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

книги из ГПНТБ / Воскресенский В.В. Применение туннельных диодов в импульсной технике

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

где индексы «а» и «б» соответствуют максимальному и минималь ­ ному значениям тока и напряжения для данного отрезка; постоян­ ная времени находится по формуле

 

т„ = L/(R + г„),

.

(2.59)

а

гп — линеаризованное

дифференциальное

сопротивление диода

на

выбранном участке характеристики.

 

Время прохождения каждого отрезка диффузионной ветви ха­

рактеристики

Т Д в генераторе с параллельной

индуктивностью

 

^ _

^

 

£экв nR

Uа (^экп п ~Ь R)

 

 

<2 QQ)

 

Rstnn + R

£ э к в П Я - £ / б ( Я э к п П + Я )

 

'

 

 

где д л я определения

£ 0 к в п и Яжвп

необходимо

в

ф-лы (2.44)

и

(2.45) подставлять

приведенное значение

е д

и

 

линеаризованное

дифференциальное сопротивление

г д для

к а ж д о г о

отрезка.

Время

прохождения рабочей точкой каждого отрезка

 

характеристики

на

туннельном участке

т а к ж е

можно

определить

по ф-ле (2.60),

пред­

варительно поменяв местами индексы «а» и «б». Значение этих ин­ дексов остается таким же , как и в генераторе с последовательной индуктивностью.

2.6. Г Е Н Е Р А Т О Р НА Д В У Х Т Д

В настоящее время достаточно широко применяют­ ся импульсные генераторы на двух туннельных диодах. При этом применяют как последовательное, так и параллельное их соедине­

ния. Последнее обычно используют

в тех случаях, когда необходи­

мо получить два противофазных

симметричных н а п р я ж е н и я или

улучшить форму выходных импульсов. В этом случае

к а ж д ы й из

диодов образует в совокупности с

дополнительными

элементами

схемы самостоятельный генератор, а связь между ними обеспечи­ вается такой, что происходит взаимная синхронизация.

Значительно больший интерес представляют генераторы на двух последовательно соединенных диодах, образующих так называемую пару Гото. В отличие от генераторов на одном ТД, генераторы на

двух диодах

позволяют получить симметричное н а п р я ж е н и е со

скважностью

Q = 2. В ж д у щ е м режиме между входными и выход­

ными цепями осуществляется развязка . Частота генерируемых ко­ лебаний оказывается более стабильной при изменении температуры.

Рассмотрим генератор рис. 2.9а. Процессы в нем довольно сложны, поэтому вначале ограничимся общим их описанием. Бу­ дем полагать, что диоды TJX\ и ТД2 идентичны, а катушка не имеет активного сопротивления. Выбором источника Е и резисторов схемы обеспечившрт^^щй__р_ежим работы диодов, "при котором оба диода не могут одновременно находиться в состоянии низкого или высокого напряжения . Рассмотрение процессов начнем с момента

времени, когда 7JX^ находится

в состоянии низкого, а ТД2

—

высо­

кого уровня напряжения . Так

как при этом

« Д 2 > « Д 1 , то

направле ­

ние тока через L и полярность

напряжения

eL соответствуют

пока-

30

 

 

 

 

з а н н ым на рис. 2.9а. Н а п р я ж е н и е eL во

времени

уменьшается,

а

ток iL

растет. Это

вызывает увеличение

тока

/ д 1

и

уменьшение

/д г.

В какой-то момент времени ток одного из диодов

достигает

вели­

чины,

при которой

наступает его

переключение

(в

данном

случае

либо

1Д1 = / ь либо

i^z = h)-

Переключение

одного

из

диодов вызыва­

ет переключение

другого,

так как

оба

одновременно

находиться

в состоянии низкого или высокого уровня

напряжения

не

могут.

Теперь ТД1 перейдет в состояние высокого уровня

напряжения,

а

ТДо — низкого, напряжение « Д 1 скачком

возрастет,

м д 2 уменьшится,

 

Рис. 2.9. .Генератор

«а

двух

ТД:

 

 

 

 

а) принципиальная

схема;

б) эквивалентная

 

 

 

схема по шостоя-иному

току

 

 

 

 

a eL

изменит свою полярность. Н а п р я ж е н и е eL

по абсолютной

ве­

личине и ток /ь начинают уменьшаться, что вызывает

уменьшение

тока

1Д1 и увеличение 1щ. Ток

iL,

уменьшаясь,

дойдет

до нуля,

из­

менит свое направление и начнет увеличиваться. При каком-то зна­ чении г'ь = / ь т а х диоды снова переключаются и т. д.

Следует отметить, что при симметрии схемы, если первым начи­ нает переключаться диод, находящийся в низковольтном состоянии, то и во втором такте работы генератора первым будет переклю­ чаться диод, находящийся в низковольтном состоянии, и наоборот. Первый случай следует считать предпочтительным, поскольку при этом, вследствие большей стабильности максимума тока диода в сравнении с минимумом, стабильность работы генератора при изме­ нении температуры оказывается выше, форма импульсов более прямоугольной, а их амплитуда близкой к 03. Поэтому все даль-' нейшие рассуждения будем вести применительно к этому случаю.

Чтобы получить условия, исключающие одновременное нахожде ­

ние диодов

в состоянии низкого или высокого

уровня напряжения,

и условия

самовозбуждения

генератора

по

постоянному току,

а

т а к ж е

для

определения тока

i L т р и t-+oo,

необходимого д л я .вычис­

ления

длительности импульсов, рассмотрим

схему рис. 2.96.

Эта

31

схема описывается следующими уравнениями:

 

Е =

iRx

+ и д 1

+ ыд а ;

 

 

 

 

 

 

(2.61)

 

 

 

i

=

*д1 +

i i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.62)

 

 

ii

=

uAl/R;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.63)

 

 

 

t =

1"да +

k\

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.64)

 

 

 

к

=

идя/Л;

 

 

 

 

 

 

 

 

(2-65)

 

 

 

/ L (oo)

=

1'д1—

1д2;

 

 

 

 

 

 

 

(2.66)

 

 

 

/ L (oo)

=

k ~ h .

 

 

 

 

 

 

 

(2.67)

 

 

Р е ш а я

совместно ур-ння

(2.61) — (2.65),

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

ER

— »д1

 

+ К) — uu2R

'

 

 

 

 

l 0

 

 

fiRN

 

 

=

 

 

 

^

 

 

 

 

 

{

2

-

Щ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

ЕЯ - « д г

+

Я) - IQgft

 

 

 

 

(2.69)

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

 

 

г д2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необходимо

Чтобы исключить идентичность состояний двух ТД,

выполнить условие: при uM

= u^ = U\

1дь 1дг>Л; тогда

 

 

 

 

 

 

ER — иг

(R, + R) —

utR > Л .

 

 

 

 

 

(2.70)

 

 

В то ж е время они не смогут находиться

одновременно

в состоя­

нии высокого

уровня

напряжения,

если

при

uAi = u№='U2;

i R i

 

—

=1&<.1г,

 

т. е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ER — U2

(Ri + R) — U«R < h .

 

 

 

 

 

(2.71)

 

 

 

 

 

 

 

RRi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш а я

совместно неравенства

(2.70) и

(2.71)

относительно

на­

пряжения Е, приходим к двойному

неравенству

 

 

 

 

 

 

 

/гЯх +

сЛ (2 +

R,IR)

<Е<

URX

+ t / a

(2 +

R,R).

 

(2.72)

Д л я

получения условия

самовозбуждения генератора

по посто­

янному

току, аналогичного

по смыслу

условию

(2.18),

решим

си­

стему ур-нлй (2.61)-—(2.67) с учетом линейной аппроксимации ха­

рактеристик

диодов

(1.1),

(1.6). Полагаем , что

ТД] находится в

состоянии

низкого, а Т Д 2 высокого уровня напряжения,

тогда

 

 

ER + r3RIL

(оо) - e3R

— ы Д 1

(R + Л,)

 

 

f^

=

 

(Ri + r3)R

 

;

 

<2Jd>

.

 

ER - riRIL

(со)-UyjR

+

RJ

 

 

£ д 2

_

 

(Rt +

г,) R

 

•

 

{г-'*>

Чтобы

в

процессе

изменения

тока

i L рабочая

точка,

перемеща ­

ясь по характеристике ТД, выходила на участок с отрицательным

сопротивлением, необходимо при %i=i £ /t

иметь

£ д 1 > / ь а при ы д г =

= U% 1 д 2 < / 2 .

Подставив

значения £д ь « д 1

и '/Д 2, " д г соответственно

в

(2.73) и (2.74)

и решая

полученные неравенства

относительно

Е,

32

находим

 

 

 

 

 

 

 

 

Е > U3

+ / Л +

 

+

_ Гя1

(оо);

 

(2.75)

 

 

 

 

R

 

ь

 

 

E<h

{Ri + ri) +

^

 

+ Ыь

(оо),

 

(2.76)

где при простой линейной

аппроксимации

 

 

/ L (oo)

=

Е (r3 -r,)R

+ е3

[(R + f~i) R1 + 2Rrx]

(2.77)

 

 

 

 

+ (tf + ri)

 

 

 

(R + r3) [Ri (R + r,)

+ RrJ

Rr3

Условия (2.75) in (2.76)

являются условиями

 

самовозбуждения

генератора по постоянному току, поскольку одновременное их вы­ полнение при идентичности Т Д обеспечивает выход рабочей точки на участок характеристики с отрицательным сопротивлением, а со­ противление нагрузки по постоянному току дл я к а ж д о г о из Т Д ока­ зывается меньшим абсолютной величины отрицательного сопротив­ ления диода ( | г 2 | с р ) -

Д л я исследования процессов, происходящих в генераторе во время его работы, удобно пользоваться аналитическим в ы р а ж е н и е м динамических нагрузочных характеристик диодов, т. е. зависимостя­

ми

токов

диодов

от н а п р я ж е н и я на них и тока катушки. Д л я

этого

вернемся

к системе ур-ний (2.61) — (2.67). Исключив из этой

систе­

мы

ф-лы

(2.63) и

(2.65) и заменив значения /х,(оо) текущим

iL, по­

лучаем систему уравнений, описывающих схему генератора по пе­

ременному току. Одновременно

заменим индексы при гд

и « д

на' i m ,

«дв и /дв, Идв, определяя

тем с а м ы м низкий

«н» или высокий «в»

уровень напряжения на том или ином диоде. Решение этой

системы

с учетом простой линейной аппроксимации

характеристик

Т Д дает

следующий результат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri

 

 

 

 

2R

 

2R

1 + 2R

 

2

 

 

 

Ri

+

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.78)

E — Un

 

 

 

Ri

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1дв — '

 

 

 

 

 

 

 

(2.79)

Rx

1 1

^

2R I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где верхние знаки перед

 

i L соответствуют направлению

тока

i L пе­

ред переключением диодов, а нижние — непосредственно сразу по­ сле их переключения. Изменение знаков перед iL в (2.78) и (2.79)' говорит о том, что при переключении диодов направление тока i L относительно тока диода, перешедшего в новое состояние, осталось

неизменным. Действительно, если предположить,

что Т Д 1 переклю­

чился из состояния низкого

уровня н а п р я ж е н и я

(2.78)

в состояние

высокого,

то относительно

тока этого диода

ток i L не

меняет на­

правления,

так как в новом

ур-нии (2.79) знак

перед г'ь после пере-

2—191

33

клгочения сохранился таким же, что в (2.78) до переключения. М е ж д у двумя переключениями Т Д ток iL постепенно уменьшается

именяет свое направление, поэтому меняется на противоположный

изнак перед iL.

П о л а г а я приближенно,

что диод Т Д ! переключается

при

' / д Н = Л

и u w s = U \ ,

из в ы р а ж е н и я

(2.78)

 

найдем

величину

тока

1ь =

1ьтах,

который будет

протекать

через

катушку

в

момент

переключения.

При этом учитываем только знак « + » перед iL,

тогда

 

 

I ,

=

 

 

 

 

 

-

— .

 

 

 

(2.80)

L max

,

 

n .

+

nRx

 

 

 

 

4

I

 

 

 

1 +

2R- ^

 

 

 

 

 

 

 

 

Если-первым переключается диод, находящийся в состоянии вы­

сокого уровня

напряжения,

то в

момент

переключения iAB

= h и

И д В = с/2 , тогда

из (2.79), учитывая

знак

«—» перед,/*,, получаем

^L max

 

 

 

 

 

 

 

2R

 

 

 

 

(2.81)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим

рис. 2.10.

Положение прямой

«1»,

построенной по

ф-ле (2.78)

при 1ь=1ьтах,

 

соответствует

моменту

начала

скачка

Рис. 2.10. Траектория движения (рабочей точки отри переключении ТД по тому / i и диаграммы напряжений и токов

(точка А ) . После скачка положение рабочей точки определяется пересечением диффузионной ветви характеристики с линией наг­

рузки

'«2» (точка А ' ) , построенной по ур-нию (2.79) при

том ж е

значении

1ь = 1ьтах- Точки В тл В' определяют положение

рабочей

точки

во

втором такте работы генератора, когда первым

начинает

переключаться диод ТДг. Поскольку диады полагаются .шденти'чиы-

34

ми, можно считать, что при переключении Т Д ^ о ч к и В и В ' х а р а к т е ­ ризуют работу Т Д 2 в момент переключения Т Д ь следовательно, по­ ложение точней В, л е ж а щ е й одновременно на нагрузочной прямой «3»

(2.79)

при 1ь =

1ьпшх

и диффузионной ветви

 

Т Д 2 ,

определяет

ток

Т Д 2 в

момент

начала

переключения

Т Д ь

а точка

Вг, л е ж а щ а я

на

пересечении туннельной ветви и линии нагрузки «4»

(2.78), — в кон­

це процесса переключения. Примерный вид

траектории

движения

рабочих точек диодов во время переключения

 

показан штрих-пунк­

тирными

линиями .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой характер движения рабочей точки

 

объясняется

тем, что

во время скачка нагрузка диодов все время меняется. Д и о д Т Д 4

на­

чинает переключаться

тогда,

когда

рабочая

 

точка

ТДг л е ж и т

на

диффузионной ветви характеристики . В этом

 

случае

рабочая

точка

начинает перемещаться по линии нагрузки

«1».

З а т е м

рабочая

точка

Т Д 2

попадает в область

отрицательного

сопротивления,

угол

наклона линии

нагрузки Т Д (

быстро

меняется

и может д а ж е

изме ­

нить знак,

вследствие чего

рабочая точка

Т Д 4

 

начинает поднимать ­

ся вверх.

К концу процесса

переключения

рабочая

точка Т Д 2

выхо­

дит на растущий участок туннельной ветви, вследствие чего рабо ­ чая точка Т Д ! опускается вниз, п р и б л и ж а я с ь к линии нагрузки «2». Так как одновременно диод Т Д 4 является нагрузкой ТДг, то и рабо ­

чая

точка Т Д 2 т а к ж е перемещается по сложной

траектории

(кри­

вая

/ /

на рис. 2.10).

 

 

 

 

 

 

Н а

рис. 2.11 построены аналогичные графики

дл я случая,

когда

первым начинает переключаться диод,

находящийся в состоянии

высокого уровня напряжения . Ка к видно

из графиков на рис. 2

.11f

траектория движения рабочей точки в этом случае

несколько

от­

лична

(см. рис. 2.10), а форма импульсов

н а п р я ж е н и я имеет

боль­

ший спад плоской части. Отличается т а к ж е и форма

импульсов то­

ка диодов.

 

 

-

,

 

4

t

Рис. 2.11. Траектория движения рабочей точки при переключении по току h и диаграммы напряжений и токов

2*

35

ГТргг определении длительности

импульсов

воспользуемся об­

щей ф-лой

(2.39). Д л я

случая,

когда

первым

начинает

переклю­

чаться

диод

Т Д ь

находящийся

в состоянии низкого уровня

напря­

жения,

/ L ( ° O ) И / J L ( 0 ) = — 1 ь т а х

находятся

соответственно

по

ф-лам

(.2.77)

и (2.80). З а

время

t = t a i

ток i L

достигнет

величины

1ьтах,

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h (<») +1 I ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T] 1П

L \

i

 

L max

 

 

 

 

 

 

(2.82)

 

 

I , (со) — /,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.83)

 

 

(R +

' i ) (R +

 

r3)

 

 

Rri

 

Rr3

 

 

 

 

 

 

Ri

+

- R+r,

+

R + r

 

 

(2.84)

 

 

 

(14

+

r,)

(2R +

Rj) +

2RRX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л е г ко убедиться, что при идентичности диодов время tu2

опре­

деляется той ж е формулой, поэтому

£ И 1 = ^ и 2 . Если первым

переклю­

чается диод, находящийся в состоянии высокого уровня

н а п р я ж е ­

ния, то

в ф-ле (2.82) вместо

1ьтах

необходимо

подставить

I ' L m a v

(2.81). И з условий самовозбуждения

генератора

видно, что при ма­

лых Е первым начинает

 

переключаться диод,

находящийся

в со­

стоянии высокого уровня напряжения, а при больших — в состоя­

нии низкого. Если плавно изменять Е от минимального до

макси­

мального значения, то вначале iLmax и tui увеличиваются,

как это

следует из (2.81) и (2.82), при каком-то значении Е

1ьтах

=

Г'ьтах,

и оба диода начинают переключаться одновременно.

Д а л ь н е й ш е е

увеличение Е приводит к тому, что первым начинает

переключаться

диод, находящийся в низковольтном состоянии, и, как следует из

(2.80) и (2.82), ток 1ыпах и t„i

начинают уменьшаться .

2.7. В Л И Я Н И Е Н А Г Р У З К И

Подключение,

к генератору нагрузки существенно

сказывается на его работе. Обычно нагрузка подключается к гене­

ратору через разделительный конденсатор С,

причем совместно с со­

противлением

нагрузки гв

этот конденсатор

может

представлять

как обычную

переходную,

так и дифференцирующую

цепь. В пер­

вом случае напряжение на конденсаторе в установившемся режиме колебаний практически все время остается неизменным, что позво­ ляет представить конденсатор в виде эквивалентного источника на­ пряжения но. Так ка к скважность генерируемых колебаний близка

к 2, а сопротивление нагрузки га обычно превышает

сопротивление

ТД, то в этом случае

 

^ « 0 , 2 5 ( ^ 4 - ^ + У д И Ч 1 ) ,

(2.85)

где U'nmax — максимальное напряжени е на диоде в первый момент после переключения его в состояние с высоким уровнем на­ пряжения .

36

Включение сопротивления нагрузки изменяет наклон динамиче­ ской нагрузочной прямой, а следовательно, и начальные значения токов :и напряжений, при которых начинаются медленные процессы в генераторе. Это изменяет длительность импульсов в сравнении с

рассчитанной по

ф - лам (2.40), (2.42) и (2.43)

или

(2.47) —(2

.49).

Д л я генераторов

 

рис. 2.2а и рис. 2.3а длительность

импульсов

при

наличии активной

нагрузки можно рассчитать

по

ф-лам (2.47) —

(2.49), но пр'и других значениях Е э к в и i?3 K B . Д л я

генератора с по­

следовательной

индуктивностью (рис. 2.2а)

 

 

 

£ — + "огн +

елгн

 

Еэкв =

 

^

•

;

(2.86)

 

 

 

гД + 'н

 

 

Яэкв =

гл

+ гл

>

 

( 2 - 8 7 )

а в генераторе с параллельной индуктивностью (рис. 2.3а)

£

_

Егд

 

+

е д^1 г н +

uoRirд

.

 

 

 

^2

88)

 

 

 

ruRl

+ Г„Гд +

Я ^ д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т н « 1 "Г V f l T К\Гд

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая, по какому участку вольтамперной

характеристики Т Д

перемещается рабочая точка во время формирования

импульса

и

выражения,

аппроксимирующие

эти участки,

получаем

значения

£'экв "И Rmn,

необходимые дл я подстановки в формулы

дл я

длитель­

ности импульса. Входящие в ф-лы (2.47) и

(2.48) величины

UA

и

Uв определяются в ы р а ж е н и я м и

 

 

 

 

 

 

 

UA

=

 

 

 

;

 

 

 

 

 

(2.90)

 

 

 

г»

+ гз

 

 

 

 

 

 

 

 

jj =

 

(Ut +

Ун) rx

 

 

 

 

 

 

(2.91)

 

 

гн

+ Г 1

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для генератора с последовательной индуктивностью и

 

 

 

 

 

 

R^H

+г"г Г„ +

 

 

 

 

 

 

 

 

U

=

1^2 №

+

г„) + / а ^ н 1 ' " 1

 

 

 

(2

93)

 

для генератора с параллельной индуктивностью. Величина

и л т п а х ,

входящая в ф-лу

 

( 2 . 8 5 ) , равна

значению Ua

Д Л Я соответствующего

генератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивление

 

нагрузки

г ц влияет т а к ж е

на

выбор

типа Т Д .

Переключение Т Д

будет происходить только

в том случае, если об­

щее сопротивление, шунтирующее д и о д по переменному току,

будет

больше абсолютной

величины отрицательного сопротивления

дио-

37

да. П о л а г а я , что индуктивность генератора в стадии переключения обладает бесконечно большим сопротивлением, можем записать

 

r ; > ( f / a - t / i ) / ( / i - / a ) ,

 

 

 

 

 

(2.94)

где ,/•'„ — общее активное

сопротивление,

шунтирующее

Т Д без уче­

та сопротивления

резистора,

включаемого последовательно с ин­

дуктивностью. Учтя, что у ТД, выполненных из одного

м а т е р и а л а ,

Ui и U2 изменяются незначительно, a h~^>Iz, из (2.94)

получаем

где а — коэффициент запаса;

учитывая

разброс

параметров Т Д ,

целесообразно выбирать

a^2 - f - 3 .

 

 

 

 

 

 

Д л я генератора

с последовательной

индуктивностью

(рис. 2.2а)

диод

оказывается

шунтирован

только

сопротивлением

г ш тогда

 

Л » ( 2 ч - 3 ) ( £ / а - £ / , ) / / • „ .

 

 

 

 

 

(2.95)

Д л я генератора

с

параллельной

индуктивностью

(рис. 2.3а)

диод

шунтируется

сопротивлением гн ||/?ь

поэтому

 

 

 

 

 

/ х » (2-^-3)

U t ~

U l

(fli + O -

 

 

 

 

 

(2.96)

При

ориентировочном

выборе Т Д можно полагать

/ ? i « r H ,

тогда

 

/ 1 ^ ( 4 - - 6 ) ( с / 3 - с / 1 ) / г н .

 

 

 

 

 

 

(2.97)

В

генераторе на двух

Т Д

переключающийся диод

 

шунтирован

сопротивлением Гв"угп+

2r-\-r

] ' П 0 Э Т 0

М У

ориентировочно ток 1\ рас ­

считывают по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 1 « ( 6 - ^ 8 ) ( с / 2 - с / 1 ) / л н .

 

 

 

 

 

 

(2.98)

Если цепь С, гн

является

дифференцирующей

и ta^>Crlb

влия ­

нием нагрузки на длительность импульса можно пренебречь и рас ­

считывать i a по

ф-лам

(2.40),

(2.42),

(2.43) или

(2.47) —(2.49).

 

2.8. П О Р Я Д О К

Р А С Ч Е Т А

 

 

Для расчета

генератора

могут быть заданы: период

следования импульсов

Т и сопротивление

нагрузки

ги. Длительность импульсов

в

автоколебательном-

режиме обычно

не задается, так как их скважность близка к двум и практически

не регулируется.

 

 

 

 

 

 

 

Выбор типа

ТД

определяется величиной

сопротивления

нагрузки. При этом

из ф-л (2.95), (2.97)

или (2.98) ориентировочно рассчитывают

ток диода / ( и по

нему выбирают диод.

 

 

 

 

 

Источники питания и сопротивления резисторов схемы выбирают из условий самовозбуждения по постоянному току для соответствующих генераторов. Для генератора (рис. 2.2а), используя двойное неравенство (2.18), строят область воз­ можных значений E=f(R) (рис. 2.12а). Уравнения границ этой области приведе­ ны на рисунке. Чтобы обеспечить устойчивую работу генератора, рабочую точку (точка Р) выбирают на значительном расстоянии от границ области и по ней на­ ходят сопротивление резистора 'R и напряжение Е.. Если внутреннее сопротивле­ ние источника питания г,- и сопротивление катушки г1{ соизмеримы с полученным сопротивлением R, то сопротивление резистора, который должен быть включен э

38

схему, i?=t/?pac4— Г{—i

где Лрасч

— значение

сопротивления, найденного

по

графику на рис. 2Л2а.

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

=1(К»Кв),

 

Для генератора рис. 2.3а строят область возможных

значений

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.99)

при

этом граничные уравнения для

области получают из

(2.19), разделив его на

Rt.

На рис. 2.126 показана область

возможных

 

Е

там

же

значений — - —*f(Явки),

•Ri

приведены формулы, определяющие границы области. Чтобы исключить большой ток диода в момент включения источника, рабочую точку на рис. 2.126 необходи-

о)

е.

 

 

 

 

 

 

 

¥ •><E=UZ

*1г

У

 

 

 

 

0,5\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

N

\

/ -

 

 

 

 

0,3

к*

1

 

 

 

 

0,2

V • 4*1

1

 

 

 

 

0.1

 

1

 

 

 

О 20

40 SO SO 100 !20K3XS,CM

п 20

40 SO SO 100 120 R,0M

Рис. 2.12.

Области возможных значений: а) в генераторе с по­

следовательной

индуктивностью

E=,f(R);

б) в генераторе с па­

раллельной ИНДУКТИВНОСТЬЮ

E/Rl=f(Raitn)

 

мо выбирать вблизи нижней

границы

области. По выбранному положению рабо-

 

 

 

 

Е

 

 

 

чей точки находят Яакв(Р) и

-— (Р) .

Если напряжение Е задано, то по двум по-

лученным уравнениям находят R и Ri и проверяют выполнение условия (2.96).

Если же Е ие задано, то из

(2.122)

вычисляют

(24-3) (U2

- U,) rH

(2.100)

Rx>

 

и по найденным значениям

—— (Р)

и 'Rann(P) определяют Е и R.

Ri

При расчете генератора рис. 2.9а строят область возможных значений Ri =

—f(\R),

используя для

этого

двойное

неравенство

(2.72)

и

неравенства

(2.75) и

(2.76) (рис. 2.13). Из

рисунка видно, что области,

ограниченные этими

неравен­

ствами,

перекрываются, поэтому не

нужно

строить одновременно

все

четыре

графика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы диоды переключались по току,

достаточно

обеспечить

выполнение

правой

части

двойного неравенства

(2.72) и

неравенства

(2.75), которые

записы­

ваются в следующем

виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

-2U2

 

 

 

 

 

 

 

(2.101)

 

Ri>

R U2

- f

I2R

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri <

R(E-U1-U3)

+

(E-2Ul)r3

 

 

 

 

(2.102)

 

R

 

R-h

- I - R

+ Iyr3)

+Uxr3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построенная по этим формулам

область на

рис. 2.13

ограничена

кривы­

ми 1 и 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ