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

В этой формуле все величины нам известны, кроме напря­ жения смещения ЕС1Л , которое можно вычислить по формуле

6. Определение мощностей, рассеиваемых на сопротивлениях R a, R uГр > Rg

Определение мощностей, рассеиваемых на сопротивлениях, производится по следующим формулам:

Итак, все параметры схемы определены. По ГОСТ выби­ раем /?а, Rg » R 0Гр в соответствии с данными, полученными при

расчете.

§ 3. РАСЧЕТ ОГРАНИЧИТЕЛЯ-УСИЛИТЕЛЯ • НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ

С помощью усилительного каскада на полупроводниковом триоде можно осуществить двухстороннее ограничение ампли­ туды импульсов.

Рассмотрим методику расчета типовой схемы ограничителя амплитуды (рис. 12) для формирования прямоугольных им­ пульсов из синусоидального напряжения.

И с х о д н ы е д а н н ы е

— амплитуда выходных импульсов Нвых = 6 в;

— допустимая длительность фронта выходных импульсов

тф < 2 мксек;

— частота входного синусоидального напряжения f =

=250 кгц\

—диапазон температур — 60 -у- + 65° С.

21

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип полупроводниковых приборов и их параметры;

— параметры схемы RK, R e, Ср ;

— амплитуду входного тока 1„т-

П о р я д о к р а с ч е т а

1.Выбор типа триода

При выборе полупроводникового триода целесообразно ру­ ководствоваться следующими соображениями:

— напряжение коллекторной батареи Ек = (Ы т-1,3) U вых

должно быть меньше допустимого для данного типа триода;

— предельная частота усиления по току триода должна быть достаточной для получения заданной длительности фронта им­ пульсов, т. е. должно выполняться условие

2^/Г<Тф’

где / а — предельная частота усиления по току.

Исходя из перечисленных требовании, можно применять в данной схеме триоды типа П401, П402, П406, П407 и др.

22

4. Определение емкости конденсатора Ср

Величина емкости конденсатора Ср должна быть выбрана

из условий неискаженной передачи синусоидального напряже­ ния на вход триода.

5.Определение величины сопротивления RK

Величину сопротивления RK можно найти по формуле

р

RK

/к»

7,8

= 780 ом.

= 10 - 10“3

Определим мощность, рассеиваемую на сопротивлении R K ■'

Pr.. = / 2 • R K= (10 • 10 3J2 ■780 = 0,08 вт .

6.Определение величины сопротивления Rft

Для определения величины сопротивления R б можно ис­

пользовать формулу

F

Rk> Ср, Rc> в соответствии с данными, полученными при рас­

чете.

24

§ 4. РАСЧЕТ МУЛЬТИВИБРАТОРА

Мультивибратор представляет собой двухламповый генера­ тор несинусоидальных колебаний, предназначенный для полу­ чения импульсов напряжения прямоугольной формы, деления частоты, расширения импульсов и для других целей.

Наиболее типичной является схема мультивибратора с ну­ левой сеткой. Такая схема может быть симметричной и несим­ метричной.

Рассмотрим порядок расчета симметричного мультивибра­ тора с нулевой сеткой, электрическая схема которого изображе­ на на рис. 13.

И с х о д н ы е д а н н ы е

— напряжение источника анодного питания £ а = 250 в;

— амплитуда импульсов на выходе НвЫХ= 160 в;

— частота колебаний мультивибратора Fu = 1200 гц;

— длительность фронта тф и длительность спада тс долж­ ны быть в пределах 0,2 ти ;

—на входе последующего каскада включена лампа 6К1Ж-

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип ламп и режим их работы;

—параметры схемы R a, С, Rg ;

25

коэффициент усиления /г;

—мощность, рассеиваемую на аноде лампы Ра ;

—длительность фронта тф и длительность спада тс выход­ ных импульсов.

П о р я д о к р а с ч е т а

1Выбор типа ламп

Вмультивибраторах обычно используют лампы с малым внутренним сопротивлением, большой крутизной характеристи­ ки и малыми междуэлектродными емкостями. Исходя из этих требований, в мультивибраторах рекомендуется применять двойные триоды, например: 6Н8С, 6Н7С, 6Н15П, 6Н1П и др. Выбираем лампу 6Н8С.

2.Определение величины сопротивления Ra

Для определения величины сопротивления нагрузки R a не­

обходимо найти вначале значение тока га в анодной цепи от­ крытой лампы. С этой целью построим динамическую характе­ ристику (рис. 14).

По горизонтальной оси откладываем значение Еа , Затем от точки А влево откладываем величину напряжения UBHX , С точ­

26

ки Б возводим перпендикуляр до пересечения с характеристи­ кой при Ug = 0, после чего определяем /„

/а = 8 ма .

Величину сопротивления Ra находим по формуле:

п_ Ивых .

1G0

/?а = 8 • 1Q-3 = 20 ком .

3. Определение мощности, рассеиваемой на аноде лампы

Допустимое значение рассеиваемой мощности находится по справочнику. Для лампы 6Н8С

Рл = 2,75 вт .

Мощность, фактически рассеиваемая на аноде лампы, на­ ходится по формуле

где Б а— напряжение на аноде открытой лампы:

Uа = £ а — и Вых = 250 — 160 = 90 в.

Расчет рассеиваемой мощности необходимо вести для ава­ рийного режима, то есть для такого случая, когда лампа дли­ тельное время открыта. Для этого случая

Р* = Ua • 4 = 90 • 8 • 10-3 = 0,72 вт.

Таким образом,

4.Определение емкости конденсаторов связи С (Cj. С2)

Для определения величины емкости конденсаторов связи Сг

иС2 используем выражение

С< _______!_____

и ^ 2 0 Ди(Яа + ^ к) ‘

В этой формуле нам неизвестно RgK , которое можно опреде­ лить по справочнику. Для триодов RgK рекомендуется брать равным 1 ком

1

С < 201200 (20 + 1) • 103 = 1995 пф.

27

Проверяем, не будут ли влиять на работу схемы при дан­ ной величине С паразитные емкости. Для уменьшения влияния

паразитных емкостей должно выполняться условие:

вие выполняется. Возьмем С = 1800 пф.

5.Определение величины сопротивления RglRgi.Rgs)

Для определения величины сопротивления утечки Rg ис­

пользуем формулу

2F„C- In

UB

-go |

Eg0 лампы 6H8C при Ea— 250 в равно — 15 в.

i

98 ком.

160 2- 1200180010 ~12 In 15

6. Проверка схемы на самовозбуждение

Условием самовозбуждения является k > 1. Коэффициент усиления k определяем по формуле

р • R

Для лампы 6Н8С р. = 18,8; Rt= 7,2 ком-,

L 18,8-20 ДО3

13,8.

k “ 20 • ГО3"+ 7,2- 103

Таким образом, k > 1, следовательно, условие самовозбуж­

дения выполняется.

28

7, Определение длительности фронта и длительности среза импульсов

Пределы длительности фронта и длительности среза им­ пульса нам заданы относительно длительности выходного им­ пульса. Поэтому вначале определим длительность выходного импульса ти

833

ти = -g - = 417 мксек.

Длительность фронта выходного импульса находим по фор­ муле

тф = 2,2[(Я а + а д с | ;

тф = 2,2 [(20 • 103 + 1• 103) • 1800 • Ю"12] = 81 мксек.

Длительность среза выходных импульсов находим из соот­ ношения

условия выполняются.

8.Определение мощностей, рассеиваемых на сопротивлениях,

ирабочих напряжений конденсаторов

Мощность, рассеиваемую на сопротивлении Ra при аварий­ ном режиме работы схемы, определяем по формуле

Pr3 ~ Ubhx ' ^а j

PRa = 160-8 - 10~3 = 1,28 вт.

Для определения мощности, рассеиваемой на сопротивлении Rg , необходимо найти максимальное значение тока разряда

конденсатора С.

29

Для определения рабочего напряжения конденсаторов С не­

обходимо величину напряжения, до которого могут зарядиться конденсаторы, умножить на коэффициент 1,5

Upt6c = Еа • 1,5 = 250 • 1,5 = 375 в.

Итак, все параметры схемы определены. По ГОСТ выбираем /?а , , С в соответствии с данными, полученными при рас­

чете.

Расчет несимметричного мультивибратора производится в том же порядке, что и симметричного. Для определения пара­ метров схемы используются формулы длительности выходных импульсов и периода колебаний мультивибратора:

§ 5. РАСЧЕТ МУЛЬТИВИБРАТОРА НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРИОДАХ

В настоящее время, наряду с электронными лампами, широ­ кое применение при проектировании импульсных устройств на­ ходят полупроводниковые приборы.

Рассмотрим методику расчета мультивибратора на плос­ костных триодах, схема которого изображена на рис. 15.

Эта схема аналогична схеме мультивибратора с положитель­ ным смещением на сетках.

30