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

состояние лампы условно обозначено знаком «+», а запер­ тое — знаком«—». Исходное нулевое положение достигается нажатием кнопки К, при котором повышается потенциал сеток правых ламп каждой ячейки. После нажатия кнопки правые триоды во всех ячейках будут открыты, а левые закрыты. Первые семь импульсов считаются, как обычно,

Рис. 7. 14. Блок-схема декадного счетчика с применением обрат­ ных связей.

двоичной схемой с N = 16. Восьмой импульс переводит первые три ячейки в исходное состояние и вызывает пере­ брос четвертой ячейки.При этом потенциал в точке а падает и диод Д5 понизит потенциал анода JIit зафиксировав вторую ячейку в положении: Л3 ■— заперта, — открыта. Девятый импульс отпирает Лъ, а десятый приводит ее в исходное состояние. При этом отрицательный перепад напряжения в анодной цепи Л2 по цепи дополнительной связи через диод Д1 перебрасывает четвертую ячейку. При этом появ­ ляется выходной импульс и декада приводится в начальное состояние.

Параллельное соединение счетчиков. На рис. 7. 16 при­ ведена блок-схема параллельного соединения счетчиков. Входные импульсы поступают одновременно на входы всех

2 80

Рис. 7. 15. Принципиальная схема пересчетной декады в соответствии с блок-схемой рис. 7. 14.

281

ГЛАВА 8

ФИКСАЦИЯ НАЧАЛЬНОГО УРОВНЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

8. 1. НЕОБХОДИМОСТЬ ФИКСАЦИИ УРОВНЯ

Применение схем фиксации уровня сигнала, или, как их иногда называют, схем восстановления постоянной состав­ ляющей сигнала, связано с наличием разделительных кон­ денсаторов и трансформаторов, не пропускающих постоян­ ного напряжения или тока.

Рис. 8. 1. Типовая схема реостатно-емкостной

разделительной цепочки.

На рис. 8. 1 представлена упрощенная схема сеточной цепи одного из каскадов импульсного усилителя и ее экви­ валентная схема. Будем считать, что форма импульсного сигнала е (/) не искажается при прохождении через реак­

тивный элемент, т. е. RC » т (или -4- < т для случая

А

трансформаторной связи), где т — длительность импульс-

283

ного сигнала. Если напряжение е (f) представляет собой последовательность положительных импульсов длитель­ ностью т с периодом следования 9, то при включении такого напряжения в схеме рис. 8. 1. вначале будет происходить режим установления дополнительного заряда на емкости С. В течение каждого последующего периода «9 > t > (п—1)0

Величина выходного напряжения и (/), очевидно, может быть записана так:

Дм (/) — изменение напряжения в пределах одного периода.

Из выражения (8. 3) видно, что начальный уровень выход­ ного напряжения смещается на величину —м0. На рис. 8. 2 представлена форма колебаний е, ис и и для случая, когда е является последовательностью положительных прямоуголь­ ных импульсов.

Таким образом, для рассмотренного случая влияние раз­ делительной емкости сказывается на смещении начальной

284

рабочей точки лампы на величину иа. Величину и0 можно определить графоаналитическим способом (рис. 8. 3). С учетом соотношения (8. 1), пользуясь построением на рис. 8. 3,

можем написать следующее условие динамического равно­ весия:

где i3 и ip — соответственно токи заряда и разряда емкости С.*

Умножая подыинтегральные выражения на 7?, получим:

Таким образом, линия нового начального уровня иа

делит амплитуду выходного (и приблизительно равного ему входного) напряжения таким образом, что за период обе­

спечивается равновеликостьзаштрихованных площадей и (/). В ряде случаев смещение рабочей точки может значительно

снизить точность работы устройства или привести к сущест­ венным искажениям сигнала из-за нелинейности характе­ ристик электронных приборов, включая ограничение из-за отсечки и появления сеточных токов. При подаче напря­ жения развертки на пластины трубки через разделительные конденсаторы начало развертки смещается на величину и0. При подаче сигнала на управляющий электрод электронно­ лучевой трубки с яркостной модуляцией величина и0 будет изменять среднюю яркость экрана.

Для устранения этих нежелательных явлений необходимо уменьшить дополнительный (остаточный) заряд Qo, применяя

Поскольку определение длительности т импульса при произвольной

форме е (/) является понятием условным, то на рис. 8. 3 длительность отсчи­

тывается на уровне и0.

285

схемы фиксации уровня, рассматриваемые в последующих параграфах настоящей главы.

При применении трансформаторной связи начальный уро­ вень импульсов тока во вторичной обмотке будет изменяться вследствие образования намагничивающего тока tM. При ис­ пользовании напряжения на нагрузке обычно в цепь вто­ ричной обмотки включается разделительный конденсатор и, таким образом, задача сводится к уменьшению вели­ чины и0. При необходимости использования тока, как это, например, имеет место при питании развертывающим током отклоняющих катушек магнитных трубок через сельсинную передачу, вопрос осложняется.

Методы решения этой задачи рассматриваются в § 8. 4.

8. 2. ФИКСАЦИЯ НАЧАЛЬНОГО УРОВНЯ УНИПОЛЯРНЫХ СИГНАЛОВ

Принцип действия схем фиксации уровня основан на том, что две разделительные цепочки коммутируются в пределах каждого периода импульсов сигнала так, что постоянные вре­ мени оказываются существенно различными на интервалах т

Подобный случай имеет место при фиксации начального уровня видеосигналов в телевизионных приемниках. Для фиксации начального уровня отрицательных импульсов и (t) полярность включения диода необходимо изменить на об­ ратную.

Определение величины и0. Определим величину и0 для схемы рис. 8. 4. Будем считать, как это обычно бывает на практике, что Ru R и что коммутация разделительной цепи (открывание и закрывание диода) происходит прибли-

286

будет описываться следующими дифференциальными урав­ нениями:

где через w0, как и ранее, обозначено напряжение на конден­

(8. 7а) t = т дает, очевидно, выражение для ис (т). Подста­ новка в уравнение (8. 76) t = 9 дает соответственно значе­ ние и0. Подставляя значение ис из (8. 76) в (8. 7а), получаем

(8-8)

ехр

*Как видно из схемы, коммутация происходит автоматически, без специальных управляющих сигналов.

**См., например, В. И. Смирнов. «Курс высшей математики», т. II, стр. 19, 20.

287

При отсутствии фиксирующего диода Г = Т3 = Т. Учи­ тывая это, получаем

J е (/) ехр dt

О

которое показывает, что в первом приближении начальное смещение z/0 рабочей точки при отсутствии фиксирующей схемы не зависит от параметров разделительной цепочки RC, а определяется целиком формой приложенного сигнала е (/) и является его средним значением.

Для эффективной работы восстанавливающего диода необ­ ходимо, чтобы экспоненциальный член в знаменателе фор­ мулы (8. 8), обязанный своим присутствием фиксирующему диоду, был бы много больше других членов

Для эффективной фиксации уровня из этого условия

Время установления и0. В ряде применений имеет значение не только величина и0 дополнительного смещения, но также

и время установления режима динамического равновесия. Установление величины и0 носит дискретный характер,

поэтому этот процесс удобно описывать разностными урав­ нениями, в которых переменные величины изменяются конеч­ ными скачками от импульса к импульсу. Проиллюстрируем применение этого метода для сигналов е (/) в виде прямо­ угольных импульсов с амплитуддй Е и длительностью т,

не изменит результатов интегрирования, поскольку на участке (0 —- т) подынтегральная функция равна нулю.

288