книги из ГПНТБ / Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник

Подставляя значение интеграла из первого выражения во вто­ рое, находим:

С учетом последнего выражения эквивалентная схема заряда конденсатора принимает вид, изображенный на рис. 3.20. По­

лученная схема аналогична схеме, представленной на рис. 3.15. Для рассматриваемого генератора

131

в) Обрат ный хо д

По окончании рабочего хода лампа Л І открывается п кон­ денсатор С начинает разряжаться через эту лампу. Напряже­ ние «иых и потенциал иА при этом будут уменьшаться. Как

и начнется заряд конденсатора С1 от напряжения Ь'а через внутреннее сопротивление г|ф открытого диода и выходное со­ противление R BHX катодного повторителя.

Время восстановления исходного состояния схемы

восстановления исходного состояния сопротивление зарядного резистора влияет незначительно. Емкость конденсатора обратной связи С 1 влияет на коэффициент нелинейности пи­

3. Транзисторный ГПН с положительной обратной связью

Генератор пилообразного напряжения с положительной обратной связью на транзисторах (рис. 3.21) по своей схеме

133

ипринципу работы аналогичен ламповому и представляет собою сочетание простейшего ГПН, эмиттерного повторителя

ицепи положительной обратной связи.

Временные диаграммы напряжений представлены на рис. 3.22.

а) И схо д н о е состояние

В исходном состоянии транзистор 77 открыт и насыщен, транзистор Т2 находится в активном режиме. Напряжение на конденсаторе С

UСО Т/к.г.н — 0 ,

в исходном состоянии.

б ) Р а б о ч и й хо д

Пусть на базу транзистора Т і а некоторый момент времени подается входной импульс положительной полярности дли­

133

уменьшаться и потенциал точки А. UiX

закроется. Все это происходит в самом начале рабочего хода. После запирания диода заряд конденсатора С будет осуществляеться за счет разряда конденсатора С/.

134

Следует заметить, что инерционность транзистора f l вы­ зывает некоторое запаздывание и искажение начального участка пилообразного напряжения. Эквивалентная схема заряда конденсатора С представлена на рис. 3.23, где:

время рабочего хода.

Из схемы видно, что выходное напряжение эмиттерного повторителя

^ПЫХ 9.ПИ£

находится в фазе с напряжением на конденсаторе С1. Следо­ вательно, в схеме действует положительная обратная связь, благодаря чему конденсатор С заряжается почти постоянным током.

От схемы рис. 3.23 можно перейти к более простой эквива­ лентной схеме, представленной на рис. 3.15.

135

Используя теорему об эквивалентном генератре, находим

где R, Е, К — соответственно эквивалентные сопротивления, напряжение и коэффициент передачи в цепи заряда конденса­ тора С.

Зная R, Е и К, можно по формулам (3.9) и (3.10) рассчи­ тать Uc m И S.

в) Обратный ход

По окончании рабочего хода транзистор 77 открывается и оказывается в активном режиме. Конденсатор С начинает разряжаться через транзистор 77. Напряжение ивнх и потен­ циал иА точки А будут возрастать. В конце разряда конден­

Коллекторный ток транзистора 77 в активном режиме

Е

^ ßi hi = ßi

практически постоянен.

Во время разряда конденсатора С до отпирания диода Д в цепи действует положительная обратная связь, поэтому ток

U c i и вых U q

Ык —

Rh

136

и, следовательно, ток разряда ір будут практически постоян­ ными.

Тогда напряжение на конденсаторе С во время обратного хода будет изменяться по закону:

Время заряда конденсатора Сі

tBC\ ~ (гПр -j- Reunt) .

Таким образом, время восстановления исходного состоя­ ния

Отметим одну особенность в работе рассматриваемого ГПН. При восстановлении заряда конденсатора СІ на рези­ сторе Яэ за счет зарядного тока создается падение напряже­ ния. Так как транзистор 77 в это время открыт и насыщен, то падение напряжения на /?э оказывается приложенным между базой и эмиттером транзистора Т2, который закрывается. Эмиттерный повторитель теряет свои свойства. Время заряда конденсатора Сі определяется формулой

Кс\ ~ ЗСі (Сір + Ra)

и будет относительно большим, так как R3 > гвых.

Для исключения запирания транзистора Т2 в цепь его эмиттера включают источник напряжения Еа = 2 -j—3 В, как показано на рис. 3.24.

г) Регулировки

Влияние параметров С, RK и СІ аналогично влиянию соот­ ветствующих параметров лампового ГПН.

137

Сопротивление резистора R6 влияет на время задержки пилообразного напряжения и время восстановления исходного состояния. С уменьшением R6, во-первых, увеличится время рассасывания избыточного заряда в базе транзистора 77 при его запирании и, во-вторых, увеличится коллекторный ток это­ го же транзистора во время обратного хода при разряде кон­

денсатора С. Следовательно, задержка возрастет, а время восстановления уменьшится.

Генераторы пилообразного напряжения с положительной обратной связью позволяют получить коэффициент нелиней­ ности £ = 3 —J—5 % для лампового генератора и г = 5 -j- 8 % для транзисторного генератора при коэффициенте использо­ вания напряжения источника £ = 50 -f- 80 %.

Достоинством данных ГПН является их малое выходное сопротивление. Влияние нагрузки по этой причине оказыва­ ется незначительным.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Поясните влияние сопротивления резистора Ra в лам­ повом ГПН на параметры выходного пилообразного напря­ жения.

2. Поясните, почему в процессе разряда конденсатора С в ламповом ГПН через резистор Ra протекает почти постоян­ ный ток.

3.Как сказывается инерционность транзисторов на рабо­ ту ГПН с положительной обратной связью?

4.Запишите формулы £/выхт и е для ГПН с положитель­ ной обратной связью на лампах и транзисторах.

§3.5. ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

1. Применение отрицательной обратной связи для линеаризации пилообразного напряжения

Генератор пилообразного напряжения с отрицательной обратной связью, структурная схема которого приведена на рис. 3,25, представляет собой интегрирующий операционный

138

уровня и 2о, где 112о — выходное напряжение усилителя в исход­ ном состоянии. После размыкания ключа К начинается про­

В рассматриваемой схеме благодаря действию емкостноі отрицательной обратной связи происходит стабилизация пере­ зарядного тока конденсатора. Действительно, по мере переза­ ряда конденсатора С ток /с будет уменьшаться, напряжение

на входе усилителя пх— Е — (icJr il)R при этом будет увеличи­

ваться, а напряжение на выходе и2 уменьшаться. Уменьшение напряжения и2 будет препятствовать уменьшению тока пере­ заряда конденсатора С. Следовательно, в этом ГПН также происходит компенсация изменения ис напряжением и2,

напряжение на входе усилителя и\ будет возрастать, а выход­ ное напряжение и2 падать по закону, близкому к линейному.

Перейдем теперь к математическому анализу процессов, допуская, что рассматриваемая электрическая цепь является линейной. Согласно принятым по рис. 3.25 обозначениям мож­

но составить следующие уравнения:

ІЗЭ

где

К — коэффициент усиления усилителя; гвх — входное сопротивление усилителя.

На основании соотношений (3.11), (3.12) и (3.16) находим

1

ВХ

Приравнивая выражения (3.14) и (3.15) и учитывая соотно­ шения (3.13) и 3.17), получаем

где U2(0) — выходное напряжение в начале рабочего хода.

140