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: 110
Скачиваний: 0
говоря, паразитные емкости не оказывают влияния на положение рабочей точки. Такое же рассуждение можно провести и для на
пряжения |
ug, |
учитывая, что |
||
оно при |
прямом |
лавинооб- i |
||
разном |
процессе |
нарастает. |
||
Проведенный |
анализ по |
|||
казывает, |
что |
паразитные |
||
емкости |
влияют |
только на |
||
скорость |
протекания |
лави |
||
нообразного процесса, |
но от |
|||
них не зависит состояние, в |
||||
котором |
оказывается |
схема |
||
после его |
окончания. |
Зна |
||
чит, величины |
перепадов на |
|||
пряжений |
и токов |
в |
схеме |
|
от паразитных |
емкостей не |
|||
зависят. |
|
|
|
|
Следует отметить, что сделанные выводы справедливы при ус ловии, что в течение фронта импульса напряжение на емкости ре
лаксатора « c = c o n s t , т. е. при |
t$^tn. |
|
Так как на практике уда |
||||
ется |
получить длительность фронта |
порядка 0,01—0,1 |
мксек, то |
||||
это |
неравенство оправдывается |
при |
tH^>Q,\ мксек. При генериро |
||||
вании |
наносекундных |
импульсов |
длительность |
фронта |
|||
сравнима с длительностью импульса, а емкость релаксатора — с паразитными емкостями. Тогда процессы в течение фронта оказы ваются более сложными. В настоящем пособии они не изучаются.
Перейдем |
к |
выводу |
приближенной формулы, определяющей |
|
длительность |
фронта / ф . |
Считая |
в уравнении (15.36) аргументом |
|
напряжение иа , |
можем переписать его так: |
|||
|
|
|
dt = - |
Я±с1иа. |
Чтобы найти длительность фронта £ф , проинтегрируем это уравнение в пределах от иа = Ual до иа = Ua2, где UaX •- напря жение на аноде в начале фронта; Ua2 -- напряжение на аноде в конце фронта. Тогда
UaD
h=^-Cn |
j - i - d e , . |
(15.39) |
|
U al |
|
Поскольку длительность фронта для блокинг-генератора опре деляется «на уровне 0,9», то пределы интегрирования Ual и Ua2 следующие (рис. 15.15):
~ |
0,1 (Еа |
«а шш) ; |
|
|
(15.40) |
^ 3 2 = |
" а мни Н~ 0|1 (-^-а — |
мин)- . |
43
Так |
пак |
с/а 2 |
< |
Ual, |
то, переставляя |
пределы интегрирования |
|||||||
в формуле |
(15.39), |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
— £п |
Л, |
d и„. |
|
|
|
(15.39') |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как |
видно из |
формулы (15.38), чтобы |
найти |
ток |
/•„, |
необходи |
|||||||
мо |
аналитически |
выразить зависимость токов i3 |
и W |
от |
напряже |
||||||||
ния |
иа |
при прямом |
лавинообразном |
процессе. Эта |
задача |
была |
|||||||
решена профессором Я- С. Ицхоки. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Динамическая |
характеристика суммарного |
нагрузочного |
тока |
||||||||||
в большинстве случаев имеет вид квадратной параболы. Поэтому
можно |
записать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IS = |
I; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(15.41) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Что касается динамической характеристики анодного |
тока |
/„, |
||||||||||||||||||
то она может быть аппроксимирована ломаной кривой |
(рис. 15.17), |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
состоящей |
из |
двух |
участков |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А В |
и BP. |
Точка |
|
5 |
соответст |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вует |
максимальному |
анодному |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
току. Отрезок BP совпадает с |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линией |
критического |
режима. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы |
выразить |
аналитически |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зависимость |
|
ia=ftue, |
|
иа), |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
произведем |
следующие |
пост |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
роения. Проведем |
через |
точки |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В и Р |
линии, |
параллельные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
статическим |
характеристикам |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
анодного тока |
в |
их |
линейной |
|||||||
" 1 Рис. 15.17. Идеализированная |
|
части. Тогда |
линия, |
проведен |
||||||||||||||||
динамическая7 характеристика |
|
|
ная |
через |
точку |
В, |
соответст |
|||||||||||||
; |
анодного |
тока. |
|
|
|
|
вует |
максимальному |
напряже |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
нию на сетке Ue%„ |
а линия, проведенная через точку Р — |
некоторо |
||||||||||||||||||
му напряжению |
Ugp |
< L / g M |
. |
Обозначим |
через |
Д / а р |
приращение |
|||||||||||||
анодного тока |
в |
линейной области |
статических характеристито |
за |
||||||||||||||||
счет увеличения |
ие |
от |
ug |
= |
L / g p до |
|
ug= |
USM. |
Очевидно, |
|
|
|||||||||
|
|
|
* /ар = |
Дм - |
/ар = |
5 (UgM |
- |
U„). |
|
|
|
|
(15.42) |
|||||||
Для участка АВ динамической характеристики может быть за |
||||||||||||||||||||
писана |
следующая |
приближенная |
зависимость: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
4 = |
(/aP + |
A / |
a |
p |
) / |
l ~ |
" a |
• |
|
|
|
|
(15.43) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
а |
^а мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда эквивалентный паразитный ток 1„ равен |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1п = 1* |
W = |
(/ар + |
Д /ар) |
|
|
|
|
' а р |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
44
Подставляя это выражение в формулу (15.39') и производя инте грирование, па ходим
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г Г? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
' |
Я |
|
^Я МП |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•ар |
|
|
|
|
|
|
I |
Е |
|
|
|
In |
|
|
|
|
|
|
д /.ар |
(^а |
"а мин) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'ар |
|
|
|
|
|
(15.44) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
и, |
|
|
д / ар |
(/-а |
"а мин) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'ар |
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая |
соотношения |
|
|
(15.40), |
определяющие |
Ual |
и Ua.,, |
||||||||||||
преобразуем |
это выражение |
|
так: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д / |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
Е |
— и |
|
|
|
2,2 + |
In |
|
ар |
|
|
(15.44') |
||||
|
|
|
|
*-а |
"•а мин |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
/ар [ 1 |
+ |
' ар |
|
|
|
|
о,1 + А ^ 2 |
- |
|
|
|
||||
|
|
|
|
ар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' ар |
|
|
|
|
|
При Д / а р = 0 длительность фронта |
достигает максимальной |
вели |
|||||||||||||||||
чины, |
равной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
^Фм = 4 , 4 С п : |
|
|
|
|
|
|
|
(15.45) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' ар |
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
относительная |
длительность |
фронта равна |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0,9 + |
A ^ L |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5+0,23 I n - |
|
|
* ар |
||||
|
А|)М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
' ар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
д / . |
ар |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' ар |
|
|
|
|
|
|
' ар |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(15.46) |
|
и является |
функцией |
только |
отношения —г^-- |
Эта |
зависимость |
||||||||||||||
приведена |
на рис. |
15.18. |
|
|
|
|
|
|
|
••ар |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Если |
построены |
динамические |
характеристики |
лампы |
(рис. |
||||||||||||||
15.17), то |
по |
кривой |
р(- |
. а |
р |
^ |
находим |
соотношение |
|
t,ф.м |
|||||||||
а затем, |
определив |
/ ф м |
по |
|
формуле |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
(15.45), и абсолютную дли |
||||||||||||||||||
тельность |
фронта |
|
Можно |
решить |
и |
обратную |
задачу. |
Если |
|||||||||||
известна |
тф , |
то по |
кривой |
(рис. |
15.18) |
находим |
Л ^1 |
аар |
а |
затем |
|||||||||
Д / а р . |
После |
этого |
по формуле (15.42) |
(или |
|
' ар i |
|||||||||||||
сделав |
построение, |
||||||||||||||||||
указанное на рис. 15.17) определяем |
Usa. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Величина |
& / а р |
характеризует |
степень перенапряженности ре |
||||||||||||||||
жима |
блокинг-генератора. Чем |
больше |
Д / а р . |
тем |
ниже |
на |
линии |
||||||||||||
критического режима лежит рабочая точка Р. Следовательно, тем больше разница между / а м и / а р , что приводит к возрастанию эквивалентного паразитного тока i„ и уменьшению длительности фронта.
/,0
а*
0,6 |
|
|
0,2 |
, |
л/ар |
0,2 0 |
0,0 0/ /,0 /,2 /Л /,0 /,•? 2,0 |
Ь/> |
Рис. 15.18. Зависимость относительной длительности фронта тф от относительной перенапряженностн
режима Д ар 'ар
Длительность спада импульсов отдельно не определяется и примерно равна длительности фронта.
§ 15.6. СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ А В Т О К О Л Е Б А Н И И . БЛОКИНГ - ГЕНЕРАТОР С П О Л О Ж И Т Е Л Ь Н О Й СЕТКОЙ
Стабильность частоты автоколебаний
Стабильность частоты автоколебаний характеризуется величи
ной |
|ДЛ |
|
|АЛ _ |
(15.47) |
|
р |
т |
где F и Т— номинальные значения соответственно частоты и пе риода колебаний;
Д F и Д Т — максимальные отклонения частоты и периода от но минальных значений за счет различных факторов.
Чем меньше величина т, тем выше стабильность автоколеба ний. Поскольку в блокинг-генераторе, как травило, tn<^(n, то гово ря о стабильности периода колебаний, нужно в первую очередь
иметь в виду постоянство длительности |
t„ |
разряда емкости. Как |
||||
видно из формулы |
(15.21), величина |
ta |
зависит |
от |
постоянной |
|
времени разряда R |
G C , а также от напряжений UCU |
и |
E G 0 . |
Величи |
||
ны R G и С могут |
изменяться в зависимости от температуры. |
Од |
||||
нако эти изменения в большинстве случаев невелики и не оказы вают существенного влияния на стабильность автоколебаний. Ве личины UQM И E G 0 зависят от питающих напряжений и могут в
46
процессе работы изменяться в сравнительно широких пределах. Поэтому более высокая стабильность автоколебаний в блокипг-ге- нераторе обеспечивается при ста билизации питающих напряже ний: напряжения Еа анодного источника и напряжения накала.
Величина Egn, как известно, зависит от напряжения с.л. Это иллюстрируется на рис. 15.19. При увеличении Е статическая характеристика анодного тока перемещается шлево, и лампа за пирается при большем по абсо лютной величине отрицательном напряжении на сетке. Так как статические характеристики элек тронных ламп имеют большой разброс, то величина Eg0 меня ется также при смене лампы.
|
Рассмотрим, как влияет |
изменение |
Е,go |
на |
стабильность |
пе |
||||
риода автоколебаний. На рис. 15.20,а построены импульсы на сет |
||||||||||
ке |
блокинг-генератора |
при Е,go • |
-go |
1- |
Если |
напряжение |
Еgo |
|||
возрастет до величины Egu2, |
то блокннг-геыератор дает импульсы, |
|||||||||
показанные на рис. 15.20,6. |
Будем |
считать, |
что |
при |
изменении |
|||||
Eg0 |
остаются неизменными |
i„, Ucu |
и Ugu, |
|
а также Rg |
С. Тогда, |
||||
помещая начало отсчета |
в точку t = |
to, можно совместить |
импульсы, |
|||||||
изображенные на рис. |
15.20,6 и рис. 15-.20.Й, которые |
совершенно |
||||||||
совпадут друг с другом. Разница состоит лишь в том, что благо
даря |
увеличению |
Eg0 |
очередное |
срабатывание |
схемы произойдет |
||||||||||
не в момент U, а в момент t2<.t\. Период колебаний |
уменьшается |
||||||||||||||
на величину Д ГЕ. |
Очевидно, если |
Eg0 |
|
уменьшится, |
то отпирание |
||||||||||
лампы произойдет позже, и период колебаний увеличится. |
|
|
|||||||||||||
Из графика (рис. 15.20,а) |
видно, |
что изменение |
периода |
Д 7V; |
|||||||||||
зависит не только |
от |
величины Д Eg0 |
= |
Ega |
2 — E g 0 , , |
но и от |
ско |
||||||||
рости |
разряда |
емкости |
вблизи |
|
ng |
= EgQ. |
Если считать, что |
Д |
Ееа |
||||||
достаточно -мало, то экспоненту разряда на •малом |
участке |
h—ii |
|||||||||||||
можно заменить прямой линией. Тогда |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
d Kg |
|
|
|
|
go |
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
~df |
i = t „ |
go |
Д 7 E * |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Д 7V |
= |
|
Д £ go |
|
|
|
(15.48) |
||||
|
|
|
|
d iio |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
dt |
" g = E go |
|
|
|
|
|
||
Чем |
больше |
скорость |
разряда |
емкости, |
тем |
^меньше величина |
|||||||||
Д ТЕ |
и выше стабильность |
колебаний. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
'17