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

Кроме того, как видно из формулы (4. 98), начальное падение напряжения Ди в аноде увеличено по сравнению с фантастроном со связью по экранирующей сетке. Это при­ водит к меньшей точности работы фантастрона с катодной связью.

Преимущества такого фантастрона заключаются в отсут­ ствии источника отрицательного смещения — Е и возмож­ ности получения отрицательных импульсов, снимаемых с низкоомной катодной цепи.

Стабильность фантастронных генераторов. Как уже ука­ зывалось выше, фантастронные генераторы в общем являются более точными и стабильными устройствами, чем мультивибраторы.

Однако вопросы влияния на длительность импульса фантастронов электрических допусков деталей схемы, коле­ баний питающих напряжений, смены и старения ламп изу­ чены в настоящее время крайне недостаточно, и в литературе можно встретить лишь отрывочные и подчас противоречивые сведения по этим вопросам.

Основные трудности, препятствующие созданию единой теории стабильности фантастронных схем, также в основном сводятся к выявлению закономерностей разброса и колеба­ ний характеристик ламп. Причем для многосеточных ламп, применяющихся в этих схемах, эти закономерности, есте­ ственно, являются более сложными, чем для триодов.

Общие соображения относительно влияния на длитель­ ность импульса изменений параметров схемы могут быть получены на основании рассмотрения формул длительности импульса с применением использованной выше методики.

Для определения длительности импульсов фантастрона со связью по экранирующей сетке выше была получена сле­ дующая приближенная формула:

R% + Rs

Rj + Ei + R3

190

т = Т ■——. (4. 100а)

1 + — [К2 —(1 — К2)«] Pag

В этой формуле использованы следующие обозначения: /(i — коэффициент, характеризующий положение движка

управляющего потенциометра;

Здесь /?п — внутреннее сопротивление лампы на линии кри­ тического режима.

метров лампы, питающих напряжений, разброса номиналов деталей схемы, изменения температуры, старения деталей или ламп может сказаться на одном или нескольких из этих параметров. Стабилизация длительности импульса фанта­ строна при этом эквивалентна стабилизации каждого из пяти вышеперечисленных параметров или же сведению к нулю

и преобразований связь между относительными изменениями каждого из этих параметров и изменением относительной длительности импульса будет характеризоваться следую­ щими соотношениями:

191

+— [А3 — « (1 — Аг)] Hag

Анализ формул (4. 101) позволяет сделать следующие выводы о рациональном выборе параметров схемы фанта­ строна для получения наивысшей стабильности.

Как следует из формул (4. 101), для уменьшения влияния колебаний питающих напряжений Еа и — Е необходимо уменьшать отношение а = Е/Еа. Кроме того, необходимо увеличивать напряжение экранирующей сетки (параметр К2) и выбирать лампу с большим значением коэффициента усиления H3g..

Влияние смены лампы на длительность импульса харак­ теризуется формулами (4. 101 г и д). Для уменьшения этого влияния необходимо так же, как и в предыдущем случае, выбирать лампу с большим коэффициентом Нэ,, и малой величиной сопротивления Rn.

Параметр Д2 вследствие больших значений коэффициента оказывает при смене ламп малое воздействие на измене­

ные схемы не позволяют получить импульсы менее 1—2 мксек с плавно регулируемой длительностью в основном по двум причинам. Во-первых, для получения коротких импульсов необходимо уменьшить параметры времязадающей цепочки CRS. При уменьшении R& увеличивается ток экранирую­ щей сетки в начальном состоянии, и мощность рассеяния для ламп 6А7 и 6Д(2П становится недопустимо велика. Вовторых, для ускорения перезаряда паразитных емкостей необходимо применение ламп с большой крутизной и боль­ шими токами. Для этой цели более подходят пентоды 6Ж4 и 6П9, а также мощные лучевые тетроды.

Для коммутации этих ламп по пентодным или экрани­ рующим сеткам требуются импульсы весьма большой ам-

192

плитуды, которые могут быть получены при использовании дополнительного усилительного каскада, включенного в коммутирующую цепь с положительной обратной связью.

На рис. 4. 49 изображена одна из таких, иногда назы­ ваемых санатронами, двухкаскадных схем с коммутацией

вцепи пентодной сетки.

Вначальном состоянии Л2 открыта, а Лг закрыта по третьей сетке за счет соответствующего выбора плечей де­

Рис. 4. 49. Двухкаскадный фантастронный генератор (санатрон).

лителя и источника — Eg3. При подаче пускового импульса

падом напряжения на сетках Лг и Лг лампа Л2 запирается. Описанный процесс возможен лишь в случае пониженного экранного напряжения Л2 или же при использовании в качестве Л2 лампы с малым напряжением запирания.

Диод Д2 фиксирует небольшой отрицательный потенциал на пентодной сетке Лу во время временно устойчивого состоя­ ния. После того, как прекратится уменьшение потенциала

за счет начального падения напряжения в аноде Л^. Неболь-

шое дополнительное сопротивление /?1 ставится для увели­ чения начального падения напряжения в аноде JJi. Нетрудно

в аноде и повышается зависимость длительности импульсов от параметров лампы и питающих напряжений.

4

Рис. 4. 51. Санафант.

194

Для получения высоких значений крутизны пилообраз­ ного напряжения порядка 100 в! мксек в качестве JIi исполь­ зуются мощные лучевые тетроды с малым током экранирую­ щей сетки. Коммутация в этом случае производится по экра­

нирующей сетке.

Двухкаскадные фантастронные схемы позволяют полу­ чить точность формирования длительности импульса в преде­ лах 0,1—0,3%.

4. 5. БЛОКИ НГ-ГЕНЕРАТОРЫ

Основная принципиальная схема. Блокинг-генератором называют релаксационный генератор с индуктивной (транс­ форматорной) обратной связью, в котором анодный ток про­ текает в течение очень короткого времени. По окончании этого времени на управляющую сетку подается смещение, запираю­ щее лампу.

Благодаря применению специальных импульсных транс­ форматоров, низкой добротности эквивалентных контуров в сеточных и анодных цепях, а также импульсному режиму работы лампы, импульсы, получаемые в схемах блокинггенераторов, имеют высокую крутизну фронтов и большую мощность. Эти особенности, а также высокая экономичность схемы обусловливают широкое применение блокинг-генера- торов в импульсной технике. Они используются в качестве источников пусковых и синхронизирующих импульсов, ге­ нераторов приблизительно прямоугольных импульсов, ком­ мутирующих элементов в пересчетных схемах и в ряде дру­ гих случаев.

Диапазон длительности импульсов, определяемый в основном характеристиками ламп и конструкцией тран­ сформаторов, лежит обычно в пределах 0,1—25 мксек.

Блокинг-генератор не является прецизионным устрой­ ством, так как параметры выходных импульсов в значитель­ ной степени зависят от питающих напряжений, характери­ стик лампы и конструкции трансформатора.

В настоящее время применяется большое число различ­ ных схем блокинг-генераторов, разработанных для различ­ ных применений и позволяющих получать импульсы с ампли­ тудой от единиц и десятков вольт до единиц и десятков кило­ вольт. Принцип действия всех этих схем один и тот же и может быть рассмотрен на примере широко распространенной схемы

или присоединено к источнику положительного напряжения) рассмотрение можно начать с того момента времени, когда конденсатор С, получивший перед этим значительный отри­

блокинг-генератора в это время закрыта и по обмоткам трансформатора ток не протекает. В момент времени t = напряжение на конденсаторе достигает значения — Eg0, лампа открывается и нарастающий анодный ток создает на обмотках трансформатора э. д. с. Трансформатор включен так, что при увеличении тока в первичной анодной обмотке потенциал сетки повышается. Очень быстро коэффициент усиления в цепи положительной обратной связи достигает значения, превышающего единицу, и происходит лавино­ образное нарастание вначале анодного, а затем и сеточного токов лампы.

196

Если обозначить коэффициенты трансформации анодной

изменения состояния схемы блокинг-генератора можно запи­ сать в следующем виде:

где

импульса, пока крутизна анодно-сеточной динамической характеристики велика, а сеточный ток невелик, повышение сеточного напряжения происходит с нарастающей скоростью.

По мере увеличения сеточного напряжения в области положительных значений потенциала крутизна анодно­ сеточной характеристики начинает убывать, а. величина сеточного тока, нагружающего трансформатор, сильно воз­ растает. Эти два процесса приводят к торможению нараста­ ния анодного тока, а затем и к прекращению лавинообраз­ ного скачка — окончанию формирования переднего фронта импульса (точка /2 на рис. 4. 52, б). При этом условие (4. 102) уже не выполняется.

Начинается сравнительно медленное изменение потен­ циалов и токов в схеме, которое можно назвать временно

на конденсаторе С за счет сеточного тока и нарастанием намаг­ ничивающего тока трансформатора. Указанные два процесса приводят к тому, что в некоторый момент t3 анодный ток лампы перестает уравновешивать ток сетки и ток намагни­ чивания. Происходит второе лавинообразное опрокидыва­ ние схемы, в результате которого (момент /4) лампа оказы­ вается запертой отрицательным потенциалом на конденса­ торе С и э. д. с. самоиндукции, возникающей на трансфор­ маторе при лавинообразном убывании анодного тока. После

197

убывания э. д. с. самоиндукции и связанного с ней намаг­

порядка 50—200 ом, а также с анода лампы или с дополни­ тельных обмоток трансформатора.

Следует отметить, что благодаря импульсному режиму работы с большой скважностью амплитуда импульсов тока, даже в схемах маломощных блокинг-генераторов на обычных приемно-усилительных триодах, достигает величин порядка

1 а.

Определение количественных соотношений, связываю­ щих параметры схемы блокинг-генератора и форму генери­

что не позволяет применить сколько-нибудь удовлетвори­ тельно кусочно-линейную аппроксимацию.

графоаналитических расчетов с использованием импульсных характеристик ламп.

Наиболее удовлетворительные графоаналитические методы расчета блокинг-генератора разработаны советскими учеными М. А. Мееровичем, Я. С. Ицхоки, А. А. Расплети­ ным и рядом других.

Читатели, желающие ознакомиться с детальным расче­ том схем блокинг-генераторов, могут обратиться, например, к книге М. А. Мееровича [1]. В рамках настоящей книги мы ограничимся лишь кратким рассмотрением основных соотношений в схеме.

Основные расчетные соотношения. Рассмотрим метод определения основных параметров импульсов блокинг-гене­ ратора по схеме рис. 4. 52, пренебрегая для простоты сопро­

кании сеточных токов. Это сопротивление имеет порядок единиц килоом.

На рис. 4. 53 представлена эквивалентная схема транс­ форматора, приведенная к сеточной обмотке, в соответствии с соотношением

Ч, П 1g > (4. 103)

198

Рис. 4. 54. Рабочие характеристики разностного и намагничивающего токов блокинг-генератора.

199