книги из ГПНТБ / Слюсарь В.К. Упрощенный расчет импульсных схем [учебное пособие]
.pdfFa |
___________ 1____________ |
Мгц. |
|
6,28 V |
4,2 |
||
|
б/'М Д 71"2 • 22 • 10-6 |
|
|
19. Определение длительности фронта и длительности спада импульса
Для расчета длительности фронта импульса воспользуемся формулой
0,25 . ТФ = - FB ’
0,25
= 0,06 мксек.
'Сф==4,2-101Г
Длительность спада импульса определяем по формуле
0,5 . |
||
ТС F |
В |
’ |
1 |
|
|
0,5
тс = 0,12 мксек.
4,2 • 10е
Таким образом, длительность фронта и длительность спада импульсов находится в пределах заданных значений. По ГОСТ выбираем значения R, С, R K, Ск и элементы трансформатора
в соответствии с данными, полученными при расчете.
§ 9. РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Генераторы пилообразного напряжения в основном исполь зуются для получения временной развертки на экране элект ронно-лучевой трубки с электростатическим управлением. Прос тейшей схемой для получения напряжения пилообразной фор мы является схема с зарядом конденсатора через активное со противление, изображенная на рис. 26.
Методика расчета генератора, собранного по данной схеме, сводится к следующему.
И с х о д н ы е д а н н ы е
— напряжение источника |
анодного питания Еа — 250 е; |
— длительность прямого |
хода развертки т„р = 2000 мксек; |
—коэффициент нелинейности прямого хода (ф, < 5%;
—частота следования управляющих импульсов Fu = 200 гц.
61
Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь
—тип лампы и режим ее работы;
—параметры схемы R, С, /?,, Су.
По р я д о к р а с ч е т а
1.Выбор типа лампы
Лампа в данной схеме должна отвечать следующим требо ваниям:
— иметь малое напряжение запирания Eg0 , что необходимо
для уменьшения времени запаздывания развертки;
—иметь малое внутреннее сопротивление /?,• , что необходи мо для уменьшения времени восстановления исходного состоя ния схемы и для уменьшения начального напряжения на кон денсаторе С;
—удовлетворять требованиям габаритов, экономичности,
однотипности.
Перечисленным требованиям наиболее полно отвечают лам пы 6И8С, 6С5С, 6Н1Г1, 6Н2П. Выберем лампу 6Н8С.
2 Определение величины сопротивления R
Величина сопротивления R выбирается из условий получе
ния нужного начального значения зарядного тока / нач . При выборе величины зарядного тока необходимо иметь в виду сле дующие обстоятельства.
Выбор большого значения тока / нач потребует увеличения емкости конденсатора С, а следовательно, увеличения времени восстановления исходного состояния схемы.
62
Уменьшение начального значения зарядного тока приведет к тому, что он станет соизмерим с токами утечек, и схема будет работать нестабильно.
Исходя из этих соображений, начальное значение зарядного тока рекомендуется выбирать в пределах от 0,5 ма до несколь ких единиц миллиампер. Выберем / нач = 1,5 ма.
По анодной характеристике лампы 6Н8С находим значение начального напряжения на конденсаторе Дс0 . Для этого по оси
абсцисс откладываем значение £ а, а по оси ординат / нач . Со единяем найденные точки прямой и находим точку пересечения этой прямой с характеристикой для Ug = 0 (рис. 28)
U с0 = 16 в.
63
Величину сопротивления R находим, из соотношения
/? = |
Д"а U: о |
250 — 16 |
156 |
ком. |
|
/ нлч |
1,5 ■10 3 |
||||
|
|
|
3.Выбор емкости конденсатора С
Для определения емкости конденсатора воспользуемся фор мулой
|
|
С-= |
|
L n p |
|
|
|
|
|
|
-Ur |
|
|
|
|
|
|
|
R -hИ1 р _ г г _ тт |
|
|
||
|
|
|
|
вых/п |
U с о |
|
|
где UBblx |
амплитуда пилообразного напряжения. |
||||||
|
|
|
• Да = 0,05-250 |
= 12,5 |
в; |
||
|
С = |
|
|
2000 - 10~в |
|
= |
0,2Й мкф. |
|
156Юз in |
250— 16 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
250 — 12,5— 16
4. Определение времени восстановления исходного состояния схемы
Для того чтобы в схеме к приходу следующего управляю щего импульса восстановилось исходное состояние (т. е. чтобы конденсатор С разрядился до уровня Uc 0 ), необходимо чтобы выполнялось условие
^ВОССТ -обр •
Найдем 4осст по формуле Досст ~ 3 CR, , где Rt— внутрен нее сопротивление лампы.
По справочнику находим, что для выбранной нами рабочей точки лампа 6Н8С имеет внутреннее сопротивление
|
|
R( =2,5 ком, |
|
|
тогда г„осст = |
3 • 0,25 -10 и • 2,5 • 103 = 1875 мксек. |
|
||
Определим длительность обратного хода |
|
|||
"обр = Д- Д ч,р - |
2 об - |
2000 • 1 0 -в= 3000 мксек. |
|
|
Сравнивая |
/восст |
и тоб1„ |
видим, что условие t B0CCT <■ "обр |
вы |
полняется. |
|
|
|
|
64
Следовательно, восстановление исходного состояния в схе ме за время интервала между управляющими импульсами осу ществляется.
5. Определение параметров входной цепи F^Ci
При расчете параметров входной цепи R\C\ исходят из того,
что для неискаженной передачи управляющего импульса через переходную цепь R\C\ необходимо выполнение условия
Я , С, > (20-f-100) Тпр.
Сопротивление R\ выбирается путем подбора. Эксперимен
тальные исследования показывают, что в рассматриваемых схе мах генераторов пилообразного напряжения сопротивление утечки Rг рекомендуется брать равным 150 4- 400 ком.
Возьмем сопротивление Ri = 200 ком.
Емкость конденсатора Сг находим из неравенства
20 тпр |
2 0 - 2000- 10 ■ « |
= 0,1 |
мкф. |
||
Я, |
200 |
- 103 |
|||
|
|
||||
6.Определение мощности, рассеиваемой на сопротивлениях,
ирабочих напряжений конденсаторов
Мощность, рассеиваемую на сопротивлении R, находи Щ ни
формуле
D |
£а3 |
2502 |
п . , |
P r ~ |
R - |
156-103 |
~ 0,4 |
При определении мощности, рассеиваемой на сопротивлении R ь исходят из следующих соображений. Входное напряжение,
поступающее на управляющую сетку лампы, обычно берут рав ным
|
Un = 0 .5 -г-2) • ! |
|
I • |
||
Для лампы 6Н8С при £ а = 250 в Eg 0 = — 14 в, значит |
|||||
|
г/вх = |
(1,5-Н2)- |
14 б. |
||
Возьмем Пвх = 28 в, |
тогда |
|
|
||
Ri |
|
|
28'2 |
= |
0,004 вт. |
R\ |
|
200-1О3 |
|||
|
|
|
|
||
Рабочее напряжение |
конденсатора |
jaiо D |
|||
рекомендуется ир< |
|||||
1,5 раза больше того напряжения, до которого заряжается кон
денсатор |
£/вЬ1х m’ |
—■12,5- 1,5 — 19 в\ |
^paoc —- |
||
U, |
и ъж 1,5 = |
28- 1,5 = 42 в. |
Раос1 |
|
|
5. В. К. Слюсарь, |
65 |
Таким образом, нами определены все параметры схемы, ко торые требовалось определить.
По ГОСТ выбираем С, R, С\, R\ в соответствии с данными,
полученными при расчете.
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ГЕНЕРАТОРА ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С СОПРОТИВЛЕНИЕМ УТЕЧКИ, ВКЛЮЧЕННЫМ МЕЖДУ СЕТКОЙ ЛАМПЫ
ИПЛЮСОМ ИСТОЧНИКА АНОДНОГО ПИТАНИЯ
Впрактических схемах генераторов пилообразного напря
жения сопротивление утечки Ry часто включают между |
сеткой |
и плюсом источника анодного питания (рис. 29). При |
таком |
включении достигается уменьшение величины остаточного на пряжения Uco и схема работает более стабильно.
Порядок расчета такой схемы аналогичен предыдущему, за исключением нахождения величины сопротивления утечки R ь
Величина этого сопротивления также выбирается путем под бора и, как показывают экспериментальные исследования, це лесообразно брать Ry в пределах 50 т- 500 ком. После выбора сопротивления R i необходимо проверить, не превышает ли мощ
ность, рассеиваемая на сетке лампы, допустимую мощность рассеивания
Р8 < Р
^ йдоп •
В справочниках обычно не приводятся данные о допустимой мощности, рассеиваемой на сетке лампы. Рекомендуется брать ее при расчетах равной
66
Определяем напряжение на управляющей сетке в исходном состоянии схемы
и„ |
' Я * |
|
Я. + ЯЛ |
||
|
Находим величину тока, протекающего в цепи сетки
i= ____
*Я1 + КЛ '
Определяем мощность, фактически рассеиваемую на управ ляющей сетке лампы
Проверяем, не превышает ли фактически рассеиваемая мощ ность значения допустимой мощности, рассеиваемой на сетке.
Если Pg превышает значение Pg , то необходимо взять
больше значение R\. Остальные элементы генератора рассчи
тывают так же, как и для предыдущей схемы.
§ 10. РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРИОДАХ
Конфигурация схем генераторов пилообразного напряжения, построенных на полупроводниковых триодах плоскостного, ти па, в основном совпадает с конфигурацией аналогичных схем на вакуумных лампах. Однако особенности полупроводниковых триодов требуют специфического подхода к выбору парамет ров схемы.
Простейший генератор пилообразного напряжения может быть собран на одном коммутирующем триоде. Однако такие схемы обладают малым коэффициентом нелинейности. С целью получения больших амплитуд пилообразного напряжения с воз можно меньшим коэффициентом нелинейности на практике ши роко используются токостабилизирующие двухполюсники.
Схема с разрядом конденсатора через тохостабилизирующий двухполюсник представлена на рис. 30.
В этой схеме триод Т\ является коммутирующим, триод Т2—
токостабилизирующим. Рассмотрим методику расчета генерато ра пилообразного напряжения, собранного по указанной схеме.
И с х о д н ы е д а н н ы е
— амплитуда пилообразного напряжения на выходе
^вых—35 а,
— длительность прямого хода £пр = 1750 мксек;
67
— период повторения |
запускающих импульсов Тп = |
= 2000 мксек\ |
|
— допустимый коэффициент нелинейности Рн < 2%; |
|
— диапазон температур |
— 60т~ + 80° С. |
♦Б к -
Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь
—тип полупроводниковых триодов и их параметры;
—величину напряжения источника питания Ек ;
—амплитуду входного напряжения Нвх;
— параметры схемы R б> R3, R\, R?, С, Ср, С6.
П о р я д о к р а с ч е т а
I. Выбор типа полупроводниковых триодов
При выборе триодов необходимо исходить из следующих соображений:
—допустимое напряжение коллекторной цепи должно быть больше амплитуды выходного напряжения;
—обратные токи триодов должны быть по возможности
малы;
—триод Т2 должен обладать малой выходной проводи мостью во всем диапазоне температур;
—триоды должны устойчиво работать в заданном диапазо не температур.
В качестве токостабилизирующего триода Т2 могут быть ис
пользованы триоды типа П26; П106; Г1104; П201; П302; П347
идругие.
Вкачестве коммутирующего триода Т\ могут использоваться
триоды типа П12; П26; П106; П406; П501 и т. п.
Выберем триод Т\ типа П106 и триод Т2 типа П104.
2.Определение величины сопротивления R3
Для улучшения токостабилизирующих свойств триода Т2 величину R3 необходимо выбрать большой. Но увеличение R s
приводит к необходимости повышения напряжения источника
питания Е к . Рекомендуется выбирать R3 |
из условия |
|||
^ |
9 ^ |
(5—10) hl 2 ■h2l— hn ■h2 2 |
. |
|
r |
- |
|
||
|
|
n24 |
|
|
Величины параметров hiu h2 1, h22 берем из справочника. Па
раметр h\ 2 обычно в справочниках не приводится, но его легко |
||||
можно определить |
из выражения |
|||
|
k 12 = h-2 2 ' f б • |
|||
Для триода П104 |
hn — 50 |
ом\ |
||
|
h2\ = |
0,92; |
||
|
h2 2 = |
2- |
10 6 ом ; |
|
тогда |
гб — 200 |
ом, |
||
hl 2 = |
2- |
10-° -200 = 40010^°; |
||
|
||||
10-400-10 с-0,92 — 50- 2- 10 *“ |
|
||
r 3 = -------------------£ Д ( Р ------------------ = ’79 |
К°М' |
||
Для определения мощности, рассеиваемой на сопротивлении |
|||
/?э , необходимо знать |
максимальное значение |
коллекторного |
|
тока триода Т2, который |
является током разряда конденсато |
||
ра С. |
можно найти по следующей приближен |
||
Величину тока гК Т 2 |
|||
ной формуле |
|
|
|
iKT2= * (l,2 -M ,3 )^ p -A s ! . 100; |
|
||
|
|
ГН |
|
iKTl = Ь2- |
QR |
-2- 1 0 -6 • 100 = 4,2 ма. |
|
у |
|
||
69
Для обеспечения температурной стабильности схемы необ
ходимо убедиться, что /к т2 % /ко макс • |
Из справочника для |
|
триода П104 |
|
|
^ко макс |
0,5 мка. |
|
Таким образом, условие iKn^> i-ко I |
в нашей схеме обес- |
|
печивается. |
|
на сопротивлении Rs > мож |
Расчет мощности, рассеиваемой |
||
но произвести по формуле |
|
|
г> |
_Rjijn |
п . |
|
~ h-2l ' Иэ’ |
|
Pr*= |
• 1,79-103 = 0,037 вт. |
|
3.Выбор напряжения источника питания
Расчет напряжения коллекторной батареи можно произве
сти по формуле |
, |
I |
I 7 7 в1[] х “ Ь 7 / о с т т 2 + 7 / g o . |
В формулу мы не ввели остаточное напряжение триода Т\, так
как оно весьма мало и им можно пренебречь.
Напряжение U0„ ri выбираем, |
используя неравенство |
U/ 0Ст< 12 *-^К доп |
и а |
где Еклоп — допустимое коллекторное напряжение. Для трио
да П104 Е кдоп = |
60 в\ |
Т/Остт2< 6 0 — 35 = |
25 в. |
|||||
Выберем 0 0„ |
15 |
в. Напряжение |
U6 2 |
можно найти по |
||||
формуле |
|
|
II |
— 1ктг |
т> • |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
и б‘>= |
7. |
Кэ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
л2, |
|
|
|
|
4 2- 10~3 |
|
|
|
|
|||
и ^ |
- Ь |
щ |
— |
' ^ |
103 = |
8 |
||
тогда |
\ЕК\ |
= |
35 + |
15 + |
8 = 58 в- |
|||
|
|
|
Ек = — 58 в. |
|
|
|||
4.Определение величины емкости С
Для расчета емкости конденсатора С можно использовать
выражение
г - _ т2 ' 7Пр _
~ и RMT ’
70