Файл: Важенина, З. П. Транзисторные генераторы импульсов миллисекундного диапазона.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.10.2024
Просмотров: 314
Скачиваний: 5
Тогда
t ~ R*C ^ 1_ ко^4 — I •7RIобр Ч~ 0.2 |t?p[ — 1,9ІУд0 -{- 1, lC/'n
|
|
|
|
|
) ’ |
|
|
ЗД/к0/?4—О.бДД, |
О.ЗЯ |
(3.91) |
|||
ДД « tfC |
|
|||||
|
|
|
* » ™ > |
(3‘92) |
||
|
|
|
|
|||
|
ЗД/К0Я., — 0,6ДІ/д |
0,ЗЯ |
(3.93) |
|||
|
|
Е |
|
обр мин |
||
|
|
|
|
Я |
|
|
Используя обозначение |
|
|
|
|||
/?4= |
|
(°-9 - |
Ч) Р» = |
З^-Я/Яр», |
(3.94) |
|
найдем |
|
|
|
|
|
|
|
_ |
£?2D (£<><• + 0 , 6Д[/„0) |
(3.95) |
|||
<тКС ~~ |
9Д/ко?;“ + 0.3£ß2D/обр макс |
|||||
|
||||||
|
|
V |
( £ а , . + 0,6 Д І/до) |
(3.96) |
||
А .1 макс |
|
З Д /„ ?,. + 0 . 1 £ р 1в/ обрмако |
||||
|
|
|||||
Подставляя данные из предыдущих примеров, получаем
ЯМакс=1,5 МОм И # 4 макс= 5,6 кОм. СчИТЭЯ Rмші~~ 6,6X
X'^4 макс— 36,6 кОм, замечаем, что рассмотренная схема, обеспечивая получение Нимало=148 МС (Гпмакс=296 мс), позволяет плавно регулировать длительности tn и t'n в 41 раз.
Если использовать раздельные входы триггера, то можно использовать схему как ждущий мультивибратор (пунктир на рис. 3.7,а). При этом одно из времязадающих сопротивлений (на рис. 3.7,а цепочка R'M') выби рается таким, чтобы обеспечивать насыщенное состоя ние ЭДД. В момент подачи запускающего импульса происходит запирание ЭДД и опрокидывание триггера. Затем формируется импульс, по окончании которого открывается ЭДД, импульс с его выхода восстанавли вает исходное состояние триггера, который, в свою оче редь, удерживает ЭДД в насыщении.
Все выводы о ot„ , RMSatc и Rtмакс в автоколеба
тельном мультивибраторе справедливы и для ждуще го режима. Сопротивление Ямин в ждущем мультивиб раторе можно брать меньшим, чем в автоколебательном. Допустимо выбрать его равным 14,8 кОм, что позволяет обеспечить диапазон плавного изменения длительности импульса в 100 раз,
8* |
107 |
3.3.Генераторы пилообразного напряжения на ЭДД
Пилообразное напряжение можно формировать на конденсаторе мультивибратора на ЗДД, если заряжать его постоянным током, т. е. заменив резистор R генера тором постоянного тока (ГПТ). Простейшим ГПТ явля ется токостабилизирующий двухполюсник на транзисто ре, охваченном глубокой отрицательной обратной связью по току [10].
Рассмотрим схему генератора пилообразного напря жения (ГПН), изображенную на рис. 3.8. Здесь ГПТ
Рис. 3.8. Генератор пилообразного напряжения на ЭДД.
собран на транизсторе Т4, на базу которого подается на пряжение с делителя R5, R6, а в эмиттер включен рези стор R. Ток ГПТ равен
|
/о= (По— I е01)IR = {Em— |е„| )IR, |
(3.97) |
||
где |
и ток |
делителя ~р5 +~р~ |
^ 4ю = |
|
= т~-г. |
Если пренебречь |
/ К01, при тп= |
0,5 и |
т = 0,25 |
?+ 1 |
|
|
|
|
для этой схемы получим |
|
|
|
|
|
V - 4ДIKoR,/E, |
|
(3.98) |
|
|
КмаКС~ Е % в^ / Щ , А / кв, |
ч |
(3.99) |
|
|
^макс-^Ѵ 4А /ко- |
|
(3.100) |
|
108
При задававшихся |
ранее |
условиях Дмакс= 2 МОм, |
||
Д -ім а к с “ |
Ю кОм. |
работы |
ГПН |
должно выполняться |
Для |
нормальной |
|||
условие |
|
пг+Г) < 1, |
(3.101) |
|
|
|
|||
так как в противном случае конденсатор может не за рядиться до напряжения UCB. Рекомендуется выбирать
.т] = 0,5 и т = 0,25. Тогда в нормальных условиях можно получить t'n=i'u=2RC (из примера имеем ДПмаис =
= 450 мс). Одиако следует учитывать влияние обратного
тока коллекторного перехода |
транзистора ГПТ |
(/ко4), |
вследствие чего необходимо обеспечивать |
|
|
Л)'®До макс/д°> |
(3.102) |
|
откуда находим |
|
|
Дмакс — |
Ік0макс- |
(3- ЮЗ) |
В примере получаем ДМакс= Ю кОм и ДПмакс=і |
мс. Ре |
|
зистор /?4макс= 50 Ом. Следовательно, необходим предва
рительный отбор транзисторов, используемых в токоста билизирующем двухполюснике. Практически такой отбор не слишком сложен, так как примерно 60% транзисто ров типа МП111 .. .МП116 имеют /ко на 2 ... 3 порядка меньше 10 мка (До макс)-
Дополняя схему элементами обеспечения насыщенно
го состояния |
ЭДД и цепью запуска (пунктиром на |
|||||
рис. |
3.8), |
получаем ждущий ГПН. в такой схеме выби |
||||
раем |
т = 0,15; т] = 0,70; у = |
от ГПТ |
||||
0,4. При ЭТОМ Ямакс ИУ?4мпкс |
||||||
|
||||||
меньше, |
чем в автоколеба |
|
||||
тельной схеме, в 1,67 раза. |
|
|||||
Необходимо заметить, что |
|
|||||
напряжение |
питания |
ГПН |
|
|||
на ЭДД (и, вообще, мульти |
|
|||||
вибраторов на ЭДД) |
следу |
|
||||
ет брать повышенным, чтобы |
|
|||||
уменьшить |
влияние |
поро- |
|
|||
Рис. 3.9. Цепь заряда конденса тора в ГПН на ЭДД с шунтирую щим усилителем.
&Г>1
109
говых напряжений. Целесообразно также построить схе му ГПН так, чтобы при большом зарядном токе форми ровать значительные і'п и t'a. Это необходимо еще и по тому, что в таком случае выходной сигнал ГПН будет мощным и значительно упростится решение вопроса о передаче его в нагрузку. Для этой цели студент Ле нинградского института авиационного приборостроения Л. Я. Кацнельсон предложил использовать усилитель на транзисторах разного типа проводимости, шунтирующий конденсатор. Схема заряда конденсатора, содержащая шунтирующий стабилизированный усилитель, изображе на на рис. 3.9.
Рассмотрим ее работу вначале без учета обратной связи (транзистор Гос, резисторы Rfs и Дэ). Ток заряда конденсатора представляет собой ток базы транзистора
77, т. е.
/зар= /бі. |
(3.104) |
Считая коэффициенты ßi = ß2 =lß3='ß4= ß , |
находим, что |
усилитель вычитает из тока Г'ПТ (Іо) шунтирующий ток
|
/ш «04/зар. |
(3-105) |
||
Тогда можно написать, что |
|
|
|
|
|
7о==7зар + /щ= Дар(1 + ß4) , |
(3.106) |
||
а ток заряда |
|
|
|
|
|
/3ap = /o /(l+ ß 4)-/o /ß 4. |
(3.107) |
||
Задаваясь определенным током заряда конденсатора, |
||||
находим, что ток ГПТ может |
быть значительно |
боль |
||
шим. |
Например, если ß= 10 |
и необходим |
ток |
/зар = |
= 10 |
мкА, следует брать ток |
/0= 10-10~в-104—100 мА. |
||
На практике ток /0 имеет меньшую величину, так как из-за снижения ß при малых токах (см. введение) об щий коэффициент усиления по току не превышает 1000. Ясно, что количество транзисторов в усилителе (транзи сторы Т 1 ...Т 4 ) может быть любым, а значит, и коэф фициент усиления можно установить по желанию.
Коэффициент ß сильно зависит от температуры, что приведет при заданном токе / о к значительному измене нию тока /зар, т. е. к большой нестабильности ta или tu. Для стабилизации коэффициента усиления применена отрицательная обратная связь по току.
Ток Гш создает на резисторе Rè напряжение |
|
Wf>= |
(3,108) |
ПО
которое вызыЁаёт протекание в коллекторе транзистора Тос тока обратной связи
/ос ~ UftjRg= I'mRб/Ra— І'шП- |
(3.109) |
В данном случае шунтирующий ток |
|
]'ш= $Чб1= КіІбі, |
(3.110) |
где /<i = ß4 — коэффициент усиления шунтирующего уси лителя по току. Ток базы / бі равен
/зар—/ос = /бі- |
(3.111) |
Подставляя в это выражение ток I'ш из |
(3.110), получа |
ем |
(3.112) |
Ли= /зар/(1 + я/<і), |
|
//ш==/(г/зар/( 1 -\-tlKi). |
(3.113) |
Следовательно, в результате действия отрицательной об ратной связи коэффициент усиления по току, который без обратной связи был равен / ш//зар=/Сг, станет рав ным / /ш//зар= /'Сг/(1+я/(г). Так как зарядный ток меньше /о примерно в Кі раз, можно написать
/зар= /о (1 + пКі)ІКі = Іо{п+ (1IKi) ]. |
(3.114) |
Если n^>l/Ki, то считаем |
|
/зар~/()Н. |
(3.115) |
Так как n=Ro/Ra есть отношениерезисторов, |
кото |
рыеможно выбрать стабильными, ток / аар стабилизи руется.
Однако в этой схеме следует обеспечивать
/о^/кО манс/07 (1 |
пКі) , |
так как иначе зарядный ток не |
будет стабильным. Это |
значит, что условие |
|
/зар /ко макс/3/»
сохраняется и в данном случае, т. е. /нмаі!С и гамаке не будут большими, чем в обычной схеме ГПН.
Диод Дѵ включается для обеспечения разряда кон денсатора через включенный ЭДД.
Хорошие результаты дает применение, в шунтирую щем усилителе полевого транзистора. В этом случае па раллельно диоду включается резистор, а полевой тран зистор работает в режиме истокового повторителя.