |
прекращается. |
|
Некоторое влияние на ход лавинообразного процесса оказы вает также перераспределение общего катодного тока между анод ной цепью и цепями всех сеток лампы, связанное с изменением напряжений на ее электродах,
234
Итак, в момент |
1\ лампа Л\ отпирается по анодному току. Как |
и в других схемах |
спусковых устройств, благодаря воздействию |
запускающего импульса замыкается цепь положительной обратной связи. Величины же скачков напряжений и токов зависят от пара метров и режима работы схемы.
Возможны и другие способы подачи запускающего импульса. Так, можно запускать схему положительными импульсами, пода ваемыми непосредственно на третью сетку.
Начиная с момента t\ происходит линейный разряд емкости С. Так как при этом процессе постепенно повышается, хотя и не значительно, напряжение на управляющей сетке, то увеличивается
экранный ток и |
напряжение ик, |
а значит, постепенно уменьша |
|
ется напряжение |
ugsK. |
Однако это |
не может привести к действию |
положительной обратной связи, потому что при линейном разряде емкости С напряжение uS3K изменяется в такой области, где оно практически не оказывает влияния на величину анодного тока из-за малого значения крутизны S3.
Теперь нам предстоит выяснить, какие факторы в схеме при водят к прекращению разряда конденсатора С и запиранию лампы Л\ по анодному току. Обратимся к динамическим характеристи кам каскада (рис. 19.23). Как только рабочая точка, двигаясь в процессе разряда по линии АВ, достигает точки В на линии кри тического режима (момент t2), дальнейший разряд емкости, свя занный с уменьшением # а , теперь приводит к уменьшению анод ного тока, что, в свою очередь, вызывает уменьшение тока разря да ic. Последнее обстоятельство приводит к резкому росту напря
жения ug |
на управляющей |
сетке, экранного |
тока |
ig2 |
и падению |
||
напряжения иа |
третьей сетке н-аз к- |
|
|
|
|
||
Как только |
напряжение |
% з к на |
третьей |
сетке |
достигает не |
||
которого |
критического |
значения, |
оно |
снова |
начинает |
воздействовать на изменение анодного тока, что приводит к за мыканию цепи положительной обратной связи. В схеме возникает лавинообразный процесс, в результате которого ток экранной сет ки резко возрастает, и лампа снова запирается по анодному току. Так как подготовка к лавинообразному процессу (уменьшение тока ^с)и сам этот процесс протекают быстро, то на рис. 19.29 приближен но показано, что запирание лампы Л\ по анодному току наступает
в момент t2, |
когда напряжение « а |
на аноде снизится до значения |
« а в = ч-а мин! |
соответствующего |
максимальному значению / а н |
анодного тока. |
|
После запирания лампы Л1 по анодному току происходит вос становление исходного состояния схемы, в течение которого заря
жается конденсатор |
С от |
источника Еа через сопротивление |
/?а , |
||
внутреннее сопротивление |
R\g |
участка сетка—катод лампы Л; и |
|||
сопротивление |
/?к . |
|
|
|
|
Чтобы выяснить |
роль |
диода Л2, рассмотрим подробнее схему |
|||
заряда емкости |
С (рис. 19.30). В течение разряда конденсатора |
||||
напряжение иа |
на |
аноде |
меньше |
начального значения Еу. |
Поэ- |
235
тому в промежутке ti—U диод Л2 заперт и не влияет на процесс разряда. Как только конденсатор зарядится до напряжения £/со, когда иа станет равным Еу, отпирается диод Л2 и дальнейший заряд конденсатора С прекращается. Схема возвращается в ис ходное состояние.
Если бы восстановление схемы происходило до максимального уровня Е3, то его длительность
При изменении Еу, когда Еу < 7fa , длительность восстановления tB уменьшается.
|
Рис. 19.31. Зависимость длитель |
|
Рис. 19.30. Цепь |
иостн импульса |
от величины |
заряда емкости С. |
'управляющего |
напряжения. |
Следующий цикл работы начинается в момент t3 прихода оче редного запускающего импульса. Регулируя величину управляю щего напряжения Еу, можно изменить длительность (л линей ного разряда, так как при этом изменяется начальное напряжение
Uco- |
На рис. 19.31 показано, как изменение величины напряжения |
Еу |
влияет на длительность разряда емкости С. |
Следует заметить, что благодаря наличию катодной связи в схе ме (рис. 19.27) ток разряда ic зависит от напряжения на управ ляющей сетке
Ug = Us& + UK,
измеренного по отношению к «земле». Поскольку в процессе раз ряда емкости С изменяются как напряжение ugK> так и ик, то ток разряда уменьшается с течением времени более сильно, чем в схеме (рис. 19.21). Поэтому фантастрон с катодной связью харак теризуется большим коэффициентом нелинейности, чем генератор
линейно изменяющегося напряжения с отрицательной |
обратной |
|||
связью. |
|
|
|
|
Процессы в схеме с экранной |
связью (рис. |
19.28) |
почти ничем |
|
не отличаются от процессов в |
рассмотренной |
схеме |
с |
катодной |
236
связью. Разница состоит только в механизме отпирания и запира ния лампы по анодному току.
В исходном состоянии лампа Л\ заперта по анодному току за счет подачи отрицательного смещения в цепь третьей сетки. Оно равно разности между напряжением Egs источника смещения и напряжением M R 3 , создаваемым на сопротивлении Rs током, про текающим через делитель напряжения R2—Яз- В момент ti при хода запускающего импульса, как указывалось выше, уменьшает ся ток экранной сетки, что создает положительный перепад на
пряжения ug2. |
Это вызывает возрастание |
тока делителя |
и |
напря |
|||
жения на |
третьей сетке, что обеспечивает |
отпирание лампы Л] |
по |
||||
анодному току. В момент t2 вследствие уменьшения токов |
4 |
и |
/с |
||||
и возрастания |
напряжения |
ug на управляющей сетке растет |
эк |
||||
ранный ток, что создает' отрицательный перепад напряжения |
иа,, |
||||||
который |
передается через |
конденсатор |
С с в и сопротивление |
R2 |
|||
на третью сетку и приводит к запиранию лампы по |
анодному |
||||||
току. |
|
|
|
|
|
|
|
Схема с экранной связью характеризуется меньшим коэффи циентом нелинейности, чем схема с катодной связью, но она име ет более сложную конструкцию вследствие наличия дополнитель ного источника смещения Eg3.
Следует отметить, что схема с экранной связью иногда исполь зуется в автоколебательном режиме. В течение длительности ли нейного разряда емкости С на экранной сетке существует положи
тельный импульс, который вызывает заряд |
Сс в . |
После |
запира |
|
ния лампы Л\ по анодному току конденсатор С с в |
разряжается |
|||
через участок |
экранная сетка'—катод лампы «#1 и |
сопротивление |
||
Rz, создавая |
на последнем отрицательное |
напряжение, |
которое |
можно использовать для запирания лампы Л\ по анодному току.
Если исключить из цепи третьей сетки источник смещения |
Еа?1, |
|
то с течением времени благодаря уменьшению тока разряда |
С с в |
|
напряжение на третьей сетке возрастает, и лампа снова |
откроет |
|
ся по анодному току. Следовательно, период колебаний |
в |
этой |
схеме будет состоять из двух тактов: такта ть в течение которого
разряжается С и заряжается Сс в , и |
такта |
х2, когда разряжается |
С с в и заряжается С. Длительность |
такта |
%\ определяется време |
нем разряда емкости С, а длительность х2 — временем разряда конденсатора Сс в .
Недостатком рассмотренных схем генераторов линейно пада ющего напряжения является слишком большое время восстанов ления схемы, определяемое постоянной времени
Хз = Я а С.
Для уменьшения времени восстановления используют схему с катодным повторителем (рис. 19.32). В этой схеме конденсатор С включается между управляющей сеткой лампы Л\ и катодом лам пы Лз. Так как режим работы катодного повторителя выбирается таким, что напряжение между управляющей сеткой и катодом
237
лампы Лз примерно равно нулю, то в схеме соблюдается приблизительное равенство между напряжением ил лампы Л\ и напряжением ик лампы Лз. Поэтому условия разряда коиденсагора С остаются прежними.
Но после запирания лампы Л\ заряд конденсатора С чроисходит теперь через тампу катодного повторите ля Лз, а не через сопротив ление Ra> что приводит к резкому уменьшению посто янной времени заряда.
Несколько изменяется также механизм регулиро
Рис. 19.32. Схема фантаг.трона с катодным повторителем.
вания постоянства тока раз ряда емкости С. Из схемы
(рис. 19.32) видно, что ток разряда ic протекает по цепи: источник питания Еа — сопро
тивление |
Rg |
— конденсатор |
С — сопротивление RK3, т. е. анод |
|||||
ная |
цепь лампы |
Лх из цепи |
разряда исключается. Однако это не |
|||||
нарушает |
ее |
регулирующего |
влияния на величину тока ic. |
Дей |
||||
ствительно, если |
ток /с |
уменьшается, то благодаря возрастанию |
||||||
напряжения |
ug |
на управляющей сетке лампы |
Л\ увеличится |
ток |
||||
4 |
и упадет |
напряжение |
иа |
этой лампы. Это |
вызовет уменьше |
ние напряжения на сетке, анодного тока и, следовательно, напря жения на катоде лампы Л 3 . С катода лампы через емкость С по
нижение напряжения передается на управляющую |
сетку лампы |
|
Ли что |
вызовет восстановление прежнего значения |
ic. Таким об |
разом, |
и в данной схеме сохраняются условия, поддерживающие |
|
ток ic |
постоянным. |
|
Схемы фантастронов широко используются в устройствах плав ной задержки импульсов. Для этого к катоду лампы Лх присое диняют укорачивающую цепь, с выхода которой снимают импуль сы « у , показанные на рис. 19.29. Положительные импульсы, воз никающие в момент U окончания разряда, оказываются задержан ными относительно импульсов запуска и3. Время задержки при мерно равно г?л. При изменении Еу изменяется длительность ли нейного разряда, а значит, и задержка положительных импульсов, причем имеет место почти линейная зависимость времени задерж ки от напряжения Еу.
Стабилизация длительности линейного разряда.
Рассмотренные схемы фантастронов страдают тем |
недостат |
ком, что в них не фиксируется с большой точностью |
момент (2 |
запирания лампы по анодному току. Это приводит к колебаниям времени задержки импульсов.
238