Файл: Виглин, С. И. Преобразование и формирование импульсов в автоматических устройствах учеб. пособие.pdf

и линия полностью не разряжается. Если RH^>р, то ил2 > 0 Но ток после отражения от разомкнутого конца обязательно падает до

ток в любом сечении равен нулю). Поэтому процесс разряда про­

напряжение ин2 на нагрузке, напряжение илз на правом конце линии, а также прямую волну к,,.,, достаточно в формулах (12.4) и (12.9) заменить Е на ал2. Тогда получим

R„

« л 3 = « н 2 = « л 2 у ^ ^ Г р 5

и,

" Зр + /?»'

Воспользовавшись соотношением (12.10), находим

£5

вся линия последовательно разряжается до напряжения и ,4, и в момент / = — , когда волна ио2 доходит до правого конца,

линия снова оказывается в начальном состоянии с той лишь раз­ ницей, что теперь начальное напряжение равно «л4. Очевидно, в этот момент напряжение на правом конце и на нагрузке снова скачком изменяется до величины

Возникает прямая волна «пз, которая снова распространяется от нагрузки к разомкнутому концу.

(где k —\, 2, 3,...) напряжение на нагрузке изменяется скачком. Следовательно, напряжение ии имеет ступенчатую форму. На основании формул (12.4), (12.11) и (12.14) можно записать общую

формулу для напряжения на нагрузке:

так «ак

RH~ P > о .

R * г р

Если RH< р, то

Rh~ Р< 0 ,

R h + Р

и полярность ступеней чередуется. На рис. 12.6 показана форма напряжения на нагрузке при различных соотношениях R„ и р.

85

Чередование полярности ступеней при R„ < р объясняется сле­ дующим образом. Как видно из формулы (12.9), при R a< р пря­ мая волна ипj имеет абсолютную величину

Рис. 12.6. Форма напряжения на нагрузке (/?„ ф р).

к изменению полярности напряжения на нагрузке. Перезаряд ли­ нии происходит всякий раз, .когда соответствующая волна достига­ ет разомкнутого конца линии, т. е. в моменты

Исследование процесса разряда длинной линии и графики, по­ строенные на рис. 12.4 и 12.6, показывают, что для формирования прямоугольного импульса чрезвычайно важно согласование линии с нагрузкой. Малейшее рассогласование приводит к появлению ступенчатого напряжения.

Техническое применение длинных линий в качестве формирую­ щих устройств встречает те же затруднения, что и для линий за ­ держки импульсов. Помимо большой длины формирующего отрез­ ка, возникают трудности при согласовании .линии с нагрузкой. Обычно нагрузкой формирующего устройства служит сопротивле­ ние постоянному току лампового генератора высокой частоты или

87

магнетронного генератора, которое лежит в пределах 500— 1000 ом. Выполнить длинную линию с таким волновым сопротив­ лением весьма трудноПоэтому на практике в качестве устройств, формирующих импульсы приблизительно прямоугольной формы, применяются в большинстве случаев искусственные линии. Исклю­ чение составляет область наносекундной техники, где формирую­ щие отрезки длинных линий имеют приемлемые габариты.

§ 12.2. ФОРМИРУЮЩИЕ ИСКУССТВЕННЫЕ ЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЛИНИИ

На рис. 12.7 показана схема однородной искусственной цепо­ чечной линии, состоящей из одинаковых Г-образных звеньев. На-

Рис. 12.7. Формирующая однородная искусст­ венная цепочечная линия.

личие сосредоточенных индуктивностей L и емкостей С в каждом звене меняет характер процесса разряда искусственной линии на нагрузку /?„. Однако, если число звеньев я > 3, то, как и для линий задержки, можно считать, что переходные процессы при разряде искусственной линии протекают приблизительно так же, как и при разряде длинной линии.

Правда, здесь не наблюдается движение волн в чистом виде. Однако можно считать, что разряд конденсаторов отдельных звеньев происходит последовательно: сначала разряжается кон­ денсатор, ближайший к нагрузке, затем следующий за ним и т. д.

Искусственная цепочечная линия представляет собой много­ звенный электрический фильтр. Точное рассмотрение переходных процессов в отдельных звеньях связано с решением системы ли­ нейных дифференциальных уравнений степени 2п. Это решение излагается в трудах Я- С. Ицхоки, Ф. В. Лукина, Л. А. Мееровича. Оно показывает, что однородная искусственная и длинная линии, имеющие одинаковые суммарные параметры L„ и С0, формируют импульсы примерно равной длительности. Поэтому для приближен­ ного вычисления длительности импульса, формируемого искусст­ венной цепочечной линией, допустимо пользоваться формулой

(12.8').

На рис. 12.8 показаны импульсы, формируемые искусственной линией при разряде на согласованную нагрузку при различных п. Так-как искусственная линия состоит из сосредоточенных пара­ метров и имеет, следовательно, ограниченную полосу пропускания, то импульс отличается от прямоугольного наличием фронта и спа­

88

да и наложенных колебаний на вершине. Исследование фор­ мы импульсов показывает, что длительность фронта определяется приближенной формулой

где L и С — параметры одного зьепа.

Рис. 12.8. Форма напряжения на нагрузке нри разряде однородной искусственной цепочечной линии.

Чем больше звеньев имеет искусственная линия (при неизмен­ ной длительности импульса) и чем меньше параметры одного зве­ на, тем ближе форма импульса к прямоугольной.

Для уменьшения наложенных колебаний увеличивают индук­ тивность звена, ближайшего к нагрузке. Однако чрезмерное увели­

Рис. 12.9. Влияние индуктивности Z.B1JX на форму импульса.

Влияние 7.ВЬ1Х на форму импульса можно пояснить следую­ щим образом. После замыкания ключа К начинается интенсивный разряд конденсатора первого звена через £ вых и /?н. Чем боль­

89