книги из ГПНТБ / Слюсарь В.К. Упрощенный расчет импульсных схем [учебное пособие]

Длительность фронта выходных импульсов находим по фор­

Таким образом, нами определены все необходимые пара­ метры схемы.

По ГОСТ выбираем С и R в соответствии с данными, полу­

ченными при расчете.

§ 2. РАСЧЕТ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ АМПЛИТУДЫ

Ограничители амплитуды в импульсных устройствах исполь­ зуются в следующих случаях:

—при получении напряжения почти прямоугольной формы из синусоидального напряжения;

—при устранении импульсов нежелательной полярности;

—при уменьшении длительности фронтов импульсов;

—при сглаживании вершин импульсов и т. д.

В зависимости от схемы включения и режима работы ламп различают следующие виды ограничения:

—диодное ограничение с последовательным включением диода и нагрузки;

—диодное ограничение с параллельным включением диода

инагрузки;

—сеточное ограничение;

—анодное ограничение;

—анодно-сеточное ограничение .

Наиболее часто применяются диодные и анодно-сеточные ограничители.

Рассмотрим методику расчета диодных и анодно-сеточных ограничителей.

РАСЧЕТ ДИОДНОГО ОГРАНИЧИТЕЛЯ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ДИОДА И НАГРУЗКИ

Схема диодного ограничителя с последовательным включе­ нием диода приведена на рис. 5. Допустим, на вход диодного ограничителя поступают прямоугольные импульсы двухсторон­ ней полярности. На выходе ограничителя требуется получить импульсы положительной полярности.

И

В процессе работы последовательного диодного ограничите­ ля на форму выходных импульсов оказывают влияние паразит­ ные емкости, включающие междуэлектродную емкость диода, емкость монтажа и входную емкость последующего каскада.

О

t f S x

о—

Рис. 5.

Схемы последовательного диодного ограничителя с учетом па­ разитных емкостей показаны на рис. 6, гдеС аК — емкость между анодом и катодом диода;

Со ~ Свх Смонт/ Си х — входная емкость последующего каскада;

СМонт — емкость монтажа.

Рис, &.

Паразитные емкости растягивают фронт и срез выходного импульса, причем их влияние особенно сказывается на увели­ чении длительности среза тс. (рис. 7).

Кроме того, длительность среза выходного импульса нахо­ дится в прямой зависимости от сопротивления нагрузки R H.

Методика расчета последовательного диодного ограничите­ ля сводится к следующему.

И с х о д н ы е д а н н ы е

—амплитуда выходного напряжения Свых = 60 в, поляр­

ность — положительная;

—допустимая длительность среза импульса Тс<М мксек-,

—на входе последующего каскада включена лампа 6Н15П.

12

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип диода;

—сопротивление нагрузки RH;

—амплитуду входного напряжения Uвх »

П о р я д о к р а с ч е т а

1.Выбор типа лампы

Вдиодных ограничителях обычно применяют двойные диоды

6Х6С, 6Х2П и т. п.

Выберем для схемы ограничителя одну половину лампы

6Х6С.

2 Определение величины сопротивления R„

Величину сопротивления RH можно определить по формуле

3(С 0 + Сак) •

Допустимая длительность среза импульса тс нам задана. Паразитная емкость С0 = Сак + Смонт . Для лампы 6Н15П по справочнику Сак = 2 пф. Смонт рекомендуется брать в пределах Ю т- 20 пф.

С0 = 2 + 10 = 12 пф.

13

3. Определение амплитуды входного напряжения

Для определения амплитудного значения входного напряже­ ния, при котором обеспечивается заданное значение напряже­ ний на выходе, необходимо по справочнику найти величину со­ противления диода R,-. Для лампы 6Х6С Дг = 400+1000 ом.

Входное напряжение определяем по формуле

UBX= 60 83,3 + 1= 60,6 в

83,3

Таким образом, нами определены все необходимые пара­ метры схемы.

По ГОСТ выбираем Ra в соответствии с данными, получен­

ными при расчете.

РАСЧЕТ ДИОДНОГО ОГРАНИЧИТЕЛЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ДИОДА И НАГРУЗКИ

Схема диодного ограничителя с параллельным включением диода показана на рис. 8. Допустим, из последовательности

прямоугольных импульсов двухсторонней полярности, посту­ пающих на вход ограничителя, необходимо выделить импуль­ сы только отрицательной полярности (рис. 9). Методика расче-

14

Та параллельного диодного ограничителя сводится к следующе­ му.

—амплитуда выходного импульса UBHX = 50 в. ,полярность

отрицательная;

—на выходе последующего каскада включена лампа 6Н1П.

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип диода;

—величину сопротивления Rorp ;

—амплитуду выходного напряжения положительной поляр­ ности U'Bb,x ;

—амплитуду входного напряжения UBx.

П о р я д о к р а с ч е т а

1.Выбор типа лампы

Выбор типа лампы производится так же, как и в последова­ тельном диодном ограничителе.

Выберем для схемы ограничителя одну половину лампы

6Х6С.

15

2. Определение величины сопротивления Rorp

Величину сопротивления R0rP можно определить по фор­

муле

Rогр ТФ

ЗС0‘

Допустимая длительность фронта выходного импульса Тф нам задана. Необходимо найти значение паразитной емкости С0

3. Определение амплитуды входного напряжения

Амплитудное значение входного напряжения, при котором обеспечивается заданное значение напряжения на выходе, мож­ но найти по формуле

Rorp “Ь R h

Uox = U„

R H

74 + 600 50 = 56 в.

600

4. Определение величины выходного напряжения положительной полярности

Величину выходного напряжения положительной полярно­ сти можно определить по формуле

где Rt — внутреннее сопротивление диода; для лампы 6Х6С

16

5. Определение мощности, рассеиваемой на сопротивлении R,огр

РАСЧЕТ АНОДНО-СЕТОЧНОГО ОГРАНИЧИТЕЛЯ

Анодно-сеточный ограничитель позволяет осуществлять двухстороннее ограничение амплитуды сигналов и их одновре­ менное усиление.

Допустим, нам необходимо преобразовать синусоидальное напряжение в импульсы почти прямоугольной формы.

Методика расчета анодно-сеточного ограничителя в этом случае сводится к следующему.

—длительность фронта выходных импульсов тф<14 мксек-,

—частота входного синусоидального напряжения f = 10 кгц\

—на входе последующего каскада включена лампа 6С5С.

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—вид схемы и тип лампы;

П о р я д о к р а с ч е т а

1. Выбор вида схемы и типа лампы

Схема анодно-сеточного ограничителя может быть однокас­ кадной или двухкаскадной.

Произведем расчет однокаскадной схемы и, если окажется, что однокаскадное ограничение не обеспечивает заданных усло­ вий, будем рассчитывать двухкаскадную схему.

Однокаскадная схема ограничителя изображена на рис. 10.

Ванодно-сеточных ограничителях обычно используют лампы

смалым значением междуэлектродных емкостей и большой крутизной характеристики.

Этим требованиям в достаточной степени удовлетворяют двойные триоды 6Н8С, 6Н15П, 6Н1П, 6НЗП и др. Выбираем лампу 6Н15П (одну половину).

2.Определение величины сопротивления Rorp

Величину ограничивающего сопротивления Rorp можно

определить по формуле

_ At

R°rp — Т7^~ >

^ '-'вх

где АСвх — разброс величины входной емкости лампы. Допустимый разброс выходных импульсов во времени At

нам задан. ДСВХ находим из соотношения

ДСВх — 0,3 CgK.

Для лампы 6Н15П СgK — 2 пф;

АСвх = 0,3- 2 = 0,6 пф-

3.Определение величины сопротивления Ra

Для определения величины сопротивления анодной нагрузки /?а необходимо построить динамическую характеристику лампы и найти максимальное значение анодного тока (рис. 11).

18

*а макс

п80

= -5 ;-i F f - 16 ком-

4. Определение амплитуды входного напряжения

Нам необходимо выбрать такую амплитуду входного напря­ жения, при которой обеспечивается заданная длительность фронта выходных импульсов. Для этого находим увеличение длительности фронта выходных импульсов за счет паразитной емкости

‘Фп 3 Си >

где Сп — паразитная емкость схемы.

19

Расчет входного напряжения показывает, что выбор схемы однокаскадного ограничителя обеспечивает заданные условия при небольшой амплитуде входного напряжения.

Если бы в процессе расчета амплитуда входного напряжения оказалась недопустимо большой, то необходимо было бы пе­ рейти к расчету двухкаскадной схемы ограничения. При этом рекомендуется взять сопротивление Да во втором каскаде та­ кой же величины, как и в первом каскаде.

Затем необходимо рассчитать длительность фронта импуль­ сов после второго каскада ограничения по формуле

1ф2

-в) I

UB

после чего определить амплитуду входного напряжения по формуле

-go

UB 2тг/ ' ф2

5.Определение величины сопротивления 1+

Величину сопротивления смещения Rg можно определить до

формуле

2- • Еси ■R,огр

20