6.Формирующие импульсы.

С помощью ключей Кл1 и Кл2 длинная линия может присоединяться к источнику постоянного напряжения Е и нагрузке Rн.

Если замкнуть ключ Кл1, оставив ключ Кл2 разомкнутым, через время t=2l/ν (где l-длинна линии, ν-скорость распространения волны вдоль нее) такая разомкнутая линия будет по всей длине равномерно заряжена до напряжения Е.

Если же в некоторый момент времени t=t1 замкнуть Кл2 и разомкнуть Кл1, тогда на нагрузке Rн выделится напряжением:

Каждый участок линии заряжен до напряжения E>Uн, то линия начинает разряжаться через Rн. От нагрузки к разомкнутому началу линии распространяется волна с напряжением –E/2, разрежающаяся E/2.

В момент эта волна напряжения достигнет разомкнутого начала линии, отразится от него без изменения амплитуды и фазы начнет распространяться к нагрузке.

При этом начальные участки линии окажутся разряженными до нуля.

А к моменту вся линия полностью разрядится.

т.к. волна – Е/2 достигает нагрузки через время , после замыкания Кл2, то на нагрузке выделяется прямоугольный импульс напряжения.

7.Транзисторные ключи.

а) б)

в) г)

Ключ в том числе и транзисторный коммутирует т.е. вкл. и выкл. участки электрической цепи. Его действие основано на том, что во включенном состоянии его сопротивление очень мало. Можно считать нулевое. А в выкл. состоянии оно очень большое. Транзистор работает в нелинейном режиме переходя от режима отсечки к режиму насыщения вслед за изменением Uб. Нагрузка представляет собой коммутируемый участок цепи вкл. либо последовательно либо параллельно с ключом.

На рис. а) – параллельный ключ.

Когда под действием управляющего напряжения. Транзистор заперт ток Iк=0, Rн подсоединен к Ек. Напряжение на выходе на Rн=Ек, т.к. Rк значительно меньше чем Rн. При Uупр обеспечивает включение транзистора и переход его в режим насыщения Rн шунтируется малым сопротивлением открытого VT и Uвых=0.

На рис. б)- последовательный ключ.

При включении транзистора, Rн подключается параллельно Uвх. При выкл. VT его большое сопротивление разрывает эту связь. Для нормальной работы необходимо чтоб Uвх было больше 0.

Возможны 3 схемы включения транзистора: 1) с общим эмитором 2) с общей базой 3)с общим коллектором. Наиболее применимы первые 2 схемы с эмитором и базой. На более ВЧ применяются схемы с общей базой т.к. заземленная база препятствует возникновению паразитной обратной связи выход-вход. Такая паразитная обратная связь может быть причиной паразитных колебаний.

В настоящий момент широко используются микросхемы на которых строятся не только ключевые каскады, но и построенные на них триггеры. Для рассмотрения стационарных и переходных режимов ключей на БТ транзистор включается с общим эмитором схема (в).

Транзистор может находится в 1 из 2 стационарных состояний во включенном и выключенном.

Режим насыщения возникает при положительном напряжении если ток базы удовлетворяет условию .

8.Транзисторный усилитель-ограничитель.

У силители-ограничители выполняются на усилительных элементах и наряду с ограничителями напряжения обеспечивают усиление.

При форматировании прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения эти ограничители могут обеспечить большую амплитуду и более высокую крутизну фронтов, или диодные при тех же входных напряжениях. Недостатком усилителей-ограничителей является большая сложность схемы.

В такой схеме транзистор работает в режиме ключа, переходя из насыщенного состояния в запертое и обратно. При этом С1 заряжается полярностью, за счет того, что ток зарядки через насыщенный транзистор больше тока разрядки R1, когда транзистор заперт, диод дает возможность разделительному конденсатору на входе, быстро разрядится и тем самым предотвращает “сползание” исходной рабочей точки.

Ч тобы напряжение на выходе ограничителя было симметрично, но относительно оси времени, исходную рабочую точку “A” на нагрузочной прямой выбираем так, чтобы изменения коллекторного тока до границы насыщения и до начала отсечки были одинаковы(Ik’=Ik”).

При нарастании отрицательной полуволны входного напряжения рабочая точка перемещается вдоль нагрузочной прямой вверх, ток коллектора увеличивается, а напряжение на нем падает.

Положительная полуволна входного напряжения уменьшает коллекторный ток, за счет этого увеличивается напряжение на коллекторе. При некотором значении Uвх наступает режим отсечки, когда с дальнейшим увеличивается напряжения на входе ток коллектора не будет меняться.

Тепловой режим транзистора в данном случае облегченный, т.к. мощность на коллекторе выделяется, по существу, только во время переключения; при работе в области насыщения напряжения на коллекторе незначительно, а в области отсечки незначителен коллекторный ток.