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

После первого опрокидывания начинается процесс разряда конденсатора С через лампу Л і и резисторы Rk и R. На резис­ торе R создается падение напряжения, которое минусом при­ ложено к сетке лампы Л2 и держит ее в закрытом состоянии. Резистор R имеет очень большое сопротивление, поэтому раз­ ряд конденсатора С идет медленно.

Обратный ход и второе опрокидывание. При обратном ходе напряжение их и потенциал сетки ugl лампы Л1 уменьшаются, а потенциал анода иа1 увеличивается. При этом уменьшается разрядный ток конденсатора С и падение напряжения на ре­ зисторе R. В некоторый момент времени лампа Л2 откроется, в схеме восстановится петля положительной обратной связи и начнется второе опрокидывание. В результате этого лампа Л2 откроется, а лампа Л1 закроется. На аноде лампы Л2 сфор­ мируется отрицательный импульс напряжения.

Восстановление исходного состояния. После второго опро­ кидывания конденсатор С восстанавливает свой заряд от ис­ точника Еа через резистор RaX. Для уменьшения времени вос­ становления включен диод Д, который шунтирует резистор R.

Стабильность момента сравнения здесь значительно хуже, чем в диодно-регенеративных сравнивающих устройствах. Дей­ ствительно, момент генерации выходного импульса в сравни­ вающем устройстве с катодной связью определяется условием

и{ — Ukо = EgOX •

Напряжения £/*о и Egщ являются нестабильными величина­ ми. Они изменяются при смене и старении ламп, зависят от параметров элементов схемы и источников питания.

Достоинством сравнивающего устройства с катодной связью является возможность работать с медленно изменяющимся входным напряжением.

На основе ждущего мультивибратора с катодной связью можно получить сравнивающее устройство для линейного па­ дающего входного напряжения (рис. 13.16). Параметры схемы подобраны таким образом, что в исходном состоянии лампа Л 1 открыта, а лампа Л2 закрыта. С началом рабочего хода на­ пряжение щ начинает уменьшаться, вызывая уменьшение анодного тока Потенциал ипХ будет возрастать, а напряже­ ние Uk — уменьшаться. Напряжение ugk2 на сетке лампы Л2 будет увеличиваться по двум причинам. С одной стороны, уве­ личение напряжения иоХ через конденсатор С будет переда­ ваться на сетку лампы Л2. При этом потенциал ug2 будет не­ сколько отставать от иаі за счет заряда конденсатора С. С другой стороны, напряжение uzn возрастет за счет уменьше­

414

ния напряжения uk. Как только 2 станет равным Egо2, лам­ па Л2 откроется. Произойдет первое опрокидывание.

Лампа Л1 скачком закроется, а Л 2 откроется. Начинается заряд конденсатора С по цепи:

Еа — Rai — с — R — (J0 — корпус .

Постоянная времени цепи заряда большая, поэтому заряд кон­ денсатора идет медленно. При обратном ходе напряжения и\ напряжение ugn будет возрастать. Когда ugkx станет равным Etгоі, лампа Л1 откроется и в схеме произойдет второе опроки­ дывание. После этого конденсатор С быстро разрядится через лампу Л1, резистор /?к и диод Д до своего исходного значе­ ния. Резистор R в это время зашунтирован малым сопротивле­ нием открытого диода.

2. Несимметричный триггер в качестве сравнивающего устройства

В качестве сравнивающего устройства может быть исполь­ зован несимметричный триггер с эмиттерной связью

(рис. 13.17),

4 1 5

Как показано в гл. 6 , триггер имеет два устойчивых состоя­ ния. Переход триггера из одного состояния в другое пронсхо-

US*

Временные диаграммы На рис. 13.18 иллюстрируют рабо­ ту при синусоидальном входном напряжении. Стабиль416

ность момента сравнения зависит от стабильности пороговых уровней срабатывания. Разброс и дрейф уровней £/„, и (J„, определяются разбросом параметров и старением элементов схемы, а также изменением окружающей температуры.

В целом стабильность сравнения таких схем несколько ни­ же стабильности сравнения сравнивающих устройств на дио­ дах.

ВОПРОСЫ для САМОКОНТРОЛЯ

1. Сделайте сравнительную оценку линий задержки и элек­ тронных схем задержки. Определите области их применения.

2 . Определите влияние межвитковой емкости анодной об­ мотки ИТ на выходной импульс лампового диодно-регенера­ тивного сравнивающего устройства (13.11).

3. Определите требования к пентоду лампового диодно-ре­ генеративного сравнивающего устройства (13.11).

4.Нарисуйте временные диаграммы напряжений для сравнивающего устройства с катодной связью (рис. 13.15).

5.На какие параметры и как влияет величина напряжения источника Е в балансном диодно-регенеративном сравниваю­ щем устройстве (рис. 13.14)?

Глава 14

ДЕЛИТЕЛИ ЧАСТОТЫ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ И СЧЕТЧИКИ ИМПУЛЬСОВ

§ 14.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕЛИТЕЛЯХ ЧАСТОТЫ

елителями частоты повторения импульсов называются Дустройства, частота повторения на выходе которых в к

раз меньше частоты повторения импульсов на входе f

/в ы х — ~тг~ (соответственно период повторения на выходе

Т’вых = kTBX).

Коэффициент к называется коэффициентом деления. Для деления частоты повторения импульсов применяются релакса­

ционные генераторы в ждущем режиме и в режиме синхрони­ зации, а также триггеры. Устойчивый коэффициент деления од­ ного каскада ограничен. Поэтому для получения больших ко­ эффициентов деления применяют последовательное соедине­ ние делителей (рис. 14.1). Общий коэффициент деления в этом случае определяется произведением коэффициентов деления каждого каскада:

k = /вых = ky k2k3 . . . kn .

418

§ 14.2. ДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ

1.Деление частоты повторения импульсов релаксаторами

врежиме синхронизации

Из анализа работы релаксатора в режиме синхронизации (см. § 1 1 .1 ) следует, что релаксатор в этом режиме можно рас­ сматривать как делитель частоты с коэффициентом деления к — п. Достоинством такого делителя является простота. Но устройство имеет и ряд недостатков:

1 ) отнсительно небольшой устойчивый коэффициент деле­ ния (é = 3-j-5);

2 ) изменение коэффициента деления при изменении часто­ ты повторения (граница допустимых изменений частоты опре­ деляется по графику областей синхронизации (рис. 10.7);

3) генерирование при отсутствии входных импульсов, чем маскируется неисправность в устройстве.

2. Деление частоты повторения импульсов ждущими релаксаторами

Деление частоты ждущими релаксаторами основано на том, что во время квазиустойчивого состояния равновесия входные импульсы не влияют на релаксатор.

В качестве примера рассмотрим делитель частоты на ждущем мультивибраторе с эмиттерной связью (рис. 14.2). Цепь СдЯд является дифференцирующей. Временные диа-

•119

граммы напряжений изображены на рис. 14.3. Для деления частоты в k раз необходимо выполнение неравенств:

В исходном состоянии транзистор 77 заперт, 12 открыт. При подаче начального входного импульса происходит опро­

кидывание схемы: транзистор 77 отпирается, Т2 запирается, диод Д запирается й на время t H отключает генератор вход­ ных импульсов от мультивибратора. При выполнении условии

420

(14.І) обратное опрокидывание происходит после (k— 1)-го импульса. После восстановления устройства на него поступает &-й импульс, который снова опрокидывает мультивибратор. В результате дифференцирования на выходе образуются остро­ конечные импульсы. Период повторения выходных импульсов

Достоинства делителя:

1 ) относительная простота; 2 ) большая устойчивость деления, чем при синхронизации,

так как на коэффициент деления не влияет амплитуда вход­ ных сигналов (/гмакс = 7 10);

3) отсутствие импульсов на выходе при отсутствии входных импульсов, что сигнализирует о неисправности в устройстве.

Основным недостатком делителя является то, что измене­ ние частоты повторения входных импульсов приводит к изме­ нению коэффициента деления.

3. Делители частоты с накопительными ячейками

Принцип построения таких делителей основан на накопле­ нии энергии в конденсаторе. С приходом каждого входного импульса энергия, запасенная в конденсаторе, и, следователь­ но, напряжение на нем растут. Когда это напряжение достиг­ нет определенного порогового уровня, происходит запуск жду­ щего релаксационного генератора. Наиболее распространенная схема, построенная на ждущем блокинг-генераторе, изображе­ на на рис. 14.4, временные диаграммы напряжений — на рис. 14.5.

Элементы С1, С2, Д1, Д2 составляют накопительную ячейку. Накопительным конденсатором является С2. В исходном ре­ жиме конденсаторы С1 и С2 разряжены. Лампа блокинг-гене- ратора заперта напряжением на катоде

С приходом начального импульса с амплитудой t/BXm (мо­ мент ^і) конденсаторы С1 и С2 заряжаются через диод Д2. Причем, выходное сопротивление генератора импульсов вы­ бирается малым, чтобы за время импульса оба конденсатора успели практически полностью зарядиться. Поэтому прира­ щение напряжения на конденсаторах

Ш 'с \ + Ш 'С 2 = и в%т

и напряжение на сетке nsu возрастают за время входного им­ пульса на величину

421

ДЛДІІ <- //

л и <‘.'1 ' ~ их/п •

После окончания импульса конденсатор С/ быстро разря­ жается через диод Д1, а конденсатор С2 разряжается очень медленно через обратное сопротивление диода Д2. В первом

приближении можно считать, что конденсатор С2 до прихода следующего импульса не разряжается, накопленная в нем энергия не убывает и напряжение на нем не изменяется. На сетке образуется ступенька напряжения величиной А і/^

которой недостаточно для отпирания лампы (рис. 14.5). С при­ ходом следующего импульса снова происходит заряд конден­ саторов. Так как конденсатор С2 уже заряжен до величины

Д£/<!2>, то

После окончания импульса конденсатор С1 разряжается через диод Д1, а конденсатор С2 практически не разряжается и на сетке образуется ступенька напряжения

422

С приходом каждого последующего импульса процессы повто­ ряются и на сетке лампы образуются ступеньки напряжений убывающей величины.

Параметры схемы подобраны таким образом, что в момент прихода k-то импульса (момент t4) напряжение на сетке пре­ восходит напряжение запирания, лампа отпирается и происхо­ дит генерация импульса блокинг-генератором. В момент гене­ рации сеточный ток проходит через конденсатор С2, переза­ ряжая его (на верхней обкладке — минус, на нижней — плюс). После окончания генерации конденсатор С2 через диоды Ц1 и Д2 быстро разряжаются, устройство приходит в исходное со­

423