Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Белицкий В.И. Коммутаторы каналов радиотелеметрических систем учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

4.98 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 117 8 9 10 11 > Следующая >>>

с конденсатора С , имеющегося на емкости за счет коллекторного

смещения -Е к.			При этом напряжение			на Щ побудет иметь вид, пред
ставленный на рис.3.46.
Вторая составляющая
напряжения		uK1(t)		за счет
дифференцирующих свойств
цепи С Ps дает			на сопро
тивлении Pf отрицатель
ное смещение и„г , при
веденное на рис.3.4в.
Сумма напряжений				и Я1и
U RZ представляет				собой на
пряжение Uj-Z(t) на базе от
пирающегося транзистора Тг
и характеризуется				тем,
что в некоторый момент ,
времени t = t Bменяет по
лярность с		положительной
на отрицательную. Физиче
ски это означает, что ток
через емкость изменяет на
правление и начинает про
текать не через сопротив
ление	Рк	, а	через откры
тый транзистор			Т9 .		Объ
ясняется это тем,				что	яи-	Рис.3.4
пульс напряжения ик, (t) ,
подаваемый на цепочку					СР$ , имеет	завал вершины и в момент
t aнапряжение				ик1 (Ь) становится меньше напряжения на,конден
саторе	С .
Когда напряжение					на эмиттерах	u9(t) и отрицательное напря
жение	на базе		транзистора Tg становятся равными по величине и
знаку,	транзистор			Tg	приоткрывается. Многофазный мультивибра

тор из однокаскадного усилителя превращается в схему, близкую к ждущему мультивибратору на этапе процесса переключения. В МФМВ начинается регенеративный процесс, приводящий к запиранию транзистора Tj и отпиранию Tg. При этом напряжения на коллек торе Tj и базе Tg изменяются скачком на одну и ту же величину UKT, а затем восстанавливаются до - Е ки нуля соответственно. После отпирания Tg описанный выше процесс повторяется и форми-

рование импульсов осуществляется поочередно к последовательно в коллекторных цепях транзисторов Tg, Tg и т.д .

Для того чтобы не происходило перехода многофазного муль тивибратора на другой режим работы, необходимо при проектиро вании схемы следить за выполнением неравенства

2 К - 7

К- 7

*	- и	- к '
Со	II	Ч °
		»

(3.4)

(3.5)

(3.6)

Следует заметить, что формула (3.4)	является одновременно
и условием самовозбуждения многофазного	мультивибратора.

§ 3.2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Поскольку при генерировании импульсов в МЖЗ открыт лишь один транзистор, исследование медленных движений в многофаз ном мультивибраторе может быть сведено к анализу однокаскад ного усилителя с отрицательной обратной связью и цепочкой СЯ$ в качестве-нагрузки. Эквивалентная схема МФ1Е для медленных движений представлена на рис.3.5 .

Рис.3.5

Анализируя процессы в эквивалентной схеме с помощью опера торного метода и допуская обоснованные упрощения, нетрудно по лучить следующие основные формулы, определяющие напряжения в различных точках схемы [2]:

_ jj 0+$)R« ‘С

кт R3 V *

« ,( () - U „ 0+д)е *.

Здесь

II 3Ь

Cfc + fy )c,

= RfC.

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

(З .П )

С помощью формул (3.8) и (3.9) можно определить длитель ность импульса на выходе МФУФ. Действительно, в момент t = T должно быть

Blt( T ) - - U J l T ) - U m„ ,						(3.12)
где Uomn- потенциал отпирания транзистора.
Величина Uomn обычно составляет			0,05-0,1			в, поэтому ею в боль
шинстве случаев удается пренебречь. Полагая						Uomn« U 3(T) и под
ставляя в формулу (3.12) значения			а1-г и		иэ	при Ь = Т , можно по
лучить, что
Г= l b .	i n f i	7-	‘Ci-f		R»	(3.13)
<z-<c	%		‘Со
или в обозначениях (З .Б ),	(3.5)	и (3.6)
Г - _ £ i_ In		“	, к (к ш-			(3.14)
				к
Наряду с длительностью	импульса			Т	весьма важным парамет
ром многофазного мультивибратора является амплитуда выходного
импульса U$bix. В МФМЗ за U^blx принято				считать величину Ux1(T) ,

т .е . минимальный перепад напряжения на коллекторе	транзистора Tj.
Величина UKJ j) через коэффициент прямоугольноети Кп жест
ко связана с максимальным перепадом коллекторного	напряжения:

(3.15)

						64
Входящую в формулу (3.15) величину							UKl(0) можно определить
и как разность между				Ек и потенциалом коллектора открытого
транзистора	при	t =		0:
	Uk№		= Е к~			Ец($д+^кэо)	Ек RK		(3.16)
	Uk№		= Е к~						(3.16)
В момент времени				Ь = 0 транзистор,			как правило, находит
ся на границе насыщения и можно полагать,								что ^ + ^э=*^^г0.
Поэтому
			ихт = Ек fit						(3.17)
Приравнивая первые части формул (3.16)								и (3 .1 7 ),	легко по
лучить величину скачка напряжения UKT , возникающего									на коллек
торе и базе	участвующих в					переключении транзисторов:
				U.к Т		Ек К Ккэ			(3.18)
				U.к Т		(1+8) (1 + Ккэ)			(3.18)
						(1+8) (1 + Ккэ)
Входящий в формулу (4.18) коэффициент								& можно определить
из условия цикличности работы многофазного мультивибратора:
						----- .			(3.19)
						е*-1
Подставляя найденные					значения UKT и		в	в соотношения (3.7)
и (3 .1 5 ), нетрудно			найти величины UKl (Т)				и коэффициент прямо
угольное ти	Кп :
-	U*iW		_	7		( К - 1 ) е ^ - ( К - К ш)е~Т%			(3.20)
л	ик1	(О)		Кш- П

Следует заметить, что после запирания транзистора Tj на его коллекторе остается напряжение

W ' т ~ U J T ) - UKT - Кп -^ 0к+д) - UKT . (3.21)

Как следует из приведенных формул, амплитудные и времен ные характеристики МФМЗ существенно зависят от соотношения по стоянных времени *с, • *сг и *с • Последним можно воспользовать ся для улучшения формы выходного шцульса. Поскольку импульс на выходе схемы формируется из алгебраической суммы двух экспо ненциальных функций (формул® 3 .7 ), то управляя амплитудой, зна ком и постояннымивремени этих функций, нетрудно форму импульса

приблизить к прямоугольной. Анализ показывает, что при выборе А'^щВеличина Кп возрастает с усилением этого неравенства, а при условии, что К>1+Кщвыходной импульс из остроконечного превращается в колоколообразный (рис.3 .6 ). Точка максимума £= (^^определяется формулой:

< 3 - 2 2 >

В практических схемах коэффициент прямоугольноети выходно го импульса может быть доведен до 0,8.

Приведенные выше формулы характеризуют медленные процессы

вмногофазном мультивибраторе. Анализ процессов переключения

иполучение формул для расчетов длительности фронтов выходно го. импульса представляет большие трудности. Для ориентировоч ных расчетов можно пользоваться формулами, полученными в

статье [2]:	_______
-сП ср	№	(3.23)
	foe
г, = «г	+ с 1 п т й Л п -	(3.24)
Ln<p + 1Ul 1и ик1(Т)

Следует заметить, что при использовании в многофазных муль тивибраторах транзисторов с ГО Мгц на длительности процес сов переключения начинает сказываться паразитная емкость кол лекторного р - п перехода. Степень ее влияния учитывается следую щей формулой:

‘гире

’

(3.25)

где Свк - емкость коллектора Ск , пересчитанная на зход усили теля с общим коллектором. Зависимость длительности переднего фронта от инерционности транзистора при одновременном учете влияния и Ск находится как среднее геометрическое формул

(4.23) и (4.25):

%<р

+ к гперс

(3.26)

Пользуясь вышеприведенными соотношениями, можно разрабо тать методику инженерного расчета распределителя импульсов ти па многофазного мультивибратора. Один из возможных вариантов расчета изложен в § 3 .3 .

§ 3 .3 . ПОРЯДОК РАСЧЕТА МНОГОФАЗНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА

В качестве данных для расчета МФМВ могут быть заданы период коммутации Тк , число выходов (звеньев) N , время переключения схемы тП(рИ напряжение источника питания Ек .

Расчет МФМВ может быть проведен в следующем порядке.

1. Выбирается коэффициент К кд, характеризующий отношение сопротивлений RK и И9 . Из формулы. (3 .4 ) следует, что величи на Ккд не может быть меньше 2. Рекомендуемые значения коэффи циентов Ккз лежат в пределах 2 - 6 .

2. По выбранному Кка рассчитывается коэффициент К .	Так
как согласно (3.4)
Т Г Г Г	t s ’ 4)

то легко убедиться, что для выполнения условий самовозбувдения схемы и работы ее в режиме распределителя импульсов необходимо выполнить условие:

	67
К < -	К к э - 1	( 3 .2 7 )
К < -		( 3 .2 7 )

К«э-2

Вреальных схемах многофазного мультивибратора значения

коэффициента

составляют обычно 1,1

- 2,0 .

Выбирается тип транзистора.

Для обеспечения требуемого

времени переключения согласно (3.29) необходимо использовать

такой транзистор,

чтобы выполнялось неравенство:

(3.28)

Кроме того,

напряжение

Ек

не

должно быть больше максималь

но допустимого

напряжения на коллекторе

UKдоп :

U.,

доп

& Е .

(3.29)

Выбраз транзистор, следует прозерить выполнение второй

части неравенства

(3.4):

К Ккэ

(4.4)

р (К -1) ■

Если это услозие не выполняется, необходимо либо использо

вать транзистор

с другим коэффициентом усиления по

току р

либо соответствующим образом выбрать коэффициента Ккэи

К .

4. По найденным величинам /^

, К и р рассчитывается коэф

фициент Кш .

Формулу для расчета

Кш нетрудно

получить, если

в формуле

(3 .3)

сопротивления Ик , Rf и Рэ выразить через коэф

фициенты

Ккэ :

КККЭ

к +

Ких

к +

р(К-1)

(3.30)

Ккэ.

Коэффициент

Кш учитывает

степень

влияния входного сопро

тивления открытого

транзистора

Rgx на величину постоянной вре

мени ‘С .

Так как

Rs ,

то

при больших

Кш постоянная

времени т

будет

существенно

зависеть от разброса

транзисто

ров по р

. Для уменьшения этой зависимости следует

параметры

схемы выбирать таким образом,

чтобы коэффициент был близок к

В реальных схемах значения

Кш лежат в

пределах 1,1

1,8.

Необходимо также иметь в виду, что соотношения коэффициен тов К , Кш, Ккз и р существенно сказываются на величине и знаке нестабильности длительности импульса ДГ , Наименьшая за висимость А Т от указанных коэффициентов имеет место при

КШ /+ К

(3.31)

5. Рассчитываются минимально допустимые значения сопротив лений Як и Рэ , величина которых при t = 0 ограничивается до пустимым током через транзистор 1кдоп :

* , + Вк - В а( Н К к9) * -1 ± -.

(3.32)

1к доп

Поэтому

(3.33)

К ■

6. По £ и К рассчитывается величина сопротивления R , :

(3.34)

f К-1 '

7. Определяется длительность импульса на выходе многофаэ ного мультивибратора:

т= Т.	•	(3.35)
/V	•

8. В соответствии с формулой (3.14) находится емкость кон денсатора С :

С =	Т (Кш-1)	(3.36)
С =		(3.36)
	L	Л*э.

9. С помощью формулы (3.19) рассчитывается коэффициент & :

<?	7	(3.37)
<?	- т ----	(3.37)
	е %-1

Значения (У лежат обычно в пределах 0,2 - 0,5 .

10. По формуле (3.18) определяется величина скачка напря жения на коллекторе Tj и базе Tg в момент переключения:

			69
					К Е к	( 3 .3 8 )
	£тт « ; ( 7 + 0 0 + „ ) '
I I .	По известным ££т ,	в	,	К	, Ккэ и Кшрассчитываются
напряжения на коллекторе		при	t	=	О
	ик1(0)		=	икт Кк3 - М		(3.39)
	ик1(0)		=	икт Кк3 - М
и при	4 = 7
					(К-1)е~^(Кш-К)е	(3.40)

а также напряжение на коллекторе после окончания процесса пере ключения A Uk1:

Ukt •

(3.41)

Зная величины UK1(T) и UKl(0), нетрудно рассчитать коэффи циент прямоугольноети выходного импульса Кп . В практических схемах значения коэффициента Кп колеблются в пределах 0,2 - 0,8

Иногда к форме селектирующих импульсов могут предъявлять ся повышенные требования. В таких случаях расчет многофазного (мультивибратора следует вести по заданному коэффициенту прямо-

угольности Кп и выходному напряжению схемы £4,(7).	Найдя по	Кп
и UK1(T)напряжение UK1(0\ легко определить напряжение	питания	Ек.

Для улучшения формы импульса на выходе МФМВ необходимо стремиться к усилению неравенства К>КШ. При этом следует учи тывать,, что при 7+А^импульс из остроконечного превращается в колоколообразный с точкой максимума, определяемой по форму ле (3 .22).

§ 3 .4 . ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ИМПУЛЬСОВ ТИПА МНОГОФАЗНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА

Пусть требуется рассчитать распределитель импульсов с пе риодом коммутации Тк - 1,8 мсек и длительностью процесса пере ключения <с ^ 2 мксек. Напряжение источника питания Ек= 12,5 в

В соответствии с рекомендациями § 3 .3 выбирается коэффи циент Ккд- 5, а затем по формуле (3.27) находится значение ко эффициента К :

	лг< K « , - l		5-1	1,33.
	Ккэ~2		5-2
Достаточно взять К = 1,25.
По заданным значениям времени переключения					2 мксек и
напряжения питания Ек = 12,5		в выбирается транзистор типа П15,
удовлетворяющий неравенствам		(3.28) и (3 .29):
С	7,6Мгц >

UKgon= 3 0 b > E K = 12,5b.

Проверяется выполнение условия самовозбуждения (3 .4 ):

		Гг,	p w - o j	Гг, 125■5	1= 4,5.
		L	p w - o j	20(1,25-1)
По формуле	(3.30) рассчитывается коэффициент Кш
		ККкэ	. _	125-5
		р Ш У	7>25 +	20(1.25-1)
	К + Ь л		—	^
	К +	Р	'>г5 + в
В соответствии с формулами (3.33) определяются					значения
сопротивлений	R3 и	:

* Q + f c ) iK, „ “ йМй= 0,21кт•

Достаточно выбрать Д, = 0 , 4 ком.

Рк=Ккэ Ra = 0,4-5 = 2 ном.

По RK и К рассчитывается сопротивление			.
		2
^	К-1	1,25-1■= /0ком .

С помощью (3.35) определяется длительность селектирующего импульса Т :

7 = ^ - = ^ = 0,72 мсек.

По формуле (3.14) находится емкость конденсатора С

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 117 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ