Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.99 Mб
Скачать

90 -

тура в анодной или сеточной цепях и наличие сильной обратной связи между анодной и сеточной цепями. Для осуществления такой связи приценяется трансформатор с железным сердечником. По этой причине блокинг-генератор работает только на низеих частотах.

Основное назначение блокинг-генератора - генерирование кратко­ временных импульсов напряжения с большой крутизной и большой ам­ плитудой. Блокинг-генератор может работать в одном из трех режи­ мов: автоколебательном, в режиме синхронизации и ждущем.

В автоколебательном режиме блокинг-генератор представляет со­ бой генератор с самовозбуждением. Его схема изображена на рис.4.14.

Рис. 4.14

Направление витков катушек L L и Х 2 выбирается таким образом, чтобы действовала сильная положительная обратная связь. При возрас­

тании анодного

тока

i a

,

проходящего

черев обмотку

Ху * в обмот­

ке

Х2

индуктируется э .д .с .

такой полярности,

что

на сетку лам­

пы подается э .д .с .

 

со знаком

"плюс",

а на катод - со

знаком "минус'.'

Пусть в момент времени

t

= о

конденсатор

С

заряжен до напря­

жения

[/„

таким

образом,

что

его

обкладка, обращенная к сетке

лампы, заряжена отрицательно.

Лампа заперта,

так

как

UB =

= ~UC ^

£/^л;напряжение на ее

 

 

 

 

 

У

аноде равно напряжению источника

питания

иа = Еа .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

t =- 0

происходит

разряд конденсатора

С

через сопротив­

ление R

и катушку

индуктивности

Х 2

• При разряде

конденсатора

С

до момента

t

=

iy

,

соответствующего моменту отпирания лампы,

для

сеточной цепи

справедливо

уравнение Кирхгофа:

 

 

 

 

 

 

 

 

-

91

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n z + uc

+

UR =0

 

 

 

(4.26)

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l s dt + c I £P^ + 1rR -0 -

 

 

 

Вследствие сравнительно большой величины постоянной вреиени

цепи

Т0 =RC

 

d u

* 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! 1р д

+ ip R = 0

 

 

 

или

d ис

ис

 

 

т

 

 

 

dt

+ RC =0 .

(4.27)

 

Как было установлено выше, решение этого уравнения имеет вид

для начального

условия:

при

t

=

о

Uс = Т1с w a x

 

 

 

 

 

 

ис. =

с m a x

 

RC

 

 

 

(4.28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность разряда определяется постоянной вреиени цепи

 

т0 -не.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

t

= t

i

лампа

отпирается, так как

напряжение

ис =

=

VCj aa

(рис.4.15).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате прохождения анодного тока

i a

через

первич­

ную обмотку трансформатора

£, ±

во вторичной

обмотке

этого

трансформатора

индуктируется э .д .с . взаимоиндукции

 

 

 

 

 

 

Ul = М

 

/

 

 

 

 

(4. 29)

где

М

-

коэффициент взаимоиндукции.

Напряжение на сетке лампы

возрастает, так

как полярность

э .д .с .

U^

при росте такова,что

э .д .с .

плюсом приложена

к сетке,

а минусом - к катоду лампы.

- 92 -

Возрастание сеточного напряжении обусловливает увеличение анодного тока { и уменьшение анодного напряжения (рис.4.15), причем под действием обратной связи процесс нарастания анодного тока и, следовательно, сеточного напряжения развивается лавино­ образно.

Рис. 4.15

При t = t 2 т .е . когда сеточное напряжение становится

положительным, возникает сеточный ток и промежуток сетка - ка­

тод становится проводящим. Сопротивление этого участка

У9. к

мало по сравнению с R

и оно шунтирует

сопротивление

# .

В результате прохождения сеточного тока конденсатор

С быст­

ро заряжается, так как

постоянная времени

цепи заряда

 

С * } - к <<RC ■

Анодный ток, возрастая лавинообразно, достигает максимальной величины, ограниченной условием насыщения; прекращение увеличения анодного тока, в свою очередь, вызывает уменьшение сеточного на­ пряжения, так как

d i a

=М d t ~Vc ■

 

 

 

 

 

-

93 -

 

 

 

 

 

Уменьшение

обусловливает уменьшение анодного тока.

В со­

ответствии с принятым направлением витков в

обмотках трансфор­

матора

уменьшающийся анодный ток вызовет на

конце

обмотки

Z 2 «

обращенной к сетке,

отрицательный

потенциал.

В момент t

-

t 4

произойдет перемена

знака

у напряжения

и ^

и, следовательно,

сеточного напряжения, которое быстро проходит через величину

запирающего напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

^

-

U j t - U c

 

 

 

(4а SO)

Лампа запирается - анодный ток прекратиться; напряжение

на

обмотке

1,г в

течение

t

t s

исчезнет.

 

 

 

 

Напряжение на

аноде лампы в момент ее

запирания

Va

стано­

вится несколько больше напряжения источника питания, так как при исчезновении анодного тока в первичной обмотке трансформатора

будет индуктироваться э .д .с . самоиндукции

U

= 2

—J a и напря-

жение на аноде

 

ua = u a ' t' lJi , -

 

 

 

 

Напряжение

на

конденсаторе С

далее

начнет

уменьшаться в

в соответствии

с

выражением =

Uc m a x B

яс

Напряжение

на аноде лампы установится равным напряжению источника питания. В момент Бремени t 6 напряжение на конденсаторе окажется равным напряжению отпирания лампы; через лампу пойдет анодный ток и процесс снова повторится.

Приближенно длительность генерируемых импульсов определяется по формуле:

 

 

т

и

= a

С ~12 V

1

С _

 

 

 

3^ m a x

 

*

S

 

 

 

 

 

 

 

где

!

тах~

максимальное

напряжение

на сетке;

и !

максимальный

сеточный ток.

 

 

m ax

 

 

 

 

 

 

(4.31)

длительность импульса регулируется изменением емкости конден­ сатора С . длительность периода колебаний равна:

- 94 -

Т = Т

+ т

и

р

где Тр - длительность паузы между импульсами.

Время, в течение которого лампа остается запертой (т .е. пауза между двумя импульсами), зависит от постоянной времени цепи раз­ ряда конденсатора С , величины напряжения, при котором запи­ рается лампа, и величины напряжения, до которой заряжается кон­ денсатор,

U

 

T = R C £ n ~ maX ■

(4.32)

U? an

В большинстве случаев Л Л?. тах а-у и для ориентировочной

ли <jan

оценки длительности периода колебания пользуются простой форму­ лой:

Т ~ RC .

Период колебаний обычно устанавливают подбором величины сопро­ тивления R , так как при изменении емкости одновременно изме­ няются длительность импульса и период колебаний.

Режим синхронизации. Частота колебаний блокинг-генератора из­ меняется в некоторых пределах с изменением величины питающих напря­ жений и параметров схемы. Для стабилизации частоты блокиыг-генера- тор синхронизируют от какого-либо вспомогательного устройства, с выхода которого к блокинг-генератору подводят импульсные или синусо­ идальные колебания более стабильной частоты.

На рис. 4.16 изображена схема блокинг-генератора, у которого синхронизирующее напряжение подается на участок сетка-катод лампы. Период повторения импульсных колебаний в этом случае определяется периодом внешних синхронизирующих колебаний. Графики процессов в

генераторе

изображены на рис.4 .1 6 ,б.

Здесь с поступлением каждо­

го синхронизирующего импульса лампа

блокинг-генератора отпирается

и создается

очередной импульс.

 

- 95 -

Необходимое условие синхронизации состоит в том, чтобЬ период

собственных колебаний блокинг-генератора J 1

был несколько боль­

ше периода синхронизирующих колебаний Тсин

Обычно

Т = ( 1 , 2 ~ 1 , 5 ) Т син .

Частным случаем режима синхронизации является режим

деления

частоты. В этом режиме

частота

повторения импульсов, снимаемых

с блокинг-генератора,

в целое

число раз меньше частоты

повторе­

ния синхронизирующих импульсов, воздействующих обычно на сетку лампы блокинг-генератора (рис. 4 .16,а ).

Рис. 4.17

96 -

На рис. 4 .1 7 ,а изображены графики напряжений синхронизирующих импульсов, на рис. 4.17,6 - графики результирующих импульсов на сетке лаипы. Блокинг-генератор в этом случае срабатывает от каж­ дого четвертого импульса, т .е . частота генерируемых колебаний бу­ дет в четыре раза меньше частоты синхронизирующих импульсов.

Ядуший режим. В ждущем режиме блокинг-генератор генерирует импульсы под воздействием внешнего запускающего импульса. В пау­ зе между запускающими импульсами независимо от' ее длительности лампа бдокинг-генератора остается запертой и импульсы не генери­ руются.

В ждущем режиме на управляющую сетку от отдельного источника необходимо подать отрицательное'напряжение, большее по абсолютной

величине напряжения запирания. Например,

и*ап = -

56, напряжение

смещения

Ес = -10 §.

d

 

 

Мультивибраторы

 

 

Мультивибратор представляет собой генератор несинусоидальных

колебаний,

т .е . колебаний, имеющих сложную форму и

образованных

суммированием множества синусоидальных колебаний различной часто­ ты и амплитуды. В импульсной технике мультивибраторы применяются для генерирования напряжений прямоугольной формы, деления частоты, расширения импульсов и в качестве пусковых и переключающих уст­ ройств.

Мультивибратор может работать в трех различных режимах: авто­ колебательном, ждущем и в режиме синхронизации.

Автоколебательный режим. В этом режиме мультивибратор представ­ ляет собой генератор с самовозбуждением. Схема такого генератора изображена на рис. 4.18. Данная схема состоит из двух усилитель­ ных каскадов на сопротивлениях. Выход каждого каскада соединения со входом другого осуществляется посредством конденсатора.

При включении мультивибратора в обеих лампах появляется анод­ ный ток, и конденсаторы Ci и Сг заряжаются до величины анодных напряжений. Всегда существующая разница анодных токов ламп вызы­ вает неустойчивое состояние схемы, которое усиливается лавинооб­ разно до тех пор, пока анодный ток в одной лампе не уменьшится до пуля, а во второй — не достигнет максимума.

- 9? -

 

 

 

Р И С .

4 .1 8

 

 

 

 

Предположим,

что

анодный ток лашш

A g

стал

больше анодного

тока лампы

А 1

.

Ввиду этого

напряжение U аг

на

аноде лампы

станет меньше напряжения Uai

на

аноде

лампы

Д .

 

Напряжение на

конденсаторе

 

, которое

раньше

было равно

напряжению

иаг

, теперь за счет

уменьшения

U а2

окажется больше

существующего в данный момент напряжения на аноде лампы. В резуль­

тате

конденсатор

начнет

разряжаться

через

лампу Д 2

и сопро­

тивление

.

Ток разряда

создает

на

сопротивлении

падение

напряжения

ищ

, отрицательное относительно сетки лампы

, что

приведет к уменьшению анодного тока лампы

A i

и увеличению анод­

ного напряжения

Uaj .

Вследствие

увеличения

анодного напряжения

иси

до

uai ~ иси ^

иа{

напряжение на

обкладках конденсатора

0

2 окажется

меньше напряжения

u a i

,

что

обусловит

прохожде­

ние зарядного тока через

конденсатор

С2

 

, сопротивления

R ai

иа участок сетка-катод Д g .

Зарядный ток на

сопротивлении

создает падение напря­

жения; знак "плюс" этого напряжения приложен к

сетке лампы А2

Вследствие этого анодный ток лампы

А 2 резко

увеличивается,

что,в свою очередь, ускоряет процесс разряда конденсатора

через

лампу

Д 2

и сопротивление

и приводит к запиранию

лампы

Д

.

 

а

 

 

 

 

-

98

-

 

Процесс увеличения анодного юна

лампы Л 2

в уменьшения анод­

ного тока лампы

происходит лавкнообраано. В конце этого про­

цесса

лампа

полностью запрется, что приведет к заряду кон­

денсатора С2 Д°

напряжения источника питания и к установлению

анодного тока лампы А2 наибольшей величины.

После этого конден­

сатор

будет

продолжать

разряжать он до величины напряжения

и'аг » установившегося на

аноде лампы Лг •

По мере разряда конденсатора

С^

величина разрядного тока

уменьшается и, следовательно, уменьшается отрицательное смещение

на сетке лампы

h i . Наконец, наступает такой момент, когда на­

пряжение на Rgt

становится меньме

напряжения запирания лампы и

лампа

A i

открывается. При этом

напряжение на

ее аноде практи­

чески

падает

мгновенно до минимального значения

и весь процесс

повторяется в обратном направлении.

Графики изменений напряжений на элементах схемы показаны на рис. 4.19.

Рис. 4.19

 

 

- 99 -

 

Время

Т{

, в течение которого лампа

остается запертой,

определяется

постоянной времени цепи разряда конденсатора С г

а время

Т 2

, в течение которого лампа Лг

остается запертой, -

постоянной времени цепи разряда конденсатора

С £ . Приближенно-

период импульсных колебаний можно оценить цри условии R ai

 

 

 

(4.88)

Ждущий режим. Кулыивибратор, работающий в

ждущем режиме (жду­

щий мультивибратор), представляет собой генератор импульсов с внешним (независимым) возбуждением. Форма генерируемых импульсов определяется параметрами схемы мультивибратора. Момент появления генерируемого импульса определяется моментом подачи на вход схемы внешнего пускового импульса. Длительность генерируемых импульсов в различных схемах ждущих мультивибраторов может определяться параметрами схемы и напряжением постоянного тока, которое вводит­ ся специально для регулирования длительности импульса.

Ждущие мультивибраторы очень часто применяются в тех случаях, когда требуется изменить в широких пределах задержку по времени одного импульса по отношению к другому.

Входной кратковременный импульс запускает ждущий мультивибра­ тор (рис.4.20). Задний фронт генерируемого им импульса подверга­ ется дифференцированию (обострению). Следовательно, кратковремен­ ный импульс на выходе всей схемы задержки по отношению к входно­ му будет задержан на длительность импульса мультивибратора

(рис. 4.21).

Выбор режима работы мультивибратора и параметров его схемы осу­

ществляется таким образом, чтобы между напряжением Ugx

, регу­

лирующим длительность генерируемых импульсов,

и длительностью им­

пульсов существовала прямая пропорциональность

Т'= к и gx

,

где k=const.

 

 

Ждущие мультивибраторы применяются в индикаторах оадиолокацион-- ных станций, в схемах автоматического определения координат и дру­ гих элементах радиотехнических устройств.

Наиболее широко схема ждущего мультивибратора используется с катодной связью. Одна из таких схем с положительной сеткой изобра-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ