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

знак равенства, получаем следующую формулу для опреде­ ления максимальной кратности деления:

Если принять необходимые меры для стабилизации отно-

нескольких процентов, то можно получить стабильное деле­ ние с кратностью пмэкс = 20 -е- 25.

Проведенное рассмотрение также применимо к фантастронным схемам, позволяющим получить надежную крат­ ность деления до 30 на каскад при надлежащей стабили­ зации источников питания.

Выбор амплитуды управляющих импульсов, которые обычно подаются на анод фантастрона через диод, ограни­ чивается противоречивыми условиями. С одной стороны, величина этой амплитуды должна быть не менее определен­ ного значения, необходимого для опрокидывания (запуска) фантастрона. С другой стороны, амплитуда пусковых импуль­ сов для повышения стабильности работы схемы должна быть мала. Кроме того, длительность временно устойчивого состоя­ ния схемы и время обратного хода так же, как и в случае применения кипп-реле должны выбираться с таким расчетом, чтобы пусковые импульсы не поступали за время восстано­ вления схемы.

В общем, делители с использованием кипп-реле и фан­ тастронов сравнительно нечувствительны к изменениям амплитуды и формы пусковых импульсов.

деление частоты повторения входных импульсов.

Впервом случае (а) импульсы, снимаемые с катода фантастрона с катодной связью, дифференцируются и через диод подаются на анод следующего каскада. В случае (б) им­ пульс, снимаемый с экранирующей сетки, дифференцируется

иподается на вторую управляющую сетку.

Вслучае (в) катод одного каскада непосредственно через диод связан с управляющей сеткой следующего каскада.

250

В случае (г) для запуска цепных делителей на фантастро­ нах со связью по экранирующей сетке применяются диоды, связывающие защитные сетки.

В случаях (в) и (г) фазовая задержка выходных импульсов мала, однако опасность срабатывания схемы, в результате появления синхронизирующих импульсов в течение обрат­ ного хода увеличивается, по сравнению со случаем запуска каскадов по анодным цепям.

6. 4. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ДЕЛИТЕЛЕЙ

Делители частоты повторения с импульсной селекцией.

Нестабильность временной задержки между входным и выход­ ным импульсами при делении частоты повторения может быть

а)

t

Рис. 6. 10. Блок-схема делителя частоты с импульсной селекцией.

значительно уменьшена применением так называемого спо­ соба «импульсной селекции». На рис. 6. 10 изображена блоксхема такого устройства и форма колебаний в различных точках схемы.

252

Импульсы е2 (0 на выходе делителя частоты повторения, обладающие нестабильным временным сдвигом относительно входных импульсов, используются лишь для запуска гене­ ратора стробирующих (селекторных) импульсов, управляю­ щих временным селектором. Длительность стробирующих импульсов выбирается приблизительно 1,50, где 9 — период входных импульсов. Таким образом, через временной селек­ тор проходят лишь те из входных импульсов ei (/), которые совпадают по времени со стробирующими импульсами.

Рис. 6. 11. Блок-схема делителя частоты со слеже­ нием по частоте.

Нестабильность каскадов делителя и генератора строби­ рующих импульсов не будет оказывать влияния на временное положение выходных импульсов.

Делители со слежением по частоте. Делители, использую­ щие принцип слежения по частоте, являются наиболее точными, но в то же время и наиболее сложными и дорого­ стоящими. На рис. 6. 11 представлена блок-схема такого устройства. Принцип действия его сходен с принципом ра­ боты схемы автодальномера, рассмотренного в гл. 10. Основ­ ным элементом устройства является генератор выходных импульсов, частота повторения которых в п раз меньше ча­ стоты повторения входных опорных импульсов. Стабиль­ ность положения выходных импульсов генератора должна быть достаточной для того, чтобы за интервал между импуль­ сами временное смещение очередного импульса не превышало пределов области «захватывания» системы автоподстройки. Схема генератора должна допускать возможность его под­ стройки управляющим напряжением, пропорциональным рассогласованию между опорным и выходным импульсами.

Часто в качестве задающего элемента используется гене­ ратор синусоидальных колебаний, частота колебаний кото-

253

рого в определенных пределах управляется реактивной лампой или другим управляющим элементом. В этом случае блок генератора выходных импульсов включает амплитудный компаратор и схему формирования выходных импульсов.

Выходные импульсы генератора используются также для создания селекторных полуимпульсов, поступающих на кас­

ной связью. Цепные делители с обратной связью применяются в тех случаях, когда коэф­ фициент деления п является достаточно большим простым числом, которое слишком велико для осуществления деле­

принцип построения схем цепных делителей с обратной связью. На ней представлены два последовательно соеди­

ставленной на рис. 6. 12, б. В качестве делителей необхо­ димо использовать ждущие релаксационные генераторы, причем входные управляющие импульсы ст (/), когда пер­ вый генератор находится в начальном устойчивом состоя­ нии, должны передаваться на вход второго генератора. Если цепь обратной связи разомкнута, то первый генератор

254

запускается через каждые щ входных импульсов, а второй — через каждые выходных импульсов первого генератора. Если цепь обратной связи замкнута, то каждым выходным импульсом второго генератора будет запускаться генератор в цепи обратной связи. Импульс этого генератора поступает

Рис. 6. 13. Принципиальная схема цепного делителя частоты с обратной

связью.

на первый генератор, делая его нечувствительным к N вход­ ным пусковым импульсам, поступающим за время т. После окончания импульса на выходе генератора, включенного в цепь обратной связи, первый генератор запускается очеред­ ным входным импульсом, и через п2 циклов первого гене­ ратора запускается второй генератор. Таким образом, общий коэффициент деления на выходе устройства будет

п — n^tiz + N.

На рис. 6. 13 приведена несколько упрощенная прин­ ципиальная схема цепного делителя с обратной связью на фантастронах, соответствующая блок-схеме рис. 6. 12. Дей-

255

Bflt)

Ш1ШНННШШ ' TW\N

*fmAAAn^M

вг/t)

Ua2

6)

Рис. 6.14. Форма колебаний в схеме рис. 6. 13.

256

ствие этой схемы иллюстрируется формой колебаний в раз­ личных точках схемы (рис. 6. 14) и не нуждается в особых объяснениях. Отрицательный импульс с катода фанта­ строна Л3 в цепи обратной связи понижает потенциал третьей сетки первого фантастрона Лг и делает его нечувствительным на время г к пусковым импульсам.

Метод импульсной селекции и метод цепного деления с помощью обратной связи можно применить также к деле­ нию частоты групповых серий импульсов.

17 ФроЛКИ! 619

ГЛАВА 7

СЧЕТЧИКИ ИМПУЛЬСОВ

7. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Устройства для счета электрических импульсов находят широкое применение в различных областях радиотехники и прикладной электроники. В радиолокации, радионавига­ ции и радиоуправлении счетчики импульсов используются для деления частоты повторения непериодических импуль­ сов и для других целей.

В ядерной физике с помощью электронных счетчиков производится определение количества элементарных частиц в течение заданных интервалов времени. Пересчетные схемы являются одной из главных частей вычислительных цифро­ вых машин. В промышленности с помощью счетчиков осу­ ществляется контроль мелких изделий, выпускаемых в боль­ шом количестве.

Основным преимуществом электронных счетчиков по срав­ нению с электромеханическими счетчиками шагового типа является значительно более высокая разрешающая способ­ ность, позволяющая считать сотни тысяч и более импульсов в секунду.

Разрешающая способность счетчика импульсов является величиной, обратной времени восстановления схемы счет­

между ними меньше времени восстановления схемы, то второй импульс не будет зарегистрирован счетчиком и будет иметь место так называемый просчет схемы или потеря импульса при счете.

В электронных счетных устройствах основные операции счета импульсов совершаются электронными схемами, а реги­ страция результатов счета осуществляется либо электроме-

258

ханическими счетчиками, либо индикаторными устройствами с электронными или газоразрядными лампами (электронно­ лучевые трубки, неоновые лампы и т. д.).

В настоящее время наиболее употребительными являются счетчики импульсов ступенчатого счета, которые по прин­ ципу действия разделяются на пересчетные схемы последо­ вательного действия и на счетчики накопительного действия.

Пересчетные схемы являются делителями средней частоты

в определенное число раз.

Принцип действия накопительных счетчиков основан на том, что входные импульсы изменяют потенциал накопи­ тельного конденсатора и при достижении потенциала опре­ деленной величины происходит запуск ждущего релаксацион­ ного генератора, генерирующего в этот момент один импульс.

Использование в счетчиках импульсов принципа деления числа входных импульсов позволяет подавать на выходной электромеханический регистратор не каждый импульс, посту­ пающий на вход счетчика, а лишь один из группы импульсов. Регистратор в этом случае будет отмечать число групп импуль­ сов, причем группа может содержать различное, но строго фиксированное для данного счетчика число импульсов. Количество импульсов в группе называется коэффициентом деления (пересчета) числа импульсов. Как в счетчиках с накопительными, так и в счетчиках с пересчетными схемами для получения больших коэффициентов пересчета исполь­ зуется соединение ряда схем с небольшими коэффициентами пересчета, которые обычно называются соответственно нако­ пительными или пересчетными ячейками.

В пересчетных схемах, помимо обычной десятичной системы счисления, часто применяется двоичная система.

7. 2. СЧЕТЧИКИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

(ПЕРЕСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ)

Блок-схема. Большинство последовательно-действующих счетчиков выполняется по кольцевой схеме. Блок-схема кольцевого устройства для счета шести импульсов за цикл (и = 6) изображена на рис. 7. 1.

Каждый элемент имеет два устойчивых состояния, кото­ рые мы будем обозначать терминами «включен» и «выключен». Подлежащие пересчету импульсы подаются одновременно на все элементы счетного кольца. Эти элементы устроены таким образом, что каждый входной импульс будет перебра­ сывать в состояние «включен» только тот выключенный