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

где r ^ k — сопротивление участка первая сетка—катод пенто­ да. Так как Rg » rgit, то UgU.n = 0.

Сопротивления резисторов R3, R4, R5 и напряжение Е ис­ точника отрицательного смещения подобраны так, что на вто­ рой сетке напряжение U значительно больше нуля, а па третьей сетке напряжение UgS-,„ меньше напряжения запира­ ния лампы по этой сетке /:д.0«. Таким образом, в пентоде проте­

тельно больше сопротивления диода г„р. Падение напряжения на диоде мало, поэтому напряжение на аноде пентода UnKl) близко к напряжению и р.

Конденсатор С заряжен до напряжения

Есо — U/ікп • и еШ — Uр .

2.Запуск и первое опрокидывание

Запуск фантастрона обычно производится отрицательным импульсом, подаваемым через диод на анод пентода и далее через конденсатор С на первую сетку. Напряжение ugtk резко

пряжение ug.ik также увеличивается, что приводит к отпира­ нию лампы по анодному току. С этого момента времени в ре­ зультате транзитронного эффекта замыкаются две петли по­ ложительной обратной связи (рис. 9.3). Транзитронный эффект

Рис. 9.3

состоит в перераспределении катодного тока пентода между анодом и второй сеткой при изменении напряжения и£3к.

На рис. 9.4 представлены статические характеристики за­ висимостей токов анода іа я второй сетки от напряжения

Рио. 9.-1

на третьей сетке ug;ii. Действие положительной обратной свя­ зи в первой петле происходит следующим образом. Появление тока іа приводит к уменьшению пап ряжения и пк.

Изменение напряжения ип., через конденсатор С переда­ ется на первую сетку, напряжение ngU{ уменьшается и вызы­

вательно, к росту напряжения ие%к.

Кроме положительной обратной связи в схеме одновремен­ но действует и отрицательная обратная связь между анодом и

что действие положительной обратной связи оказывается зна­ чительно сильнее, чем действие отрицательной обратной связи, гюэтому процессы в (рантастроке развиваются лавинообразно, т. е. осуществляется регенеративный процесс.

Скачок напряжения на аноде ДСа/г передается конденса­ тором С на первую сетку практически без изменений. При этом отрицательная обратная связь не позволяет напряжению и gik на первой сетке упасть ниже уровня Д^,,, так как в противном случае анодный ток и скачок анодного напряжения были бы равными нулю. Следовательно,

314

W ok = А//; : . Д*У - ! /:й,„ I .

Регенеративный процесс первого опрокидывания прекра­ щается тогда, когда напряжение на третьей сетке и^3/, оказы­ вается в области небольших (близких к нулю) положительтелыіых значений, где третья сетка практически перестает влиять на токи іа и іе , (рис. 9.4) и положительная обратная связь прерывается. После прекращения регенеративного про­ цесса в фантастроне происходит процесс установления состоя­ ния равновесия — напряжения ug3k и ugSk на второй и третей сетках, будут еще некоторое время возрастать за счет заряда паразитных емкостей в цепях второй и третьей сеток. В резуль­ тате скачкообразного уменьшения напряжения на аноде пен­ тода диод Д закрывается и отключает цепь запуска от ф з 1- I астрона.

После опрокидывания напряжение на третьей сетке оказы­ вается положительным. Положительная обратная связь преры­

квазиравновесия. На этой стадии конденсатор С перезаряжает­ ся от напряжения + Е„ через резистор R„ и пентод. Отрица­ тельная обратная связь стабилизирует ток°/с перезаряда кон­ денсатора. Действительно, пусть ток Д уменьшился, тогда на­

тать разность потенциалов между левой обкладкой конденса­

по линеаризованной экспоненте. На этой стадии работа фантастропа полностью аналогична работе ГПН с отрицательной обратной связью во время рабочего хода.

4. Второе опрокидывание

Когда напряжение на третьей сетке ug3k станет близким к нулю и третья сетка начнет влиять на токи іа и /Д>, вступит в действие положительная обратная связь и начнется второе

315

Опрокидывание. Петли положительной обратной связи такйе же, как и при первом опрокидывании (см. рис. 9.3), но процесс развивается в обратном направлении (т. е. те напряжения и токи, которые при первом опрокидывании увеличивались, те­ перь будут уменьшаться, и наоборот). При этом следует раз­ личать два режима работы фантастрона.

1-й режим. Параметры элементов фантастрона подобраны таким образом, что второе опрокидывание, вызванное вступле­ нием в действие третьей сетки, начинается до прихода рабочей точки на линию критического режима характеристик пентода (рис. 9.5, точка 1).

іа К

Рис. 9.5

2-й режим. Второе опрокидывание начинается после прихо­ да рабочей точки на линию критического режима (рис. 9.5. точка 2).

Теоретические и экспериментальные исследования показы­ вают, что стабильность длительности импульса во 2-м режиме значительно выше стабильности длительности импульса в 1-м режиме. Поэтому параметры фантастрона выбираются таким образом, чтобы обеспечивался 2-й режим.

В результате второго опрокидывания пентод закрывается по анодному току п открывается по току первой сетки.

5. Восстановление исходного состояния

После второго опрокидывания конденсатор С будет восста­ навливать свой заряд по цепи:

+ Еа - Ra - с - Гцн ~ корпус.

316

Напряжение uük будет стремиться к уровню 4 Еа по экс­ поненциальному закону. Как только напряжение unk станет равным напряжению 6',,, откроется диод и зафиксирует напря­ жение на этом уровне.

Время восстановления tB определяется по формуле

Ф — 7ll~ (Ru + ri'l/o) •

Так как обычно Ra )> rg[k, то t u ~ i,CRa.

Коэффициент 7, зависит пт отношения р-' . Например, при

Выходные импульсы примерно прямоугольной формы сни­ маются со второй и третьей сеток, а пилообразное напряжеии? -- с анода пентода.

Расчет длительности импульса и коэффициента нелинейности

Так как в рабочей стадии работа фантастрона полностью аналогична работе ГПН с емкостной отрицательной обратной связью, то напряжение на аноде пентода, согласно ('3.18), опре­ делится выражением

«u* - Ѵ а к (0) - \КЕа ф U a k (0)| і 1 - е -"(' ' А',аЧ ,

где К — коэффициент усиления.

В соответствии с данным выражением и рис. 9.2 находим

где Ѵ аккр — анодное напряжение па линии критического режи­ ма (см. рис. 9.5).

Тогда согласно формуле (10) длительность импульса будет

317

U„ — AÜ — и аЫЛ

Uv — AU — Uatim

CR,

£ n

Скачок напряжения AU по своей величине несколько мень­

Регулирование длительности импульса осуществляется, как правило, путем изменения регулирующего напряжения Чем больше это напряжение, тем больше длительность им­

пульса (рис. 9.6). Нелинейность регулировочной характеристи­

кой

Рис. 9.6

318

На основании формулы (9.1) находим

Согласно (9.2) можно записать

Учитывая последние выражения и то, что

КЕа » 6/р.м.ке — А£/ .

получаем окончательную формулу для коэффициента нелиней­ ности регулировочной характеристики

малым и, следовательно, линейность регулировочной характе­ ристики — высокой.

Фантастрон со связью по экранирующей сетке позволяет получить коэффициент нелинейности регулировочной харак­ теристики

ер ж 0,5 - Ы % .

§9.2. ЛАМПОВЫЙ ФАНТАСТРОН

СКАТОДНЫМ ПОВТОРИТЕЛЕМ

Рассмотренная выше схема фантастрона обладает одним существенным недостатком — большим временем восстанов­ ления исходного состояния t9 ~ "н CRa.

319

Для уменьшения времени восстановления в схему фантастрона включают катодный повторитель, собранный на лампе

.’12 (рис. 9.7).

Принцип работы фантастрона при этом остается прежним. В исходном состоянии пентод открыт по токам первой и второй сеток и закрыт по анодному току.

Напряжение на выходе катодного повторителя

Так как коэффициент передачи катодного повторителя бли­ зок к единице, то катодный повторитель практически не влияет на запуск и опрокидывание схемы.

В стадии квазиравновесия идет процесс перезаряда конден­ сатора С от источника Е„ через резисторы Rä и RK. При этом отрицательная обратная связіГ стабилизирует ток пере­ заряда.

320

В стадии восстановления исходного состояния протекают два процесса:

В практических схемах C=100-j-1000 нФ, Сп —5 4- И) пФ, Ra = 0,5 4~3 МОм и Rgik + RBUX — 1 -f- 3 кОм, поэтому оказы­ вается, что

А.1 > *83 ‘

Следовательно, время восстановления исходного состояния фантастрона с катодным повторителем определяется временем заряда паразитной емкости

===h Сц Ra ,

которое значительно меньше времени восстановления исход­ ного состояния фантастрона без катодного повторителя. Пре­ имуществом фантастрона с катодным повторителем является также то, что нагрузка, подключенная к выходу катодного по­ вторителя, мало влияет на работу фантастрона.

§9.3. ФАНТАСТРОН С КАТОДНОЙ СВЯЗЬЮ

1.Исходное состояние

Схема фантастрона с катодной связью и временные диа­ граммы напряжений представлены на рис. 9.8 и 9.9. Физиче­ ские процессы в фантастроне с катодной связью в основном аналогичны физическим процессам в фантастроне со связью по экранирующей сетке.

21. Зак. 362