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

Как известно, переходная функция по определению представляет собой форму напряжения на выходе усилителя

и1—1.

Операционное уравнение, соответствующее этому равен­ ству

Учитывая соотношение

и (4. 19), получаем следующие формулы для преобразованных переходных функций на клеммах 2—2 и 1—1:

- [1-м 001 ’

Таким образом, задача определения времени срабатывания сводится к определению для реальной системы величин Н (р) и Д1 (р), их оригиналов h (/) и hi (/), а также к определе­ нию t == А для заданных начальных и конечных значений этих функций.

Поскольку нас интересуют лишь начальные отрезки переходных функций для малых значений t, нет нужды оперировать с полной эквивалентной схемой триггера и до-

130

статочно рассмотреть процессы в так называемой асимпто­

учет действия которых может быть проведен дополнительно

(см. [1]).

В этой схеме лампы заменены генераторами тока Su, и, таким образом, предполагается определенная идеализация линейности характеристик ламп (см. раздел 1.2).

Рис. 4. 11. Асимптотическая схема плечей триггера для определения вре­ мени опрокидывания.

Коэффициент передачи К (/’а>) такой схемы можно получить в следующем виде:

где

где

SS2ИТ1 2

а= С'С ■

Соответствующие операционные выражения для переход­ ных функций замкнутой цепи будут;

?— (4.22а)

Оригиналы этих выражений при ступенчатом управляю­ щем напряжении Е выражаются следующим образом:

следует вначале определить преобразованную переходную функцию Н' (р) на входе этого каскада

Затем следует найти соответствующую ей оригинальную функцию

где

При I = 1 (симметричная схема) и для значений

спрямленной характеристики, получаем следующую формулу для определения времени срабатывания Д:

времени срабатывания величину эквивалентных емкостей С'

132

и С" следует уменьшать, что означает в соответствии с (4. 21а) выбор емкостей С согласно неравенству:

Таким образом, выбор ламп триггерной схемы для обес­ печения минимальной длительности срабатывания должен быть подчинен тем же условиям, что и выбор ламп для видео­

Наиболее подходящими для этой цели лампами являются октальные пентоды 6Ж4 и 6П9, а также пентоды и триоды пальчиковой серии 6Ж1П, 6Н15П и ряд других.

Следует отметить, что даже при применении октальных триодов* 6Н8С и 6Н9С на практике очень часто можно пре­ небрегать величиной Д по сравнению с длительностью тф, и тф2 изменения выходных напряжений после срабатывания схемы.

Для иллюстрации определим время опрокидывания триг­ гера на триоде 6Н8С, который обладает следующими пара­ метрами:

(CgK + CaK + 4Cag + CM). = о оз2 МКсек.

Принимая Eg/E = 2, в соответствии с формулой (4. 27), получаем

Д0,032 1п 4 s: 0,044 мксек.

Триггер с автоматическим смещением. На практике часто применяется схема триггера с автоматическим смещением, приведенная на рис. 4. 12. В этом случае отпадает необхо­

* При вычислении Д для триодов необходимо учитывать влияние про­ ходных емкостей Cag. Как показано в [1], приближенно это может быть сделано, если добавить к величинам С' и С" в формуле (4. 25) учетверенные значения Cag. Кроме того, очевидно, что емкость монтажа и нагрузки Со

также должна добавляться к величинам С и С".

133

димость применения специального источника напряжения отрицательного смещения.

Если схема симметрична, то конденсатор Ск можно взять небольшой емкости, порядка 1000 пф, или даже не ставитьсовсем. Недостатком схемы по сравнению с предыдущей

ламп. Вторая схема (рис. 4. 13, б) предназначена для работы в быстродействующем пересчетном устройстве и обеспечивает пересчет (деление) на 2 периодических пусковых импульса с частотой следования до 15 Мгц. Время восстановления схемы составляет 0,1 мксек. Это достигается включением между анодом одного плеча и сеткой другого катодных повторителей Л г и Лъ, имеющих очень малую входную емкость и низкое выходное сопротивление. Кроме того, в анодах плечей триггера применена высокочастотная коррекция. Эти меры позволили уменьшить корректирующие емкости до 25 пф. Для реализации максимальной эффективности введена балансировка с помощью потенциометра в цепи сеток. Диоды Д3 и Дь служат для фиксации напряжения сетка — катод открытого плеча триггера. Выходные

134

6)

Рис. 4. 13. Схемы быстродействующих триггеров.

135

импульсы снимаются с низкоомного выхода катодного повторителя Л&.

Методы запуска триггерных схем. Запуск триггерных схем с анодно-сеточными связями осуществляется обычно подачей униполярных пусковых импульсов симметрично в оба плеча схемы. При этом необходимо, чтобы цепь запуска как можно слабее шунтировала схему триггера в точке подачи пускового импульса. Кроме того, триггерная схема не должна оказывать обратной вредной реакции на источник пусковых импульсов.

Наиболее удобен запуск триггера через ламповые или кристаллические диоды в аноды или сетки ламп. При доста­ точно малой длительности пусковых импульсов запуск можно осуществлять через конденсаторы небольшой емкости. Однако при этом необходимо учитывать опасность двойного срабатывания триггера из-за дифференцирования пускового импульса цепью запуска.

В триггерных схемах на пентодах пусковые импульсы целесообразно подавать на свободные электроды (например, на защитные сетки в схеме рис. 4.13,а), не включенные в цепь положительной обратной связи. Некоторые схемы

рис. 4. 14,6 срабатывает при меньшей амплитуде пусковых импульсов, но наряду с этим, обратные сопротивления диодов

в этой схеме шунтируют высокоомное сопротивление Rg запертого плеча, что ухудшает стабильность схемы, в осо­ бенности при применении кристаллических диодов, имеющих сравнительно низкоомное обратное сопротивление. В схемах рис. 4. 14, в и г запуск осуществляется через конденсатор небольшой емкости, что усложняет настройку схем, и в ча­ стности подбор оптимальной емкости конденсаторов С. Амплитуда выходных анодных импульсов в схеме рис. 4. 14, в меньше, чем в других, за счет падения напряжения на общей нагрузке R. Запуск в цепь катодов (рис. 4. 14, д') должен производиться от источника пусковых импульсов, обладаю­ щего достаточной мощностью для работы на сравнительно низкоомную нагрузку, равную 1/S.

Триггерные схемы с катодной связью. Триггер с катодной связью представлен на рис. 4. 15. По сравнению с триггерами с анодно-сеточными связями он обладает некоторыми допол­ нительными возможностями. В первом устойчивом состоянии Л2 открыта, а Лх заперта смещением на сопротивлении /?к за счет тока лампы Л2. При подаче на сетку Л{ нарастающего

136

сигнала, когда напряжение сетка — катод Л1 достигнет потенциала отпирания, напряжение в ее аноде начнет пони­ жаться и анодный ток Л2 будет уменьшаться, что, в свою очередь, приведет к увеличению тока Лх. Коэффициент

Рис. 4. 14. Схемы запуска триггеров

Процесс опрокидывания получается лавинообразным и закан­ чивается, когда <772 запрется и наступит второе устойчивое состояние схемы.

В рассматриваемой триггерной схеме с катодной связью возможны два режима работы: режим пересчета, когда второе устойчивое состояние сохраняется при уменьшении

137

до нуля амплитуды положительного пускового импульса на сетке Л±, режим формирования, когда схема возвращается в первое устойчивое состояние при исчезновении пускового импульса. Существование этих режимов связано с явлением гистерезиса, присущим всем пусковым схемам.

Явление гистерезиса. Явление гистерезиса заключается в следующем. Если за счет изменения потенциала какойлибо точки триггерной схемы триггер опрокинулся, то для

В самом деле, из теории усилителей с обратной связью известно [41, что коэффициент усиления усилителя с обратной

138

В устойчивых состояниях, когда усиление одного из

Идеализированная амплитудная характеристика триггера

скатодной связью и = f (е) в соответствии с условиями (4. 29)

и(4. 30) имеет Z-образную форму (рис. 4. 16).

Все точки характеристики, лежащие на участке АВ с отрицательным наклоном, являются точками неустойчи­ вого равновесия. Поэтому если начальному состоянию схемы соответствует точка О, то при увеличении входного потенциала

ОД

Рис. 4. 16. Петля гистерезиса для Рис. 4. 17. Форма колебаний в триг­ спусковой схемы. гере с катодной связью в режиме

пересчета.

равновесие в схеме не будет нарушено, пока входной потен­ циал не достигнет порогового значения еА. После этого схема опрокидывается (вертикальный участок А А') и при снятии пускового импульса остается во втором устойчивом состоя­ нии О'. Для вторичного опрокидывания входной потенциал должен быть уменьшен до значения ев, и схема после второго скачка (ВВ’) переходит в начальное состояние. Если началь­

потенциала до значения е., (передний фронт пускового импуль­ са), а второй скачок произойдет, когда убывающий потенциал заднего фронта пускового импульса достигнет значения ев.

В реальных условиях из-за нелинейности характеристик ламп переходы от горизонтальных участков к наклонному будут плавными (см. пунктир на рис. 4. 16), но качественный характер описываемых явлений сохранится.

Режим пересчета. В режиме пересчета опрокидывание схемы будет происходить каждый раз при изменении поляр­ ности пусковых импульсов (рис. 4. 17). Для правильной

139