книги из ГПНТБ / Фролкин В.Т. Импульсная техника учебное пособие для радиотехнических факультетов высших учебных заведений

получим:

Отсюда

(3.61)

SR ’

Таким образом, емкость Сп, подключенная к катоду катод­ ного повторителя, изменяет наклон прямого хода в SR раз меньше, чем та же емкость, присоединенная параллельно

90

Если коэффициент передачи катодного повторителя бли­ зок к единице, то соотношения (3. 63а) принимают следую­ щий вид:

TOe^CR-^,

R

приближенно считать, что коэффициент передачи Ко будет определяться сопротивлением RH

К ~

Параметры экспоненты, выражающей закон изменения потенциала и, в этом случае будут выражаться следующим образом:

Toe = CRSRH,

Таким образом, подключение сопротивления нагрузки RK к катоду катодного повторителя улучшает линейность напря­ жения в SR раз по сравнению со случаем подключения RH непосредственно к зарядной емкости.

Проведенное рассмотрение показывает, насколько выгод­ ным является съем выходного напряжения с катода катод­ ного повторителя, что обычно и осуществляется на практике.

Однако иногда все же пилообразное напряжение сни­ мают непосредственное зарядного конденсатора. Одно из пре­ имуществ этого способа заключается в большей стабиль­ ности начального уровня пилообразного напряжения. Это обстоятельство имеет существенное значение в случае исполь­ зования пилообразного напряжения для целей сравнения амплитуды, например в амплитудных компараторах.

91

Кроме того, иногда следует учитывать запаздывание нарастания потенциала катода катодного повторителя за счет заряда паразитной емкости, а также вследствие конечного времени запирания диода Д.

В самом деле, запирание диода произойдет, когда потен­ циал обеих пластин емкости Ci повысится на величину* i0R^. До момента запирания диода коэффициент передачи катод­ ного повторителя будет определяться малым внутренним сопротивлением диода и значение его будет весьма мало.

Приближенно момент /3 можно определить следующим образом. Без учета анодной реакции, считая нагрузкой катод­ ного повторителя внутреннее сопротивление диода, измене­

Очевидно, что запирание диода произойдет, когда заряд­ ный ток полностью обеспечит лампа катодного повторителя.

при малой длительности прямого хода (десятые доли микро­ секунды и менее) и заставляет в ряде случаев отказываться от применения диода, как показано ниже.

Разновидности основной схемы. На рис. 3. 24 представлен упрощенный вариант схемы рис. 3. 20, в котором диод заме­ нен сопротивлением Rx. Величина сопротивления Ад выби­ рается большей, чем внутреннее сопротивление диода в пре-, дыдущей схеме. Поэтому компенсирующее действие катод­

тоты повторения на наклон пилообразного напряжения выражено в этой схеме гораздо сильнее, поскольку восста­ новление начального заряда на емкости Ci осуществляется

и i0 = «fl-

92

В начальном состоянии при замкнутом ключе К через лампу катодного повторителя и сопротивление Д протекает начальный ток iao, величина которого фиксируется дио­ дом Д. При размыкании ключа конденсатор С начинает заря-

разделительного конденсатора С\, диод запирается, а катод­ ный повторитель поддерживает приблизительно постоянный зарядный ток конденсатора С.

Нетрудно видеть, что коэффициент передачи KCi катодного повторителя в этой схеме выше, чем в предыдущих, поскольку зарядная цепочка СД не шунтируется катодным сопротивле­ нием. Если' пренебречь разрядом разделительного конден­ сатора Ci, за время прямого хода, то из (3. 53) можно полу­ чить следующий закон изменения напряжения на конден­

93

Более точное выражение для U получится, если учесть, что во время прямого хода разделительный конденсатор Ci разряжается по экспоненте с постоянной времени Т — Ci,Rg. В этом случае получаем

двумя конденсаторами С' и С, последний из которых под­ ключен к выходу катодного повторителя через сопротивле­ ние Ri. При размыкании ключа R заряд конденсаторов С" и С' происходит убывающим током I, за счет которого напря­ жение и на сетке катодного повторителя нарастает субываю-

S4

щей скоростью. Наряду с этим через цепочку RiC протекает нарастающий ток ilt за счет которого потенциал верхней пластины емкости С", а следовательно, и потенциал сетки и нарастает на начальном отрезке времени с увеличиваю­ щейся скоростью.

Величину постоянной времени дополнительной интегри­ рующей цепочки RiC" можно выбрать таким образом, чтобы квадратичный член убывающего степенного ряда, представ­ ляющего прямой ход треугольного импульса, был равен нулю, или, во всяком случае, намного меньше, чем кубич­ ный.

Диод Д2 служит для быстрого разряда конденсатора С во время обратного хода. Для пилообразного напряжения, генерируемого схемой рис. 3. 26, ошибка смещения может быть уменьшена до 0,1%.

3. 6. СХЕМЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ.

ИНТЕГРИРУЮЩИЕ СХЕМЫ

Блок-схема. В этом методе линеаризации пилообразного напряжения постоянство зарядного тока обеспечивается за счет понижения потенциала второй пластины конденса­ тора С, которая в ранее рассмот­ ренных схемах имела постоянный потенциал.

При размыкании ключа (см. схему рис. 3. 27) конденсатор начинает заряжаться от источника

усилителя. При этом ступенчатому входному сигналу щ (t) (размыкание ключа) соответствует пилообразный выходной сигнал и (/). Закон изменения выходного напряжения и после размыкания ключа можно получить из следующих

95

соотношений, полагая входное сопротивление усилителя

Из соотношений (3. 69) и (3. 71) с учетом начального условия и0 = 0 получаем закон изменения выходного напря­ жения:

усилителя с инвертированием фазы. В самом деле, нараста­ ние входного потенциала усилителя при размыкании ключа происходит по экспоненте с постоянной времени Тое, при­ чем

Д = Св:<«£:С(1 + K0)R.

96

Вследствие большой величины ТОе используется лишь , начальный, приблизительно линейный участок экспоненты, который затем усиливается усилителем с коэффициентом уси­

ления Ко- Нетрудно видеть, что нестабильность величины Ко из-за

наличия эффективной отрицательной обратной связи мало ; влияет на параметры линеаризованной экспоненты.

пилообразного напряжения, получаемого в интегрирующих схемах. В случае применения однокаскадного усилителя можно получить пилообразное напряжение с ошибкой сме­ щения порядка 0,1 % и с коэффициентом использования анод­ ного напряжения свыше 0,5. Ошибка смещения может быть снижена до 0,01% применением трехкаскадного уси­ лителя.

Следует также отметить, что генератор пилообразного напряжения с отрицательной обратной связью является

схема генератора на триоде представлена на рис. 3. 28; а.

нии У?! открыта, а Л2 закрыта отрицательным потенциалом на аноде JE, величина которого устанавливается ниже напряжения запирания Е«о2 с необходимым запасом по отно-

шению к возможным источникам нестабильности (смена и старение ламп, колебания источника напряжения и т. д.). Регулировка этого потенциала осуществляется подбором плечей делителя /?к.

Для определения закона изменения выходного напряже­

Рис. 3. 28. Принципиальная схема триодного генератора по блоксхеме рис. 3. 27.

R = (10* Ю’) ом-,

Ra = (50 -4- 100) ком.

В момент начала прямого хода импульса (/ = 0) ключ Ki замыкается, а К2 — размыкается. Для определения заряд­ ного тока i и выходного напряжения удобно воспользо-

а) б)

Рис. 3. 29. Эквивалентные схемы генератора по схеме рис. 3. 28.

ваться преобразованной схемой рис. 3. 29, б, где введены следующие обозначения:

R°‘ = Ra + Rl 5 Ug=Ea~ lR-

98