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

при прохождении его на сетку лампы, что обеспечивает минимальную задержку между пусковым и выходным импуль­ сами.

К числу недостатков этого способа относятся большое взаимное влияние между блокинг-генератором и источником

ника пусковых импуль­ сов, которое в этом случае должно быть возможно меньше.

При параллельном запуске (рис. 4. 57, б) внутреннее сопротив­ ление источника пуско­

схема рис. 4. 57, б работает менее удовлетворительно из-за дифференцирующего действия трансформатора.

Если амплитуда пусковых импульсов достаточно велика и влияние блокинг-генератора на источник пусковых импуль­ сов не имеет значения, то запуск может быть осуществлен без дополнительных ламп, как показано на рис. 4. 58.

Параллельный запуск (рис. 4. 58) осуществляется в точ­ ках в, г, е, ж схемы через последовательные сопротивления

210

или через конденсаторы небольшой емкости. В точках а, б и д можно производить последовательный запуск. При небольшой величине емкости конденсатора С и большой амплитуде пускового импульса сопротивление R может быть

Рис. 4. 58. Точки запуска блокинг-генератора.

опущено и пусковой импульс будет делиться емкостным

делителем.

Блокинг-генераторы на полупроводниковых триодах.

В настоящее время разработан ряд схем маломощных бло-

Рис. 4. 59. Блокинг-генераторы на транзисторах.

кинг-генераторов на плоскостных полупроводниковых трио­ дах. На рис. 4. 59 представлены две схемы блокинг-генерато- ров, в основном аналогичных ламповым схемам. Блокинггенератор, представленный на рис. 4. 59, а, является самовозбуждающимся с периодом повторения, определяемым постоянной времени 7?С-цепи разряда конденсатора при запертом триоде.

Блокинг-генератор схемы рис. 4. 59, б находится в жду­ щем режиме и запускается положительными пусковыми импульсами, поступающими в цепь эмиттера. Амплитуда коллекторных импульсов блокинг-генератора на полупро­ водниковых триодах может значительно превышать напря­ жение источника питания и ограничивается пробивным напряжением переходов. При напряжении коллектора порядка 10 в мощность выходных импульсов может иметь значения порядка 0,5 вт и выше.

Анализ процессов формирования импульсов в блокинггенераторах и транзисторах может быть проведен графо­ аналитическим методом с использованием импульсных харак­ теристик транзистора, аналогично рассмотрению, прове­ денному выше для ламповой схемы.

Условие самовозбуждения. Условие самовозбуждения бло­ кинг-генератора, включенного по схеме, аналогичной при­

заряда паразитных емкостей схемы, но, главным образом, ограниченной скоростью диффузии носителей в теле базы,

окоторой упоминалось выше.

Сучетом того, что амплитуда импульса блокинг-генера­ тора на транзисторе обычно определяется наступлением режима насыщения, длительность фронтов можно прибли­ женно определить с использованием эквивалентной схемы транзистора в режиме передачи и переходных характери-

212

стик аналогично тому, как определялась выше длительность процесса опрокидывания триггерной ламповой схемы в раз­

деле 4. 1.

Анализ показывает, что длительность фронтов импульса блокинг-генератора уменьшается с увеличением критиче­ ской частоты усиления f транзистора и коэффициента уси­ ления по току а0. Для значений fKp — 1 Мгц и а0 = 0,9 длительность фронтов импульса имеет порядок нескольких микросекунд, т. е. существенно больше, чем в ламповых блокинг-генераторах. Уменьшение этого недостатка дости­ гается применением плоскостных тетродов, имеющих допол­ нительный электрод, а также полупроводниковых приборов других конструкций.

Вершина импульса. Форма и длительность вершины импульса блокинг-генератора так же, как и для аналогич­ ной ламповой схемы, определяются с использованием дина­ мической характеристики, построенной на семействе импульс­

Отсюда , так же, как и для ламповой схемы, можно полу­ чить формулы для определения длительности т вершины

импульса.

Отличительной особенностью характеристик разностного тока транзисторов является большая густота s-линий в области достаточно больших напряжений на коллекторе. Поэтому динамическая характеристика во время формиро­

Если, как это обычно бывает на практике, сопротивление этой нагрузки превышает внутренние сопротивления тран­ зистора в режиме насыщения, то для определения длитель­ ности вершины можно использовать линейную эквивалент­ ную схему (рис. 4. 60).

213

При колебательном характере изменения токов в этой схеме, можно считать, что процесс формирования вершины заканчивается при убывании до нуля емкостного (базового) тока ic.

Уравнение для изменения тока ic имеет следующий вид:

Рис. 4. 60. Эквивалентная схема блокинг-генератора на транзисторах

для определения длительности

вершины импульса.

где 7?в — сопротивление вихревых токов. Приравнивая 1С = 0, из (4. 131) получаем

(4. 132)

Время восстановления. Как и в ламповых схемах, время восстановления блокинг-генератора на транзисторе при достаточно больших параметрах R6 и С определяется интер­ валом убывания напряжения на конденсаторе до нулевого значения

Uc„ — максимальное напряжение на конденсаторе С к концу импульса т.

214

ГЛАВА 5

ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИНИЙ

ЗАДЕРЖКИ

5. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Импульсные генераторы с применением линий задержки позволяют получить прямоугольные импульсы хорошей формы и большой мощности при сравнительно простых схемах. Применение линий задержки в релаксационных схемах с положительной об­ ратной связью повышает стабильность формы импуль­ сов.

В ряде случаев при фор­ мировании прерывистых се­ рий неравноотстоящих им­

рующими устройствами.

Основными недостатками генераторов с линиями за­ держки являются их большие габариты (в случае больших отношений длительности импульса к длительности фрон­ тов), а также трудность плавной регулировки длитель­

ности импульсов.

На рис. 5. 1 изображен источник э.д.с. е (Q с внутрен­ ним сопротивлением Z„, расположенный в точке х — О и питающий линию длиной / с характеристическим (вол­ новым) сопротивлением Zo, нагруженную произвольным сопротивлением ZH. Изображение Лапласа входного напря­

215

жения Uo (р) для схемы рис. 5. 1 можно найти в следующей форме:

вление линии являются чисто активными сопротивлениями (Z„ = 7?и; Z„ = Дн; Zo = р), то оригинальная функция, соот­ ветствующая изображению (5.1) будет иметь ступенчатый характер:

Формирование импульсов. При применении линий задержки для формирования и передачи импульсов сопро­

с задержкой; случаи б) и в) имеют место при формирова­ нии импульсов в генераторах.

216

На рис. 5. 2 изображены формы напряжения Uo (£) для указанных трех случаев. В качестве входного возмуще­ ния применяется ступенчатое напряжение (рис. 5. 2, а), линейно нарастающее (5. 2, б) и короткий импульс (5. 2в). В частности, как видно из рис. 5. 2, в, в этом случае из одного импульса получаются два с относительной задержкой 2Т.

ЦЮ.

Цепь разомкнута

все случаи Цепь согласована

Цепь замкнута

27

/

Цепь разомкнута

0.5

Рис. 5. 2. Форма колебаний вход­

ного напряжения для различных случаев нагрузки линии задержки.

Этот метод может быть использован, например, в однока­ нальном генераторе сдвоенных импульсов.

Влияние потерь. В проведенном выше рассмотрении, а также в последующих выкладках предполагается, что линия задержки не имеет потерь. Практически потери в линии могут возникнуть вследствие конечного сопроти­ вления проводников, проводимости диэлектриков (обычно пренебрежимо малая величина), потерь в диэлектриках на радиочастотах, а также излучения в случае выполнения линий задержки в виде открытых неэкранированных фиде­ ров. Если потери невелики, то время задержки и характе­ ристический импеданс линии остаются без изменений с точ­ ностью до членов порядка 1/р; в выражениях для вели­ чины Uo (0 появляется сомножитель ехр [—Sx], причем затухание р является функцией эквивалентного распреде­

217

ленного последовательного сопротивления и шунтирующей проводимости на единицу длины линии.

Таким образом, основное влияние потерь в линии сво­ дится к уменьшению амплитуды сигналов с увеличением задержки. Кроме того, при формировании коротких импуль­ сов порядка микросекунды и менее влияние потерь является одним из факторов, уменьшающих крутизну фронтов.

5.2. СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИНИЙ ЗАДЕРЖКИ

ВКАЧЕСТВЕ ФОРМИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ

При использовании линий задержки для формирования импульсов применяются обычно три схемы, отличающиеся друг от друга соединением выходных клемм линии, а также коммутирующими цепями.

Заряд разомкнутой линии. Блок-схема, реализующая этот способ, а также форма колебаний в различных точках схемы приведены на рис. 5. 3.

В начальном состоянии ключ К разомкнут, линия разря­ жена и напряжение на нагрузке равно нулю. При замыка­ нии ключа К,- в цепи появляется ток, заряжающий распре­ деленные емкости линии. Величина этого тока и величина напряжения, до которого заряжаются элементы линии, определяются величиной и соотношением волнового сопро­ тивления р линии и сопротивления нагрузки R„.

Таким образом, начальный перепад напряжения Е от клемм 1—2 начинает перемещаться с групповой скоростью вдоль линии по направлению к разомкнутым клеммам 3—4. Для случая р = в соответствии с формулами, приведен­ ными выше, амплитуда падающей волны напряжения будет равна Е/2, а амплитуда соответствующего ей тока — £72р. На нагрузке возникает ступенька напряжения величины Е/2. При достижении падающей волной напря­ жения разомкнутых клемм 3—4 волна отражается с сохра­ нением полярности и заряжает соответствующие элементы линии до удвоенной амплитуды падающей волны. Проте­ кание тока между заряженными элементами прекращается.

При достижении отраженной волной входных клемм 1—2 в случае р = вся линия оказывается заряженной до напряжения источника Е, и ток во внешней цепи исчезает. Таким образом, на нагрузке формируется импульс длитель­ ностью т = 2Т, где Т — время задержки огибающей в одном направлении. При несогласованности нагрузки и волнового сопротивления р=£7?н, в соответствии с формулой (5. 2), возникает серия импульсов, как это показано на рис. 5. 3.

218

М

Ща

ha

Отраженная

Волна дости­ гает точен

Рис. 5. 3. Форма колебаний в разомк­ нутой линии задержки.

219