Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

9.02 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 255 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

§ 15 . 5 . В Л И Я Н И Е П А Р А З И Т Н Ы Х ЕМКОСТЕЙ . ДЛИТЕЛЬНОСТЬ Ф Р О Н Т А И М П У Л Ь С О В

К числу паразитных относятся междуэлектродные емкости лам пы, емкости обмоток трансформатора (междувитковые, междуоб моточные и емкости каждой обмотки относительно корпуса), а также емкости монтажа и нагрузки. При изучении блокииг-гене- ратора их можно заменить двумя емкостями С„а и Cng, каждая из которых шунтирует анодную или сеточную цепь лампы (рис. 15.14).

ю -		' К г
Е*	•4 - 1	' К г
	•4 - 1	I
'г9	AY	I
'г9	AY
	с
		j

Рис. 15.14. Схема блокинг-генератора с паразитными

-емкостями.

Так как согласно постулату Мандельштама и Папалекси на пряжение на емкости не может изменяться скачком, то влияние паразитных 'емкостей сводится к тому,, что 'напряжения и3 и ае в любой момент времени, в том числе и при лавинообразном про цессе, нарастают или уменьшаются с конечной скоростью. Это приводит к появлению фронта и спада импульсов в блокинг-гене- раторе.

На рис. 15.15 показан импульс на аноде лампы с учетом влия

ния паразитных емкостей.			Такой	же характер	имеют искажения
формы импульса и на других элементах схемы.
В течение прямого лавинообразного процесса						(фронт импуль
са) напряжение ие		возрастает,		а напряжение	а	иа	уменьшается.
Значит,	паразитная	емкость	Cng	заряжается,		паразитная		ем
кость С п а	.разряжается. Направление токов ing и in3						через эти	ем

кости показано на рис. 15.14. Во время обратного лавинообразно

го процесса (спад		импульса), наоборот, напряжение ug			падает,
а напряжение	ил	возрастает. Поэтому емкость	C„g	разряжается,
а емкость С п а	заряжается. Направление токов		ing	и гп а	меняется
на обратное.

Приняв за положительные направления токов, показанные иа рис. 15.14, имеем

	du,
а	dt
	(15.33)
С,	du„
С,
Знак « - указывает иа то, что гп а	положителен, когда « а умень-
шается.

Рис. 15.15. Форма импульса на аиоде лампы блокинг-генератора.

Рассмотрим подробно форму фронта импульса иа на аиоде. В большинстве практических случаев длительность фронта оказы вается малой по сравнению с длительностью импульса. Поэтому и при наличии паразитных емкостей можно считать, что во время лавинообразного процесса напряжение « с на емкости релаксато ра практически остается постоянным. Тогда справедливо урав

нение (15.22), устанавливающее						связь	между	Диа и i a g .		Разде
лив обе части	этого	уравнения			на Л /		и взяв	предел	при	Д / ->О,
получим
			du.				da,			(
			dt				dt
Введем понятие		об	эквивалентном				паразитном токе in,			приве
денном к анодной цепи, который					равен
			*'п =	'па +		<7т ing.				(15.35)
Подставляя	значение		*п а	и ine		из	формул	(15.33)	и учитывая
равенство (15 . 34), находим

Обозначим эквивалентную паразитную емкость, приведенную
к анодной цепи
С„ — Сп а -f- qr~ Cn g.
Тогда
d	иа
•С„ l i	t
откуда

				-dT^-'c-				^15-3G)
Очевидно, длительность фронта тем меньше, чем больше ско
рость опадания напряжения иа.					Следовательно, для		улучшения
формы	импульса нужно			уменьшать Сп		или увеличивать эквива
лентный		паразитный ток		Последний может быть			найден	сле
дующим		образом.
Составим уравнение токов в обмотках трансформатора								для
схемы	(рис.		15.14):
				'та -	</т'тг =	'м.	(15.37)
где	i T	a и	iTg — токи,	протекающие		соответственно	через	анод

ную и сеточную обмотки. При принятых па рис. 15.14 направле ниях токов имеем

Подставляя эти выражения в уравнение (15.37), находим

/ а - / У	= /„,	(15.38)
где is' определяется формулой	(15.30).

Таким образом, эквивалентный паразитный ток представляет собой разность между анодным током и суммарным нагрузочным током is' и определяется по динамическим характеристикам лам пы (рис. 15.16). Вид динамических характеристик позволяет пред сказать форму фронта импульса. Он построен на рис. 15.15. Вбли

зи точки А величина	эквивалентного	паразитного тока		i„	мала
(это иллюстрируется	ординатой inl).	Значит,	согласно	равенству
(15.36) напряжение	на аноде иа уменьшается		сравнительно		мед

ленно. По мере движения изображающей точки от А к Р по дина


мическим		характеристикам			паразитный ток возрастает (ордината
i n 2	) , что	приводит	к более		крутому падению иа.	Наконец,		вбли
зи	рабочей точки Р		ток	i n	снова уменьшается	(ордината		/ п 3 ) ,
и	лавинообразный		процесс		замедляется. Процесс	изменения иа
прекратится, когда			in	станет равен нулю, т. е. в			рабочей	точке
Р. Следовательно, и в данном случае рабочая точка							определяется
пересечением динамических					характеристик токов	i a и is' .		Иначе

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)- .

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 =

(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

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

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

линейной области

статических характеристито

за

счет увеличения

ие

от

L / g p до

ug=

USM.

Очевидно,

* /ар =

Дм -

/ар =

5 (UgM

U„).

(15.42)

Для участка АВ динамической характеристики может быть за

писана

приближенная

зависимость:

4 =

(/aP +

A /

) /

l ~

" a

•

(15.43)

^а мин

Тогда эквивалентный паразитный ток 1„ равен

1п = 1*

W =

(/ар +

Д /ар)

' а р

Подставляя это выражение в формулу (15.39') и производя инте грирование, па ходим

Г Г?

^Я МП

•ар

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 /

— и

2,2 +

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

0,9 +

A ^ L

0,5+0,23 I n -

* ар

А|)М

' ар

0,1

д / .

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

находим

соотношение

t,ф.м

а затем,

определив

/ ф м

по

формуле

(15.45), и абсолютную дли

тельность

фронта

Можно

решить

обратную

задачу.

Если

известна

тф ,

то по

кривой

(рис.

15.18)

находим

Л ^1

аар

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 _	\|ДЛ	(15.47)
р	т	(15.47)

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

са2 *-а/\

Рис. 15.19. Статические характе ристики анодного тока при раз личной величине £„.

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

= EgQ.

Если считать, что

Ееа

достаточно -мало, то экспоненту разряда на •малом

участке

h—ii

можно заменить прямой линией. Тогда

d Kg

откуда

~df

i = t „

Д 7 E *

Д 7V

Д £ go

(15.48)

d iio

" g = E go

Чем

больше

скорость

разряда

емкости,

тем

^меньше величина

Д ТЕ

и выше стабильность

колебаний.

'17

Рис. 15.20. Влияние	изменения	величины Eg0
на стабильность	периода	колебаний.


Величина Uc» также не остается			постоянной 'в процессе работы.
Она	определяется остаточным напряжением				на емкости,	равным
\Еъй\,	я приращением Д (Ус, которое		'получает		конденсатор	благо
даря заряду сеточным током. Величина				напряжений Еа и		накала
влияет		на напряжения C/gu и Ug к р ,	от	которых зависит Д (Ус, а
также		на то,ки в лампе. Все это вызывает изменение (Уси- Влияние
изменения 1Уси на стабильность периода иллюстрируется						графи
ком	(рис. .15.21). Увеличение (Усы приводит к возрастанию					периода
•на величину Л 71- ц наоборот.

*уи w

Л ь )

	ь
	- '	J /
	Рис. 15.21. Влияние изменения величиям				{/см
	на стабильность периода		колебаний.
Из графика (рис. 15.21) видно, что та же				нестабильность		пери
ода	Д Тц вызывается	изменением	Eg0	на	величину	Д EgQ',
если	считать напряжение	(Уем постоянным.		Появление нестабиль

ности периода колебаний за счет изменения других факторов так же можно условно рассматривать как результат некоторого допол нительного перемещения уровня EgQ. Значит, вместо того, чтобы изучать отдельно влияние изменения Eg0, (Усм, % и других фак торов на стабильность периода колебаний, достаточно исследовать только действие нестабильности Eg0, понимая под &Eg0 некото рую эквивалентную величину, связанную с нестабильностью ряда

факторов. При	этом остальные	величины,	влияющие	на период,
следует считать	неизменными.
Определение	эквивалентной	величины	kEg0	представляет

трудную задачу. Но при практических расчетах во многих случаях ее можно оценить ориентировочно на основании опытных данных.

Так как в большинстве случаев \Eg0\ < (Усы, то отпирание лам пы блокинг-генератора происходит в пологой части кривой раз ряда, 'Что вызывает большую нестабильность периода автоколеба ний. По данным профессора Я- С. Ицхоки для рассмотренной схе мы блокинг-генератора относительная нестабильность достигает величины 7 = 7 — 1 0 % .

4 С. И. Виглин.

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 255 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ