Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
82
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.65 Mб
Скачать

циал па анода пентода уменьшается. Уменьшение потенциала иа через конденсатор С передается на первую сетку. Потенци­ ал первой сетки н„, уменьшается, что вызывает уменьшение катодного тока ік и потенциала катода и,, пентода. В резуль­ тате напряжение на третьей сетке и&К увеличивается и анод­ ный ток еще больше возрастает. Действие положительной об­ ратной связи можно представить цепочкой

t Ugak t

К t

иа I -* иgi I

H* 1 — j,

Отрицательная обратная

связь образуется

за счет связи

анода с первой сеткой пентода через конденсатор С. Действи­ тельно, с увеличением анодного тока га потенциалы анода иа и первой сетки и?1 уменьшаются, что замедляет скорость на­ растания анодного тока.

Положительная обратная связь действует сильнее отрица­ тельной, поэтому процессы в схеме развиваются лавинообраз­ но. При напряжении us,k, примерно равном нулю, положи­ тельная обратная связь обрывается, так как третья сетка пе­ рестает влиять на анодный ток. Однако за счет продолжающего­ ся разряда паразитной емкости в цепи катода напряжение и,,?/, еще некоторое время буде?т возрастать. В результате после первого опрокидывания ф&м^і напряжение ugtk оказывается в области относителы|о больших положительных значений.

>Диод Д после Скачка напряжения на аноде пентода закры­ вается.

3. Состояние квазиустойчивого равновесия

3 этой стадии конденсатор С перезаряжается по цепи

+ Еи — Re — С — пентод — Rk - корпус .

За счет стабилизирующего действия отрицательной обрат­ ной связи с анода на первую сетку ток перезаряда іс конден­ сатора уменьшается очень медленно. Потенциал ugl и катод­ ный ток ік постепенно увеличиваются, а_напряжение и ^ к, и потенциал анода иа уменьшаются по закону,'близкому к ли­ нейному.

4. Второе опрокидывание и восстановление исходного состояния

Как только напряжение и ^ к уменьшится примерно до пу­ ля, в схеме восстановится петля положительной обратной свя­ зи и произойдет второе опрокидывание,

При этом с целью повышения стабильности длительности импульса третья сетка должна вступить в действие после того, как рабочая точка (іа, uak) придет на линию критического режима характеристик пентода (см. рис. 9.5).

В результате второго опрокидывания пентод закрывается по анодному току и открывается по току первой сетки, после чего начинается заряд конденсатора С по цепи

b Еа — Ra — C — rglk - Rk — корпус .

Потенциал анода пентода после скачка будет стремиться к уровню 4- по экспоненциальному закону с постоянной вре­ мени т — С (Ra -f- Rk). Как только потенциал иа достигнет уровня Uv, диод откроется и заряд конденсатора прекратится.

Для уменьшения времени восстановления исходного со­ стояния между анодом пентода и конденсатором С можно включить катодный повторитель аналогично тому, как было сделано в фантастроне, схема которого изображена на рис. 9.7.

5. Расчет длительности импульса

Врабочей стадии входное сопротивление усилителя

практически

равно

бесконечности,

поэтому потенциал

анода, согласно

формуле (3.18), будет определяться выра­

жением

 

 

 

 

 

«« =

и а (0)

-

\КЕа + и а (0)] (1

-

в-'/« У І+А'>) .

В соответствии с этим выражением и рис. 9.9 находим

(0) =

и р — AU ; и а (с о )

=

КЕа ;

(^и) = ^акон >

і = ( 1 4 - K ) C R S ,

где UaKOn — потенциал анода пентода в конце рабочей стадии. Длительность импульса согласно формуле (10)

К = (1 + К) CRg ln KEa + U p - AU KEa -f- UaK0H

Учитывая, что

 

 

/ 0 > 1 ,

Ш «

Uk0 + |r£ ,ei I ,

^вкон =

^айкр

+ ^Акр Rk I

324

Ut»

1-------------7

325

где/,А.кр и U„hup— катодный ток и напряженіи1па аноде пенто­ да на л и нии критического режима, получаем

~ CRe У " ~

 

 

 

 

. (9,|)

Коэффициент нелинейности регулировочной

характеристики

Л, — '■?( L/ р)

и.макс

 

Tн.мчн~

 

 

3 ”

t

 

і

 

 

 

 

 

k c r

 

 

 

Время іюссгановлеиия исходного состояния

 

К

V- {Ra

 

!

(9.Г))

§ !).4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЛАМПОВЫХ

 

 

 

 

ФАНТАСТРОНОВ

1. Стабильность длительности

импульса

фантастрона со

связью по экранирующей сетке выше стабильности длитель­ ности импульса фантастрона с катодной связью. Это объясня­ ется тем, что на стабильность длительности импульса фанта­ строна с катодной связью, как это видно из выражения (9.4), дополнительно влияет нестабильность напряжений L>k„ и /дч:р • Нестабильность длительности импульса фантастрона со связью по экранирующей сетке составляет 0,05—0,5%, фан­ тастрона с катодной связью 0,5—2%.

2. За счет резистора Rk фантастрон с катодной связью име­ ет меньший коэффициент усиления К, чем фантастрон со связью по экранирующей сетке. Следовательно, линейность анодного напряжения и линейность регулировочной характе­ ристики ta — ср (Up) фантастрона с катодной связью хуже, чем у фантастрона со связью по экранирующей сетке.

3. Скачок потенциала анода А6% у фантастрона с катод­

ной связью значительно больше

скачка

напряжения A Unk

у фантастрона со связью по экранирующей сетке.

Достоинством фантастрона с

катодной

связью является

отсутствие источника отрицательного напряжения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Будет ли работать фантастрон, если резистор RH под­ ключить между первой сеткой и катодом пентода?

2.Действуют ли положительная и отрицательная обрат­ ные связи на стадии восстановления исходного состояния?

326

3.Почему у фаитасторна с катодной связью отсутствует 2 я петля положительной обратной связи?

4.Какие требования предъявляются к пентоду ’фантастропа?

§ 9.5. ФАНТАСТРОН НА ТРАНЗИСТОРАХ

Для создания транзисторного фантастрона необходнм’о иметь многоэлектродный транзистор, аналогичный ламповому пентоду. Таких транзисторов пока нет. Однако путем соответ­ ствующего в к л ю ч е н и я

трех

транзисторов

можно

а

получить составной пен­

 

тод

(рис. 9.10).

База

 

транзистора Т2 выполняет

 

роль первой сетки пенто­

 

да, коллектор транзисто­

 

ра ТЗ — второй сетки и

 

база

транзистора

77 —

 

третьей

сетки.

Источник

 

£ й:,

служит для

созда­

 

ния

необходимого

режи­

 

ма

работы транзистора

 

ТЗ и принципиальной ро­

 

ли не играет.

 

 

 

В таком составном пен­

 

тоде имеет место эффект,

 

аналогичный

траизитрон-

 

ному эффекту в лампо­

 

вом

пентоде.

Действи­

 

тельно, изменяя напряже­

 

ние Мб! на базе транзи­

 

стора 77, можно осущест­

 

влять

перераспределение

 

коллекторного тока /к» транзистора

Т2 между эмнттсрнымп

токами транзисторов 77 и ТЗ.

При этом характер зависимостей

і-эі — ? ( « б і ) 1

Б а

f

(« ö i )

такой же, как у зависимостей

 

 

 

 

І „ ~ ? («#:!*)

I

І g-l

/

(«д-sft)

для лампового пентода.

L

t

Рис. 9.12

На рис. 9.11 представлена принципиальная схема фантастрона на составном пентоде из трех транзисторов.

Рассмотрим работу фантастрона по стадиям, используя временные диаграммы напряжений (рис. 9.12).

1. Исходное состояние

 

 

 

Параметры

элементов

подобраны таким

образом,

что

в исходном

состоянии транзисторы Т2 и ТЗ открыты и

на­

сыщены, а транзистор 77

закрыт. На рис. 9.13

представлена

эквивалентная схема, ха­

 

 

 

рактеризующая

исходное

 

 

 

состояние

 

транзисторов

 

 

 

Т2 и ТЗ. В этой

схеме —

 

 

 

Яа, —

RqRg

 

 

 

 

 

R ,

f

R a

 

 

 

-68 —

Еѵ

R:,

Ro

Ra

 

 

 

+

 

 

 

 

'!

 

 

 

эквивалентные сопротив­ ление и напряжение в цепи базы транзистора ТЗ.

Чтобы транзистор Т2 был открыт и насыщен, должно выполняться не­ равенство

р

ч р

*>б2 '

\J'2r'к? »

где — коэффициент усиления по току транзистора Т2. Условие насыщения транзистора ТЗ можно получить из

следующих простых соображений. Ток базы транзистора ТЗ в исходном состоянии должен превышать насыщенный ток базы этого транзистора, т. е.

/бз - R бз- >

< к.нЗ

/,б.иЗ

бз

1 Г

где Рз — коэффициент усиления по току базы транзистора ТЗ.

Следовательно, неравенство -г~ -zrn~ является уело-

вием насыщения транзистора ТЗ.

329

Транзистор ТІ закрыт благодаря тому, что и цепь базы включен источник положительного напряжения /:см. Следует заметить, что фантастрон будет работать и без источника £ см, однако стабильность длительности импульса при этом будет хуже из-за увеличения коллекторною тока транзистора ТІ в исходном состоянии.

Диод открыт и фиксирует потенциал коллектора транзис­ тора ТІ на уровне Up- Конденсатор С заряжен до напряже­ ния

LJ( Ü

б ' к I и ~ I ' u.S'Jh

.

2. Запуск и первое опрокидывание

Положительный запускающий импульс через диод Д и кон­ денсатор С поступает на базу транзистора Т2 и выводит его из режима насыщения. Напряжение ик.э2 понижается, напря­ жение «б.эі повышается, и транзистор ТЗ также выходит из режима насыщения. Понижение потенциала коллектора нк«з транзистора ТЗ передается через ускоряющий конденсатор Су па базу транзистора ТІ, и транзистор ТІ открывается. С этого момента времени вступает в действие положительная обрат­ ная связь, состоящая из двух петель (рис. 9.14).

{я петля

1«г| —li — U t a I — ■U 61 j -

I (i6?VI

/

\ t ) i j — Us j — l l „ j — Uf.J—]

 

 

2-sпетля

 

 

 

Рис. 9.14

 

 

 

Действительно, после того, как

транзистор ТІ

открылся,

изменение напряжения на его базе

//<>.*, будет вызывать пере­

распределение коллекторного тока

Д, транзистора

Т2 между

эмиттерами транзисторов ТІ и ТЗ таким образом, что с умень­ шением напряжения «б ■>, ток іэ, будет увеличиваться, а ток

іэ3 — уменьшаться.

Первая петля действует следующим образом. С уменьше­ нием напряжения иб .* , ю к увеличится. Увеличение тока іэі вызывает увеличение тока ік1 и повышение потенциала кол­ лектора транзистора ТІ. Повышение потенциала ик1 через

330

конденсатор С будет передаваться на балу транзистора

Т2, и

транзистор Т2

будет нризакрываться.

Ток коллектора

уменьшается,

потенциал коллектора

транзистора

Т2 по­

низится. Понижение потенциала « к.э? вызовет увеличение на­ пряжения на базе //с93 транзистора ТЗ. Гок коллектора тран­ зистора ТЗ уменьшится. Понижение потенциала его коллекто­ ра ика через ускоряющий конденсатор Су передастся на базу

транзистора 77 и т. д.

 

Вторая петля действует так. С уменьшением напряжения

«й.э,

уменьшается ток

і.я и понижается потенциал коллекто­

ра

икЯ. Следовательно,

потенциал базы и6, транзистора 77

также будет понижаться, что вызовет еще большее уменьше­ ние напряжения іп . з ѵ

Одновременно в схеме действует и отрицательная обратная

связь. С увеличением тока

потенциал коллектора транзис­

тора 77 иКІ повышается.

Повышение потенциала //„, переда­

стся через конденсатор С на базу транзистора Т2. Ток коллек­ тора /,<•; при этом будет уменьшаться, следовательно, будет \ меныпать п ток

Параметры элементов схемы подобраны таким образом, что положительная обратная связь действует сильнее отрицатель­ ной, поэтому процессы в схеме будут развиваться лавинооб­ разно. Лавинообразный процесс первого опрокидывания пре­ кратится тогда, когда транзистор ТЗ закроется. К этому 'мо­ менту времени транзистор Т2 оказывается в активном режи­ ме, а транзистор Т1 может быть как в активном режиме, так и к режиме насыщения.

За

время первого опрокидывания потенциал пкі и напря­

жение

скачком возрастают на небольшую величину зС .

Диод после первого опрокидывания закрывается и отключает цепь запуска от фантастрона.

3. Состояние квазиустойчивого равновесия

В этом состоянии идет процесс перезаряда конденсатора С ог источника 7:к через транзисторы Т2 и 77 и резистор к,-,,.

Отрицательная обратная связь стабилизует ток перезаря­ да конденсатора С. Пусть ток Д уменьшился, тогда напряже­

ние и;, з, также уменьшится, а ток

іК,

увеличится. Следова­

тельно, токи

іэ, и /К| и потенциал

z/Kl

коллектора 77

также

увеличатся.

Увеличение

потенциала

гг|(, будет

препятство­

вать уменьшению тока іс-

Действие отрицательной обратной

связи можно представить цепочкой

 

 

 

 

t Іс I

Ur,,э, I

i„

f

c,

t

Cl t

IIUl

* “ X

»31

Однако полной стабилизации нет. Постепенно ток іс будет уменьшаться, следовательно, напряжение «б.э2 будет также уменьшаться, а напряжение ик.э<> и потенциал ик1 будут уве­ личиваться по закону, близкому к линейному.

Напряжение на базе транзистора ТЗ

Цб.Эз = Мцз

Нц.з>

при этом будет уменьшаться.

4. Второе опрокидывание и восстановление исходного состояния схемы

Как только напряжение Нб.э3 станет равным нулю, тран­ зистор ТЗ откроется. Потенциал ик?> увеличится, следователь­ но, увеличится потенциал базы нб1 транзистора 77. Если к этому моменту времени транзистор Т1 был в активном режи­ ме, то сразу же начнется второе опрокидывание. Если же тран­ зистор Т1 был в режиме насыщения, то второе опрокидывание начнется после выхода этого транзистора из режима насыще­ ния.

В результате второго опрокидывания транзистор Т1 закры­ вается, а транзисторы Т2 и ТЗ входят в режим насыщения. После этого конденсатор С будет восстанавливать свой заряд от напряжения Ек через участок эмиттер-база транзистора Т2 и резистор

Потенциал ик1 после небольшого скачка будет стремить­ ся к уровню — Ек по экспоненциальному закону. Как только потенциал ик1 достигнет уровня 7/р, откроется диод и зафик­ сирует ик1 на этом уровне.

Выше отмечалось, что во время рабочей стадии транзистор 77 может находиться в активном режиме или в режиме на­ сыщения. Наилучшая стабильность длительности импульса

будет тогда, когда транзистор 77 находится в активном режи­ ме и в режим насыщения входит лишь в конце рабочей ста­ дии. Для этого случая произведем вывод формулы длитель­ ности импульса.

Для квазиустойчивого состояния справедлива эквивалент­

ная схема, изображенная

на рис.

9.15.

Пунктиром

выделен

усилитель. Эта схема аналогична

эквивалентной схеме ГПН

с отрицательной обратной связью

(см. рис. 3.28).

Следова­

тельно, в соответствии с

формулой

(3.18) потенциал ик1

в рабочей стадии будет определяться выражением

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ