книги из ГПНТБ / Филаткин К.М. Радиометрист штурманский учеб. пособие

Тиратрона, изменяя таким образом амплитуду и часто­ ту пилообразных колебании. Эта схема нашла широкое применение в модуляторах РЛС и устройствах автома­ тического регулирования.

Другим генератором иесинусопдальных колебаний является мультивибратор. Данный вид генератора яв­ ляется необходимым прибором во многих блоках и при­

различные схемы мультивибраторов. По методу воз­ буждения они подразделяются на мультивибраторы с самовозбуждением (симметричные и несимметричные) и с посторонним возбуждением. По способу связи они классифицируются на мультивибраторы с анодной связью и мультивибраторы с катодной связью.

Рассмотрим работу мультивибратора с самовозбуж­ дением (рис. 52,а). Данный мультивибратор представ­ ляет собой двухкаскадный усилитель на сопротивлени­ ях, у которого выход одного каскада соединен с вхо­ дом другого. Сопротивления Ri и R4 — анодные нагруз­ ки лампы, сопротивления R2 и Д3 — сопротивления утечки, которые, совместно с конденсаторами С2 и С3 образуют цепи RC, являющиеся колебательной систе­ мой. После включения источников питания токи в лам­ пах и напряжения на конденсаторах достигнут некото­ рого постоянного значения. При этом конденсатор С2

Допустим, что в силу неравномерности эмиссии като­ дов ламп произойдет незначительное увеличение анод­ ного тока лампы Л 4. Это, в свою очередь, вызовет не­ большое снижение анодного напряжения. Как только это произойдет, сразу же начнется разряд конденсато­ ра С2 через Л i и сопротивление R3. Ток разряда кон­ денсатора, проходя через сопротивление R3, создаст падение напряжения на данном сопротивлении, которое будет приложено минусом к управляющей сетке Л2.

100

Рис. 52. Мультивибратор:

а — мультивибратор с самовозбуждением; б — график напря­ жений мультивибратора с самовозбуждением; в — электронное реле; г — график напряжении электронного реле

ние напряжения, приложенное плюсом к управляющей сетке лампы Л;. Такое взаимодействие элементов схе-

101

мы приведет к лавинообразному увеличению тока 1а{ и уменьшению 1а2, до полного отпирания лампы Л х и запирания Ло. Так как ток разряда конденсатора С2 изменяется по экспоненсиальному закону, падение на­ пряжения на сопротивлении R-A постепенно начнет уменьшаться и в определенный момент достигнет ве­ личины, равной напряжению отпирания лампы Л~>. Как только отопрется лампа Л2, по ней пойдет ток, анодное напряжение начнет падать, а конденсатор С-л начнет разряжаться через лампу Л 2, создавая на сопротивле­ нии R-2 падение напряжения, приложенное минусом на управляющую сетку Л,. С этого момента пройдет об­

сначала. График процесса, происходящий в мультивиб­

Мультивибратор обладает двумя неустойчивыми положе­ ниями, поэтому при включении питания он вырабатыва­

ет релаксационные колебания в течение всего времени работы.

В последнее время в радиолокационной технике jj особенно в вычислительной аппаратуре получили рас­ пространение мультивибраторы с посторонним возбуж­ дением, названные э л е к т р о н н ы м и реле. Данный мультивибратор (рис. 52,в) отличается от вышеописан­ ного тем, что имеет одно устойчивое положение. Состав электронного реле: два усилителя с общей катодной на­ грузкой Ян, два сопротивления R2 и R4 являются анод­ ными нагрузками, сопротивления Ri и R3 — сопротив­ лениями утечки. Rз н С3 образуют цепь RC и являются

102

необходимо на ее управляющую сетку подать такой по­ ложительный импульс, который был бы больше напря­ жения запирания.

В этом случае лампа Л г откроется, а лампа Л2 бу­ дет заперта.

С окончанием запускающего импульса и с уменьше­ нием тока разряда конденсатора С3 уменьшится паде­ ние напряжения на R3, запирающего лампу Л2, и в оп­ ределенный момент это напряжение станет равным на­ пряжению отпирания Л 2- Лампа Л 2 отопрется и прои­ зойдет первоначальный процесс, электронное реле при­ нимает вновь устойчивое состояние. С анодов Л -s. и Л2 можно снимать ноложительные и отрицательные им­ пульсы, продолжительность которых зависит от посто­ янной времени C3R3. Графически процесс, происходя­

лампового усилителя с сильной обратной связью. Бла­ годаря наличию импульсного трансформатора блокинггенератор вырабатывает остроконечные кратковремен­ ные импульсы. Он состоит из триода Л и трансформато­ ра с тремя обмотками Тр, колебательной цепи RC, со­ противлений смещения R-l и анодной нагрузки R3 и Rit разделительного конденсатора Сь Одна обмотка тран­ сформатора включена в сеточную цепь, вторая в цепь анода, а третья является выходной цепью. Анодная и сеточная обмотки трансформатора создают сильную обратную связь между анодной и сеточной цепью. С выходной обмотки снимается сформированный импульс.

При включении схемы анодный ток лампы увеличи­ вается. Это вызывает в сеточной обмотке трансформа­ тора э.д.с., которая заряжает конденсатор С\ таким образом, что его положительный потенциал приложен к управляющей сетке. Ток в лампе нарастает и дости­ гает насыщения. Изменение тока в анодной катушке прекращается, следовательно, прекращается наводиться э.д.с. в сеточной катушке. Это приводит к тому, что кон­ денсатор Ci начнет разряжаться. Уменьшение разряд­ ного тока приводит к уменьшению напряжения на уп­ равляющей сетке до полного запирания лампы. Этот

103

и при помощи формирующих схем. Одним из методов формирования импульсов является ограничение напря­

Кз

Рис. 54. Диодное ограничение:

а — ограничение сверху; б — ограничение снизу; в — схема двух­ синхронного ограничителя с регулировкой уровня

На вход схемы подается синусоидальное напряже­ ние. В течение положительного полупериода напряже­ ния диод проводит ток, анод по отношению к катоду имеет положительный потенциал. В это время почти все напряжение падает на сопротивлении RH. В течение от­ рицательного полупериода напряжения диод не прово­ дит ток, так как анод находится под отрицательным на­ пряжением по отношению к катоду. На сопротивлении

в это время никакого падения напряжения нет. Бла­ годаря такой работе схемы переменное напряжение, подводимое ко входу, преобразуется в положительные импульсы. Эта схема называется ограничителем снизу, так как она ограничивает отрицательный полупериод напряжения. Для ограничения сверху необходимо под­ ключить диод, как показано на рис. 54,6.

105

Приведенные схемы производят ограничение на ну­ левом уровне. Для ограничения напряжения на другом уровне на анод или катод диода подается смещение от постороннего источника. Полярность и величина напря­ жения источника выбираются в зависимости от уровня ограничения. На рис. 54,в приведена схема двусторон­ него ограничения с регулировкой уровня. В этой схеме два диода включены в обратных направлениях. Бата­ реи Ei и Ег, сопротивления 7Д и R2 определяют уровень ограничения. Форма ограниченных импульсов показы­ вает, что данная схема ограничивает сверху и снизу на определенных уровнях.

Кроме схем ограничителей, собранных на диодах, в радиолокационной аппаратуре применяются ограничи­ тели, собранные на триодах.

§ 6. Генераторы пилообразного напряжения

Генераторы пилообразного напряжения применяют­ ся в индикаторных устройствах и электронных осцил­ лографах для создания разверток, а также в вычисли­ тельных схемах как элемент схемы переменной задерж­

сатор С2 начнет заряжаться по экспоненте, С оконча­ нием действия импульса на входе через лампу «/7Х по­ течет ток, а конденсатор разрядится.

Достоинством таких схем является их простота, не­ достатком — большой коэффициент нелинейности.

106

§ 7. Дифференцирующие и интегрирующие цепи

Ранее нами было рассмотрено создание с помощью специальных схем различных форм импульсов. Однако нее они не давали возможности получить остроконечные импульсы. Для получения двуполярных остроконечных импульсов из импульсов прямоугольной формы служит дифференцирующая или укорачивающая цепь, состоя­

пульса по цепи мгновенно пройдет максимальный ток, который зарядит конденсатор С. В момент наступления максимума прямоугольного импульса конденсатор фаю тически начнет разряжаться и будет разряжаться до момента окончания прямоугольного импульса. При спа­ де прямоугольного импульса конденсатор перезарядит­ ся. После окончания прямоугольного импульса прои­ зойдет вновь разряд конденсатора, но импульс будет обратной полярности.

В тех случаях, когда необходимо удлинить импульс, применяют схему интегрирования. Простейшая интегри­ рующая схема представлена на рис. 56,6. Она работа­ ет на том же принципе, что и дифференцирующая цепь, но с другими соотношениями параметров ее элементов. Величины сопротивления R и емкость конденсатора С

107

подбираются так, чтобы постоянная времени цепочки RC была намного больше длительности подаваемого на вход импульса.

При подаче входного импульса конденсатор С нач­ нет заряжаться. Заряд будет продолжаться до оконча­ ния действия приложенного напряжения. С окончанием действия приложенного напряжения конденсатор будет разряжаться по экспоненсиальному закону, но медлен­ но. В результате на выходе схемы снимается напряже­

Антеннами называются устройства, предназначенные для излучения и приема электромагнитных волн. Ан­ тенны РЛС обладают свойством обратимости, т. е. од­ на и та же антенна может и излучать и принимать элек­ тромагнитную энергию. Кроме того, они имеют конст­ рукцию, отличающую их от обычных антенн, излучаю­ щих и принимающих электромагнитную энергию. Это отличие заключается в направленном излучении и при­ еме энергии.

Основным элементом радиолокационных антенн яв­ ляется излучатель. Простейший излучатель радиолока­ ционных антенн — вибратор, который представляет со­ бой четвертьволновой отрезок двупроводной линии, ра­ зомкнутой на конце. Вибратор излучает электромагнит­ ную энергию в разных направлениях, с разной интенсив­ ностью. Способность антенны излучать энергию нерав­ номерно в разных направлениях пространства называ­ ется направленностью антенны. Полуволновые вибра­ торы самостоятельно как антенны применяются редко, они являются составной частью сложных антенн.

Для повышения направленности излучения в метро­ вом и дециметровом диапазонах волн применяются многовибраторные антенны. В такой антенне имеются ак­ тивные и пассивные вибраторы. Активные вибраторы возбуждаются непосредственно от источника высокоча­ стотной энергии. Пассивные возбуждаются от полей ак­ тивных вибраторов.

.108

Для уяснения работы системы активных и пассив­ ных вибраторов рассмотрим работу двух вибраторов, расположенных Друг от друга на расстоянии четверти

Рис. 57. Вибраторные антенны, излучатели и отражатели:

а — двухвибраторная антенна и диаграмма ее направлен­ ности; б —■директорная антенна и диаграмма ее направлен­ ности; в — вибраторный излучатель; г — рупорный излуча­ тель; д — щелевой излучатель; е — отражатели — усеченный параболоид и параболоид вращения _

отстающий по фазе на 180°. Этот ток, в свою очередь, вызывает электромагнитную энергию вокруг пассивного вибратора. Эта.энергия создает вокруг вибратора А по­ ле с отставанием на четверть периода от поля вокруг вибратора М, Таким образом, это поле сдвинуто от по­ ля вибратора А на 360° или находится с полем вибра­ тора А в фазе. Следовательно, электромагнитная энер­ гия, вырабатываемая вибратором А, и энергия, лришедшая от вибратора М, складываются в направлении К. Энергия возле вибратора М, как пришедшая, так и совданная вибратором М, находится в противофазе. Сле­

109