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

Коэффициент нелинейности выходного напряжения

пр ( - - а Аір ( 1 R

САЮгА)

R C ( \ - r K )

Коэффициент использования напряжения источника питаішя

КЕ

Так как

КЕ

Формулы для £ и V показывают, что данный метод поз­ воляет получить малый коэффициент нелинейности пилооб­ разного напряжения при относительно большом коэффициен­ те использования напряжения источника. Это обеспечивается при большом значении коэффициента К.

2. Ламповый ГПН с отрицательной обратной связью

Схема ГПН с отрицательной обратной связью представлена на рис. 3.26. Рассмотрим сначала физические процессы в этом ГПН и временные диаграммы напряжений (рис. 3.27).

так как в практических схемах сопротивление участка сеткакатод пентода rglk при наличии тока этой сетки во много раз

141

Рис. 3.27

142

меньше сопротивления резистра Rg. Конденсатор С заряжен до напряжения

^CO “ Uuhо ^glku ~ Ец >

§) Рабочий ход

Входной прямоугольный импульс положительной полярно­ сти в момент t\ открывает лампу по третьей сетке. Появляется анодный ток іа. Происходит уменьшение напряжения иак, ко­

торое через конденсатор С передается на первую сетку. Напряжение ugik скачком уменьшается, становится отри­

цательным и ток первой сетки прекращается. Уменьшение uglk препятствует росту анодного тока под действием вход­ ного импульса. Процесс отпирания лампы заканчивается в тот момент, когда действие третьей сетки, вызывающее уве­ личение анодного тока, уравновесится действием первой сет­ ки, вызывающим уменьшение анодного тока.

В результате отпирания лампы напряжения и зк и uglb скачком уменьшаются на величину АU. При этом напряжение на первой сетке не может упасть ниже уровня Eg0l, так как скачок АU вызван появлением анодного тока и его умень­ шение до нуля привело бы к отсутствию скачка напряжения. За короткое время отпирания лампы напряжение ис на кон­

денсаторе С практически не изменяется. После отпирания лампы по анодному току конденсатор С начинает перезаря­ жаться по цепи:

+ Ел Rg -> С лампа -> корпус (— ЕЙ) .

Благодаря отрицательной обратной связи между анодом и первой сеткой перезаряд конденсатора С идет почти постоян­ ным током. Действительно, пусть ток перезаряда іс уменьшил­

ся. Тогда напряжение uglk= E 3—icRg увеличится, а напряже­

ние на аноде н0* уменьшится. Уменьшение будет стимули­ ровать увеличение тока іс. Однако полной стабилизации нет. Постепенно ток іс будет уменьшаться, напряжение uglh — уве­

личиваться, а напряжение иан— уменьшаться по закону, близ­ кому к линейному.

в) Обратный ход

Вмомент окончания действия входного импульса лампа скачком закрывается по анодному току. Образовавшийся при

143

этом положительный перепад напряжения иак передается через конденсатор С на первую сетку. Возникает ток первой сетки, и начинается заряд конденсатора С от напряжения Еа через резистр Ra и участок первая сетка — катод лампы. На­ пряжение iiak после небольшого скачка ДU' будет стремиться к уровню Еа по экспоненциальному закону.

Время восстановления исходного состояния

^3 CRa ,

г) Расчетные соотношения

Учитывая, что во время рабочего хода входное сопротив­ ление гВІ пентода очень велико, напряжение на аноде будет, согласно уравнению (3.18), определяться выражением

144

Коэффициент усиления усилителя с учетом нагрузки

к уменьшению амплитуды и ухудшению линейности выходно­ го пилообразного напряжения.

С целью улучшения параметров выходного напряжения

дии на пулевом уровне, исключая тем самым влияние неста­ бильности амплитуды входного импульса на параметры вы­ ходного напряжения.

Диод Д2 выполняет следующую роль. На практике не уда­ ется полностью закрыть пентод по анодному току. Даже при относительно большом отрицательном напряжении на третьей сетке через лампу проходит небольшой анодный ток /п0, который создает на резисторе Ra падение напряжения до 15—

уровне U'o. Действительно, в исходном состоянии диод Д2 от­ крыт. Внутреннее сопротивление гпр диода во много раз мень­

ше сопротивления резистора Ra, поэтому падение напряже­ нии на самом диоде очень мало. В результате можно считать, что потенциал анода Uakn равен напряжению Uq, снимаемому

сделителя R1 — Я„ — R2.

д) Регулировки

Для изменения амплитуды Uam пилообразного напряже­ ния можно изменить или емкость конденсатора С, или сопро­ тивление резистора Rg.

Для улучшения линейности пилообразного напряжения необходимо или увеличить емкость конденсатора, или сопро­ тивление резистора Rg, или сопротивление резистора Ra.

Для уменьшения времени восстановления исходного со­ стояния необходимо уменьшить постоянную времени CRa.

3. Транзисторный ГПН с отрицательной обратной связью

а) Физические процессы

Схема такого генератора представлена на рис. 3.29. В исходном состоянии на базе транзистора благодаря наличию источника напряжения Еб и подбору сопротивлений резисто­ ров Re RI, R2 действует небольшое положительное напряже­ ние . Транзистор закрыт. Конденсатор С заряжен до напря­

жения

приведены на рис. 3.30. Входной прямоугольный импульс от­ рицательной полярности длительностью /пр поступает в мо­ мент іі на анод диода Д и закрывает его. Обрывается цепь

146

подачи положительного смещения на базу транзистора от источника Ей. Напряжение «б.э на базе скачком падает до небольшого отрицательного уровня, транзистор открывается и оказывается в активном режиме. Скачок напряжения Л(/

на базе через конденсатор С передается на коллектор тран­ зистора. После отпирания транзистора Т начинается переза­ ряд конденсатора по цепи:

Корпус (+ Ек) -> Т -> С -> /& ->-(— £'к) .

Благодаря наличию отрицательной обратной связи между коллектором и базой транзистора происходит стабилизация тока перезаряда іг конденсатора С. Однако полной стабили­

зации пет. Постепенно ток /с и напряжение и(. ^ будут уменьшаться, а напряжение мкэ на коллекторе будет увели

147

В момент окончания действия входного импульса диод отпирается. На базе и коллекторе происходят скачки напря-

111*

жений. Транзистор закрывается. Начинается восстановление исходного заряда конденсатора С по цепи

б) Расчетные соотношения

На основании уравнения (3.18) выходное напряжение во время рабочей стадии определяется выражением

где

LJк.э (0) —і/к.эо — Ш = — (£ к — / к0 # к) — Ш — напряжение

на коллекторе транзистора в начале рабочего хода; гвх — входное сопротивление транзистора,

148

Коэффициент усиления можно определить исходя из слэдуюіцих уравнений:

Значение К' можно выразить соотношением

К

А"

в) Регулировки

Регулировки в транзисторном ГПН такие же, как у лам­ пового ГПН с отрицательной обратной связью.

Достоинствами ГПН с отрицательной обратной связью являются:

И9

Кнедостаткам относятся:

1)относительно большое время восстановления исходного

состояния;

2)относительно сильное влияние нагрузки на параметры вилообразного напряжения;

3)наличие начального скачка пилообразного напряжения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как изменяются эпюры напряжений для ГИИ с отри­ цательной обратной связью, если рабочая точка ппк)

достигнет линии критического режима до окончания рабочего хода?

2.Чем определяется величина скачка AU' анодного напря­ жения в начале обратного хода?

3.Поясните влияние сопротивления резистора Rэ па параметры выходного пилообразного напряжения в ламповом

ГПН.

4. Постройте и объясните зависимость K —f(R a) в лампо­ вом ГПН.

5.Можно ли с помощью изменения регулирующего напря­ жения Uо изменять амплитуду выходного пилообразного на­ пряжения?

6.Поясните влияние нестабильности основных параметров транзистора ГПН с отрицательной обратной связью па пара­ метры пилообразного напряжения.

§3.6. ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО ТОКА (ГПТ)

1.Общие сведения

Пилообразный ток используется для отклонения электрон­

катушке. Для линейной развертки необходимо, чтобы ток в катушке изменялся во времени линейно;

150