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

временно-устойчивое. Длительность этого состояния опре­ деляется нестационарными процессами, возникающими при перезарядке конденсатора или же при изменении величины тока в катушке самоиндукции в цепи связи. Такие устрой­ ства, называемые часто кипп-реле, также широко применя-

Рис. 4. 27. Кипп-реле с кондуктивной связью и заземлен­ ным анодом.

ются в импульсной технике; схемы их, разработанные для различных применений, чрезвычайно разнообразны. Мы познакомимся с основными, наиболее употребительными схемами кипп-реле и на их примерах рассмотрим методику анализа, которая остается единой для всех схем мульти­

вибраторов.

Кипп-реле с одной кондуктивной анодно-сеточной связью.

На рис. 4. 27, а представлена схема кипп-реле с одной емко­

150

Поступающий в анод Л± отрицательный пусковой импульс е (t) (см. рис. 4. 27, б) усиливается лампой Л2 и повышает потенциал сетки Лх. Если при этом потенциал сетки Л± достигает потенциала отпирания, то замыкается цепь поло­ жительной обратной связи, коэффициент усиления в которой превышает единицу,

Наступает лавинообразное опрокидывание, после которого открывается, а Л2 закрывается отрицательным перепадом напряжения, передающимся с анода Лх через конденсатор С

на сетку Л2.

Наступает временно устойчивое состояние схемы, при котором конденсатор С разряжается через сопротивление Rg и левое плечо кипп-реле.

При этом, как видно из рис. 4. 27, б, в аноде Л2 фор­ мируется положительный импульс, а в аноде Лх — отри­ цательный импульс.

Окончание временно устойчивого состояния определяется моментом т, когда за счет уменьшения разрядного тока

этого в схеме происходит восстановление начального заряда конденсатора С сеточным током, протекающим по цепи

времени восстановления схема остается в начальном состоя­ нии. Таким образом, всякий раз при поступлении кратко­ временного пускового импульса кипп-реле будет вырабаты­ вать отрицательный (плечо Лх) и положительный (плечо Л2) прямоугольные импульсы длительностью т.

Формула длительности импульса. Для вывода формулы длительности т импульса необходимо использовать эквива­ лентные схемы плечей кипп-реле с линеаризованными харак­ теристиками ламп. На рис. 4. 28 представлены эквивалент­ ные схемы плечей кипп-реле в начальном устойчивом и во

характеристики лампы, лавинообразный процесс начинается несколько позже, с того момента времени, когда коэффициент усиления цепи положи­ тельной обратной связи превысит единицу.

151

Преобразуя схему левого плеча во временно устойчивом состоянии (рис. 4. 28, в) в более удобную форму (рис. 4. 28, г), можно написать следующий экспоненциальный закон убы­ вания тока:

Рис. 4.28. Эквивалентные схемы плечей кипп-реле по схеме рис. 4. 27.

(4. 46)

где

. _ Eg + Ec(j — Ем lo~ R№ +

—С (Roe + Rg),

’— P _ Ea — p

Времязадающее напряжение на сетке <Z7i, очевидно, будет

152

Подставляя сюда значение Ug^ = — EgQ — Е для t — т,

получаем формулу для определения длительности импульса кипп-реле

где

Т= CRg и

р(Еа го) Еаг

Наиболее удобно изменять длительность импульсов кипп-реле, меняя постоянную времени Т = CRg. Обычно изменением емкости конденсатора С обеспечивают смену диапазонов длительности, а сопротивлением Rg плавно регулируют внутри каждого диапазона длительность импуЛьсов, изменяя ее примерно в десять раз.

При выборе параметров, определяющих постоянную времени, следует стремиться к использованию минимальной емкости С и наибольшего сопротивления Rg.

Параметры Е и Еа, входящие в формулу (4. 49), обычно выбираются из условий обеспечения необходимых значений амплитуды и крутизны фронтов импульсов в анодах ламп, причем оценка влияния паразитных емкостей в анодах ламп на длительность фронтов производится способом, аналогичным изложенному выше для триггерных схем.

Для регулировки длительности импульса иногда поль­ зуются изменением величины напряжения Eg источника в цепи сетки. Однако чаще величину этого напряжения выби­ рают постоянной. Это позволяет максимально стабилизиро­ вать длительность импульсов (см. далее).

Время восстановления. Как уже указывалось, восста­ новление начального заряда конденсатора С происходит

153

Д U (см. рис. 4. 27, б) можно определить с помощью эквива­ лентной схемы рис. 4. 29, где через Uс обозначено напря­

жение на конденсаторе С в момент второго опрокидывания

Если в первом приближении считать, что сопротивление сеточным токам RgKt остается неизменным, то восстановление

заряда на конденсаторе С будет происходить по экспоненте, с постоянной времени

как следует из формулы (4. 48), длительность импульса кипп-реле уменьшится. Это означает возникновение крайне нежелательной зависимости длительности импульсов кипп-реле от частоты следования пусковых импульсов. Способы уменьшения времени восстановления рассматри­ ваются ниже.

Способы запуска кипп-реле. Требования, предъявляемые к параметрам цепи запуска кипп-реле, аналогичны рассмотрен­ ным выше требованиям для запуска триггерных схем. Следует, однако, учитывать, что для запуска кипп-реле пусковой импульс подается лишь в одно плечо схемы. На рис. 4. 30 представлены различные способы подачи пусковых импульсов на схему кипп-реле.

Дополнительный триод Л3 на рис. 4. 30, б до прихода пускового импульса заперт и открывается лишь на время длительности положительного пускового импульса. При этом на нагрузке 7?а1 образуется усиленный пусковой импульс

отрицательной полярности.

154

Эффективным способом запуска кипп-реле является подача пускового импульса в такую точку схемы, которая непосредственно не связана с цепью положительной обратной связи и, в частности, с анодами ламп. Такой точкой является, например, сетка Л1 в схеме кипп-реле с катодной связью, рассмотренной ниже.

Области применения кипп-реле с кондуктивной связью.

Кипп-реле с кондуктивной связью, как генератор прямо­ угольных импульсов средней стабильности, широко при­ меняется в индикаторах радиолокационной и радионавига­ ционной аппаратуры для гашения и подсвета электронно­ лучевых трубок, запуска генераторов развертки и калибра­ ционных меток, для создания стробирующих сигналов, деления частоты повторения импульсов и других целей.

Кипп-реле с катодной связью. Схема кипп-реле с катодной связью приведена на рис. 4. 31.

Как видно из схемы, отрицательное смещение, запираю­ щее Л1, в начальном устойчивом состоянии создается на катод­ ном сопротивлении RK за счет тока Л2. При подаче на сетку Лх пускового импульса достаточной амплитуды эта лампа открывается. Понижение потенциала анода Л2 передается

155

на сетку Лг, и ток этой лампы уменьшается. При этом умень­ шается отрицательное смещение на RK, что, в свою очередь, ведет к еще большему открыванию Л±. Коэффициент усиления в указанной цепи положительной обратной связи выбирается,

Рис. 4. 31. Кипп-реле с катодной

связью.

как обычно, превышающим единицу. Результирующий лавинообразный процесс заканчивается запиранием Лг. После этого начинается временно устойчивое состояние, опреде­ ляемое, как обычно, времязадающим напряжением £/

на сетке Лг. При повышении потенциала сетки Л2 (по отно­

после восстановления начального заряда на конденсаторе С.

156

Длительность временно устойчивого состояния опре­ деляется постоянной времени времязадающей цепочки Т ~ ss CRg, а также режимом ламп (в открытом состоянии).

Формула длительности импульса. Для вывода формулы длительности импульса т используем так же, как и в пре­ дыдущем случае, эквивалентные схемы кипп-реле. На рис. 4. 32 представлены эквивалентные схемы левого плеча

Рис. 4. 32. Эквивалентные схемы левого плеча кипп-релес катодной связью.

кисточнику положительного потенциала Е .

Сучетом того, что UK = iai RK, схема рис. 4. 32, б может

быть преобразована в схемы рис. 4. 32, виг. При рассмотре­ нии схемы рис. 4. 32, г можно написать следующее дифферен­ циальное уравнение для тока z\:

^-> + ч=о,

где

ТОе = C[Rg + R'}^ CRg = Т (для Rg » Ra)-, (4. 53) D р .

157

158

Из соотношений (4. 56) видно, что длительность импульса этого кипп-реле зависит, в частности, от тока га в открытом

состоянии, величину которого можно менять за счет потен­ циала Ео движка потенциометра в цепи сетки.

В некоторых пределах эта зависимость является линей­ ной, что позволяет использовать кипп-реле с катодной связью, например, для линейной временной модуляции.

При выборе режима ламп этого кипп-реле и, в частности, величин/aQ и RK необходимо исходить из следующих условий:

I. В начальном устойчивом состоянии Л1 должна быть надежно заперта смещением на катоде

Кроме того, из условий обеспечения лавинообразного процесса при опрокидывании схемы коэффициент передачи в цепи положительной обратной связи должен превышать единицу

(4. 59) удовлетворяется, а неравенство (4. 57) не удовлетво­ ряется, то в схеме может возникнуть автоколебательный режим, так как начальное состояние, бывшее ранее устой­

ствляется за счет повышения потенциала катода при вос­ становлении заряда конденсатора С.

Кроме того, следует учитывать, что верхний предел изменения величины Ео ограничивается неравенством (4. 57),

анижний — неравенством (4. 58), поскольку Go = ^о^к-

Преимущества кипп-реле с катодной связью по . сравне­ нию с предыдущей схемой следующие: а) возможность управ­ ления длительностью импульса с помощью напряжения Ео;

159