
книги из ГПНТБ / Филаткин К.М. Радиометрист штурманский учеб. пособие
.pdfДля определения относительной годности кристал лических диодов в эксплуатационных условиях путем измерения их параметров по постоянному току нашей промышленностью выпускается специальный испыта
ние. Внешний вид прибора ИКД-1
тель кристаллических диодов ИКД-1. Прибор представ ляет собой оммпллпамперметр, позволяющий измерять прямое и обратное сопротивление диода и обратный ток
при напряжении в один вольт. Внешний вид |
прибора |
||
и |
его |
принципиальная схема представлены иа |
рис. 44 |
и |
45. |
|
|
Параметры диодов определяются по показаниям миллиамперметра с пределами измерения 0—1 ма, име ющего две шкалы. Одна из них отградуирована в еди ницах сопротивления, вторая в единицах тока. Для год
ных диодов величина прямого сопротивления лежит в пределах 250—600 ом, обратного тока — от 0 до не скольких десятков микроампер. Обратное сопротивле ние годных диодов составляет величину порядка не скольких десятков килоом и выше. Отклонение от этих величин свидетельствует о неисправности диода.
§ 7. Применение электронных ламп и полу проводниковых приборов
В радиолокационных станциях нашли широкое при менение как электронные лампы, так и полупроводнико вые приборы. Выпрямители, стабилизаторы, усилители, генераторы, импульсные схемы — все они собраны либо на лампах, либо на полупроводниковых приборах.
Рассмотрим работу лампового двухполупериодного выпрямителя (рис. 46,а). Он состоит из трансформато ра, двойного диода, сопротивления нагрузки и конден сатора. На рис. 46,6 показаны графики процессов, про исходящих ца элементах выпрямителя. Достоинством
?!
этой схемы является то, что выпрямление происходит
втечение обоих полупернодов переменного напряжения,
аэто повышает полезную мощность схемы. В качестве сглаживающих фильтров в современных выпрямителях применяются не единичные конденсаторы, а более слож ные фильтры (рис. 46,в).
Для выпрямления переменных напряжений в сило вых устройствах радиолокационных станции широко
применяются также мостиковые схемы (рис. 46,а), со-
2
Рис. 4ь. Схемы выпрямителем:
а — двухполупериодиый выпрямитель; б — графики, iDofipaжающие процесс выпрямления; в — схема сглаживающего фильтра; а — селеновый выпрямитель; д — мостиковая схема
выпрямителя
бранные на селеновых выпрямителях. Селеновый эле мент (рис. 46,д) состоит из никелированной железной или алюминиевой шайбы 1, покрытой с одной стороны тон ким слоем селена 2, обладающего дырочной проводи мостью. По поверхности селенового слоя распыляют сплав кадмия, олова и висмута. Шайбы затем подвер гают специальной обработке, в результате они приоб ретают одностороннюю проводимость. Несколько таких элементов, собранных в столбик и соединенных парал лельно или последовательно, составляют селеновый вы прямитель. Предельная величина обратного напряжения на один элемент составляет 18 в, а допустимая плот ность прямого тока — 25 ма на 1 см2.
92
В приемниках |
и индикаторах радиолокационных |
|
станций широко |
используются |
ламповые усилители. |
Усилительное свойство трехэлектродной лампы объяс няется тем, что незначительные изменения напряжения на ее сетке вызывают большие изменения анодного то-._
Рис. 47. Ламповые усилители:
а — схема усилителя; б — способы подачи смещения на лампу; в— графики, изображающие процессы в усилителях; г — рабочая точка на характеристике лампы
ка. Усиленное напряжение снимается с сопротивления, включенного в цепь анодного тока лампы и носящего название «сопротивление анодной нагрузки». Упрощен ная схема усилителя приведена на рис. 47,а. Процесс усиления в лампе наглядно виден, если его рассматри вать, используя характеристику лампы (рис. 47,г). До пустим, на управляющей сетке в момент времени i —
переменное напряжение, равное нулю. В этом случае анодный ток в лампе будет равен отрезку аб. Данное
значение |
анодного тока называется т о к о м |
покоя, |
а точка |
А на характеристике называется |
р а б о ч е й |
то ч к о й.
Сподачей переменного напряжения на сетку лам пы ее анодный ток будет изменяться в точном соответ ствии с изменением напряжения на сетке. Построив график изменения анодного тока лампы в соответствии с напряжением на сетке, сможем убедиться, что в про цессе работы лампы произошло усиление подводимого напряжения с сохранением его формы. Участок харак теристики бс, в пределах которого работает лампа, на
зывается р а б о ч и м у ч а с т к о м . Отношение выход ного переменного напряжения усилителя к напряже нию на входе его называют к о э ф ф и ц и е н т о м у с и л е н и я .
Для выбора рабочей точки лампы между сеткой и катодом подают постоянное напряжение, которое назы вается н а п р я ж е н и е м с м е щ е н и я (рис. 47,б).
Врадиолокационной аппаратуре применяются сле дующие типы усилителей: усилитель на сопротивлениях (рис. 48,а), усиливающий напряжение в широких пре делах, но только на низких частотах; резонансный уси литель (рис. 48,6), применяющийся в качестве усили теля высокой частоты; усилители на полупроводниках. Данные усилители собираются по схеме на сопротив лениях и резонансные. На рис. 48,б,а приведены схемы таких усилителей.
Вусилителях и генераторах радиолокационных стан ций важную роль играет обратная связь, представляю щая собой связь между цепями анода и сетки. Данная
связь обеспечивает обратную подачу в цепь сетки пере менного напряжения из анодной цепи той же лампы. Она может быть как положительной, так и отрицатель ной. При положительной обратной связи фаза колеба ний, поступающих из анодной цепи, такова, что они усиливают колебания в сеточной цепи. Однако работа такого усилителя становится неустойчивой. Сильная положительная обратная связь может привести усили тель к самовозбуждению. При отрицательной обратной с е я з и фаза колебаний, поступающих из анодной цепи, такова, что она уменьшает амплитуду колебаний в се
94
точной цепи. В таких усилителях коэффициент усиле ния уменьшается. Но, несмотря на это, отрицательная обратная связь нашла широкое применение, так как при такой связи работа усилителя становится устойчивой, снижаются искажения, вносимые лампой, а также уменьшается возможность возникновения самовозбуж дения усилителя.
Рис. 48. Типы усилителей:
а — усилитель на сопротивлениях; б — резонансный усилитель; о— полупроводниковый усилитель на сопротивлениях; г — полупровод
никовый резонансный усилитель
Для получения незатухающих колебании в колеба тельном контуре необходимо периодически добавлять в контур энергию, которая компенсировала бы в нем по тери. Устройством, с помощью которого можно периоди чески подавать в контур определенные порции энергии от источника питания, является электронная лампа с управляющей сеткой. Если мы будем менять потенци ал сетки с частотой колебании, возникающих в конту ре, а анодную цепь лампы свяжем с колебательным контуром, то при определенном подборе параметров
95
контура и обратной связи можно регулировать подачу питания в контур так, чтобы в нем существовали неза тухающие колебания. Такая схема называется л а м п о в ы м г е н е р а т о р о м с и н у с о и д а л ь н ы х к о- л е б а н ий (рис. 49,а ) .
Рис. 49. Схемы ламповых генераторов:
а — с индуктивной связью; б — с автотрансформаторной связью;
в— с емкостной связью
Вданном генераторе лампа, контур и источник пи тания соединены последовательно, поэтому такие схемы относятся к схемам с последовательным питанием. В данной схеме имеется конденсатор С0, являющийся бло кировочным, он блокирует источник питания от пере-
96
менной составляющей анодного тока. Для работы та кого генератора необходимо соблюсти следующие усло вия: частота переменного напряжения, подводимого к сетке лампы, должна строго соответствовать частоте собственных колебаний контура; фаза переменного на пряжения на сетке лампы должна быть сдвинута на 180° по отношению к фазе переменного напряжения на ее аноде; величина обратной связи и степени связи дол жна быть такой, чтобы обеспечить необходимую мощ ность колебаний.
В зависимости от вида обратной связи схемы лам повых генераторов могут быть с индуктивной (рис. 49,а), автотрансформаторной (рис. 49,6) или емкостной об ратной связью (рис. 49,б). Каждая схема, в зависимо сти от включения источника питания по отношению к контуру и лампе, может быть с последовательным (рис. 49,6) или параллельным ‘ (рис. 49,б) анодным питани ем.
Гл а в а VI. ЭЛЕМЕНТЫ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ
§1. Несинусоидальные электрические колебания
иих характеристики
Импульсная техника изучает формирование, усиле ние и преобразование импульсов. Импульсом напряже ния или тока называется кратковременное отклонение этих величин от их постоянного значения. Импульсы
различаются по форме, амплитуде, |
крутизне |
переднего |
|||
и |
заднего фронтов, длительности, |
периоду |
повторения |
||
и |
полярности. |
|
|
|
повторяю |
|
Всякие несинусоидальные периодически |
||||
щиеся колебания |
называются |
р е л а к с а ц и о н н ы м и |
|||
к о л е б а н и я м и , |
а устройства, |
вырабатывающие эти |
колебания, называются р е л а к с а ц и о н н ы м и г е н е р а т о р а м и .
Стационарным или установившимся процессом на зываются действия, происходящие в цепи постоянного или переменного тока длительное время, в которое элек трические параметры цепи не изменяются.
Переходным процессом называется процесс перехо да цепи из одного стационарного состояния в другое. Время перехода называется временем установления. В
7—499 |
97 |
радиолокации с переходными процессами приходится считаться, так как здесь используются токи СВЧ.
§ 2. Заряд и разряд конденсатора через сопротивление
При включении любой цепи нормальная величина тока в ней устанавливается не мгновенно и не сразу падает до нуля при ее размыкании.
Рассмотрим переходные, процессы, происходящие в цепи, представленной на рис, 50,а. При разомкнутом
Рис. 50. Переходные процессы в цепи: а — схема заряда и разряда конденса тора; б — график заряда; в — график
разряда
рубильнике К конденсатор С не заряжен. При переводе рубильника в положение «1» начнется процесс заряда конденсатора. В начале процесса заряда напряжение на обкладках конденсатора отсутствует, а ток, протека ющий по цепи, максимален. По мере накопления заря
да |
на конденсаторе |
напряжение источника |
уравняется |
с |
напряжением на |
обкладках конденсатора, |
ток заря |
да прекращается. На этом переходный процесс заряда конденсатора будет закончен. График данного процесса показан на рис. 50,6. При переводе рубильника в положение «2» начнется процесс разряда конденсато ра. В первый момент, когда напряжение на конденса торе максимальное, ток разряда максимален. По мере убывания напряжения на конденсаторе С ток в цепи уменьшается. Когда напряжение на конденсаторе ста нет равным-нулю, то разряд прекратится. График дан ного процесса представлен на рис. 50,б.
Длительность заряда зависит от произведения RC—
чем |
больше произведение, тем больше время заряда. |
Это |
произведение называется п о с т о я н н о й в р е м е |
ни |
(т). |
98
§ 3. Импульсные генераторы
Первым представителем данных генераторов может быть релаксационный генератор. Генератор релакса ционных колебаний, как и генераторы синусоидальных колебаний, состоит из трех основных обязательных ча стей: колебательной системы, источников питания и вакуумного прибора. Простейшая схема релаксацион ного генератора представлена на рис. 51,я. При вклю чении питания конденсатор С постепенно заряжается
R 3 |
б |
Рис. 51. Релаксационные генераторы:
а —■ релаксационный генератор на неоновой лампочке; б — генератор релаксационных колебаний на тиратро не; в — форма колебаний, вырабатываемых релаксаци онным генератором
через сопротивление R. В момент, когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения зажигания нео новой лампы, она зажигается и конденсатор быстро раз ряжается до напряжения погасания неоновой лампы.
После этого конденсатор начнет снова заряжаться и процесс повторится. Подбором элементов схемы доби ваются, чтобы напряжение на конденсаторе достигло напряжения зажигания лампы на начальном, прямоли нейном участке зарядной кривой. Такой генератор вы рабатывает пилообразное напряжение. Более совершен ная схема получения пилообразных колебаний собрана на тиратроне (рис. 51,6). Она работает по тому же принципу, однако регулировкой напряжения на сетке можно изменять напряжение зажигания и погасания
7* |
9 9 |