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

Из этой формулы видно, что при £0 = ЮО ошибка смеще­ ния имеет величину 0,06% при, амплитуде пилообразного напряжения приблизительно равной половине напряжения источника питания.

Приблизительно линейное уменьшение анодного потен­

ТОЧКИ £а Ч- Ди'-

Вмомент окончания отрицательного коммутирующего импульса на сетке лампы-ключа Лх, эта лампа открывается. При этом запирается лампа Л2, и после отрицательного перепада потенциал анода Л2 возвращается к исходному значению Еа по экспоненциальной кривой с постоянной времени Тох, определяемой, в основном, произведением CRa.

Вцелях уменьшения зарядного тока и связанного с этим увеличения амплитуды ит пилы, а также для увеличения коэффициента усиления Лр нагрузки R и Ra выбираются высокоомными (R порядка мегома, Ra порядка десятков ты­

сяч ом).

Для уменьшения длительности обратного хода постоянную времени CRa необходимо выбирать по возможности меньше.

100

Противоречивые требования к выбору величины 7?а разрешаются компромиссно с учетом конкретных требований к схеме или же применением специальных мер к уменьшению длительности обратного хода (см. далее).

Следует заметить, что интегрирующие схемы позволяют

101

Рис. 3. 32. Пентодный генератор с анодно-сеточной емкостью с коммутацией по управляющей сетке:

У? = (Ю4 ч- 107) ом; Ra = 50 ком — 1 Мом.

Рис. 3. 33. Пентодный генератор с анодно-сеточной емкостью и коммутацией

по защитной сетке:

Ra = 50 ком -г- 1 Мом;

R = (104-?- 107) ом.

102

ния До. Поэтому часто усилитель в интегрирующих схемах выполняется на пентодах.

На рис. 3. 32 и 3. 33 представлены две наиболее употре­ бительные схемы с однокаскадными усилителями на пен­ тодах.

В схеме рис. 3. 32 коммутация осуществляется по управ­ ляющей сетке с применением двух фиксирующих диодов Д1 и Д2. Источники отрицательного напряжения выбираются таким образом,' что выполняются неравенства

£gOl <Ei< Е2.

Следовательно, при отсутствии положительного комму­ тирующего импульса через диоды протекает ток, и потенциал управляющей сетки фиксируется приблизительно на уровне

— ДР При поступлении положительного импульса в катод диода Д2 последний запирается, цепь диодов размыкается и потенциал управляющей сетки и анода лампы скачком повышается на величину Ди = Ди' -|-Ди" (см. рис. 3. 32, б).

Величина начальных перепадов напряжения Ди' и Ди" может быть определена из эквивалентной схемы каскада, которая аналогична рассмотренной выше схеме рис. 3. 29.

На основании формул (3. 76) с учетом обозначений, приведенных на рис. 3. 32, б, можно получить следующие соотношения:

(защитной) сетке пентода. В отсутствие положительного коммутирующего импульса анодная цепь заперта отрица­ тельным напряжением — Д на третьей сетке лампы. По пер­ вой (управляющей) сетке лампа открыта (Eg =0) и, следо­

вательно, ток катода равен току экранирующей сетки. При подаче на третью сетку коммутирующего импульса

лампа по анодной цепи открывается. В результате на аноде

103

и на первой сетке возникает вначале отрицательный перепад напряжения Ди. Величина этого перепада в первом прибли­ жении может быть найдена из следующего равенства, харак­ теризующего величину анодного тока в конечной точке скачка

Подставляя эти значения в (3. 84), определяем Ди:

ламп, как это обычно бывает в интегрирующих схемах, величин/а ди очень мало отличается от напряжения запирания Eg^.

Процесс формирования линейно убывающего анодного напряжения в схемах рис. 3. 32 и 3. 33 не отличается от рассмотренного ранее.

Исключение составляет лишь момент окончания прямого хода, который для пентодов обычно определяется не появле­ нием сеточных токов, а перемещением рабочей точки на линию критического режима, после чего прекращается снижение потенциала анода, и потенциал управляющей сетки быстро достигает нулевого значения и фиксируется сеточным током.

Определение амплитуды ит может быть проведено ана­ логично рассмотренному выше случаю с помощью динами­ ческой характеристики, построенной в семействе вольтамперных характеристик лампы (рис. 3. 34).

Стабильность наклона. Как уже указывалось выше, стабильность наклона последовательности треугольных

104

•импульсов, в первую очередь, определяется условиями восстановления начального заряда на конденсаторе С во время интервалов между импульсами. Если время, отведенное для обратного хода недостаточно, то появляется крайне нежелательная зависимость наклона от частоты следования, длительности и амплитуды импульсов.

Постоянная времени обратного хода Точ. CRa в рас­ сматриваемых схемах может быть весьма велика. Так,

Рис. 3. 35. Применение отсекающего диода для уменьшения длительности обратного хода.

Одним из способов уменьшения времени восстановления схемы является применение отсекающего диода (рис. 3. 35).

Как видно из схемы, в начальном состоянии потенциал анода интегрирующей лампы приблизительно равен потен­ циалу Ео катода диода. Во время прямого хода диод заперт и не влияет на работу схемы. В начале обратного хода, пока потенциал анода ниже значения Ео, напряжение на аноде повышается по экспоненте, стремящейся к величине Еа. Обратный ход прекращается, когда открывается диод, т. е. когда потенциал анода достигает значения Ео. При этом, как видно из формы колебаний, время обратного хода сокра­ щается, поскольку исключается конечный участок экспо­ ненты.

Другим способом уменьшения времени обратного хода является применение катодного повторителя для восста­ новления начального заряда на конденсаторе (см. рис. 3. 36). Благодаря тому, что коэффициент передачи катодного по­ вторителя близок к единице, работа схемы во время прямого хода существенно не отличается от работы рассмотренных

выше схем. Во время обратного хода восстановление началь­ ного заряда на конденсаторе осуществляется током лампы катодного повторителя. В этом случае величина постоянной времени существенно уменьшается

'г„ = с (я„. + Д),

\°кп/

где Зкп — крутизна лампы катодного повторителя,

7?gK — сопротивление участка сетка — катод усилительной

схемах с анодно-сеточной емкостью необходимо применять специальные меры для стабилизации начального уровня и крутизны пилообразного напряжения, что, в свою очередь, сводится к стабилизации начального зарядного тока кон­ денсатора.

В общем виде для всех рассмотренных выше схем началь­ ный наклон одиночного импульса выходного напряжения

где начальный потенциал управляющей сетки Eg = — Ен=

— —Ei для схем рис. 3. 28, а и 3. 32 и Е >0 для схемы рис. 3. 33, а.

106

Таким образом, влияние дестабилизирующих факторов и, в частности, , влияние изменений питающих напряжений и параметров ламп будет сказываться на изменении величин, входящих в формулу (3. 86).

Для устранения этих влияний в первую очередь необхо­ димо стабилизировать разность потенциалов Е — Eg на кон­ цах зарядного сопротивления R. Для схем рис. 3. 28, и 3. 32, а это означает необходимость совместной стабилиза­ ции источников положительного и отрицательного напряже­ ния с тем, чтобы их изменения хотя бы частично компенси­ ровались.

Для схемы рис. 3. 33, а начальный потенциал управ­ ляющей сетки определяется величиной сеточного тока, который в значительной сте­ пени зависит от колебаний напряжения накала. Для стабилизации разности потен­ циалов на концах зарядного сопротивления R в этом слу­ чае включают дополнитель­

сложнее стабилизировать величину перепада Ди, который зависит как от питающих напряжений, так и от параметров

ламп.

Поэтому наряду со стабилизацией питающих напряжений в точных устройствах стремятся уменьшить величину Ди, а также предусматривают возможность калибровки схемы при смене и старении ламп.

Стабилизация начального уровня также сводится к ста­ билизации начального перепада Ди и к применению фикси­ рующего диода совместносо стабилизирующим источником Ео.

Последнее обстоятельство особенно существенно для схем с коммутацией по третьей сетке в случае применения пентодов, не обладающих резкой отсечкой по третьей сетке

(например, 6Ж4).

Влияние нагрузки. Выходное напряжение в интегрирую­ щих схемах снимается с анода лампы. Нетрудно видеть,

107

что влияние параметров нагрузки Сп и R„ в этих схемах аналогично воздействию нагрузки в схемах, рассмотренных

впредыдущем разделе для случаев подключения нагрузки

ккатоду катодного повторителя. Это не является случайным, поскольку усилительные каскады как в компенсационных, так и в интегрирующих схемах охвачены цепью сильной отрицательной обратной связи. Омическая составляющая нагрузки Rn шунтирует анодную нагрузку 7?а> вызывая этим уменьшение коэффициента усиления Ко и соответствую­

Схема с дросселем. Иногда улучшение линейности пря­ мого хода достигается не применением многокаскадного усилителя, а путем включения в анодную цепь усилительной лампы дросселя с железом (рис. 3.38).

Введение дросселя в данном случае эквивалентно уве­ личению коэффициента усиления Это можно показать, оценив изменение анодного тока в течение прямого хода при наличии индуктивности и без нее.

Как видно из схемы, za = iH + ic. Зарядный ток ic за время прямого хода можно считать в первом приближении постоянным. Таким образом, влияние индуктивности можно оценить величиной изменения тока нагрузки г„.

108

Без индуктивности изменение тока нагрузки MnR в конце

Т = —.

Таким образом, прирост усиления за счет включения L составит

Д'н/? 1

Л/<о =

ДЧ

Следует отметить, что введение дросселя существенно увеличивает длительность обратного хода, если отсекающий диод отсутствует.

3.7. ПОЛУЧЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

ВКАТУШКАХ САМОИНДУКЦИИ

Для линейной развертки луча в электронно-лучевых трубках с электромагнитным отклонением, применяющихся в индикаторах радиолокационных станций и в телевизионной технике, необходимо пропускать через отклоняющие катушки самоиндукции треугольные (пилообразные) импульсы тока.

В телевизионных приемниках эта задача решается при­ ближенно с использованием начального участка экспонен­ циальной кривой изменения тока в катушках самоиндукции при коммутации их цепей питания.

Однако линейность и стабильность развертки, полученной этим методом, не удовлетворяет требованиям.радиолокацион­ ной техники. Основные трудности, которые возникают при решении указанной выше задачи, заключаются в устранении частотных искажений формы тока, обусловленных нестацио­ нарными процессами в отклоняющей системе в начале и конце развертки, а также в устранении искажений формы откло­ няющего тока, возникающих за счет нелинейности и неста­ бильности характеристик ламп.

Решение этих проблем осуществляется применением схем, содержащих генератор напряжения специальной формы

109