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

Первый член в квадратных скобках числителя этого выраже­ ния характеризует прямое прохождение входного сигнала на выход схемы.

Условием правильной работы каскада является выпол­

1 \ , R

Из анализа соотношения (2.46) можно сделать заключе­ ние о том, что для уменьшения ошибки дифференцирования и увеличения амплитуды - выходного сигнала параметры операционного усилителя необходимо выбирать с учетом

40

Соответствующий этому изображению оригинал выходного напряжения равен

(2. 50)

где 7\ и Т2 — вещественные значения постоянных вре­ мени дифференцирующего усилителя, по вели­ чине обратные корням характеристического урав­ нения

(2. 5!)

Аналогично рассмотренному выше случаю для идеализи­ рованной блок-схемы операционного усилителя будем счи­ тать, что выполняются неравенства (2.13).

Если дифференцирующий операционный усилитель выполнен с учетом условий (2.47, 2. 48), то корни харак­ теристического уравнения и соответствующие им постоян­ ные времени будут иметь следующий вид:

(2. 526)

CnRH

41

Как и ранее, при анализе полученных соотношений

(2. 36а) и (2. 53а) можно заключить, что амплитуда уста­ новившегося значения выходного напряжения по сравне­

времени 7\ и Т2, характеризующих переходный процесс, принимают вид

(2. 54а)

(2. 546)

В этом случае при неизменной амплитуде установивше­ гося значения выходного напряжения и при выполнении

42

происходит падение крутизны и амплитуды выходного импульса тем сильнее, чем хуже выполняются неравенства

(2. 47) и (2. 48), (2. 13) и (2. 53а).

Если параметры схемы удовлетворяют условиям (2. 48), (2. 13) и (2. 536), то выходное напряжение и (t) изменяется по закону

(2. 59)

где Г] и Тг определяются формулами (2. 54).

Очевидно, что выигрыш в точности дифференцирования

ванной и реальной схем дифференцирующего операционного усилителя можно сделать следующие выводы.

Снижение точности операционного усилителя происхо­ дит за счет вредного воздействия паразитных элементов

рованного дифференцирующего каскада выигрыш в точности дифференцирования по сравнению с обычной /?С-цепочкой

Р\

мулами (2. 35) и (2. 14). В пределе, если коэффициент уси­

Поскольку постоянная времени реального дифференци­ рующего каскада всегда больше соответствующей постоян­ ной времени идеализированной блок-схемы, то выигрыш в точности дифференцирования в реальном каскаде будет

меньше и будет приближаться к величине -g- лишь при

выполнении условий (2. 47) и (2. 48).

Хорошее выполнение неравенств (2. 47) и (2. 48) возможно лишь при использовании генератора входных импульсов е (/)

44

с малым выходным сопротивлением; в качестве лампы диф­ ференцирующего каскада необходимо выбирать пентод с вьп соким значением крутизны. При заданной постоянной вре­ мени Т — CR величина дифференцирующего сопротивления R должна быть выбрана по возможности большей, поскольку ухудшение точности дифференцирования за счет влияния паразитной емкости примерно в Ко раз меньше, чем за счет влияния внутреннего сопротивления источника.

При квазидифференцировании (укорочении) импульсов прямоугольной формы ожидаемого уменьшения относитель­ ной длительности выходного импульса в (Ко -ф 1) раз в реаль­ ных условиях также получить не удается. Аналогично случаю дифференцирования импульсов, линейно изменяю­

ционного усилителя по­ зволяет повысить начальную крутизну выходного импульса

вКо раз для идеализированной схемы и в —раз

для реального дифференцирующего каскада.

Интегрирующий каскад на полупроводниковых триодах.

Вкристаллическом усилителе следует рассматривать

На рис. 2. 12 представлена блок-схема интегрирующего операционного усилителя с отрицательной обратной связью.

с коэффициентом усиления по току —- А отсутствует и что выходной ток /0 питает входное сопротивление следующего каскада, которое мало и практически обеспечивает режим короткого замыкания.

45

Учитывая, что начальные условия для тока 1а являются нулевыми, уравнения Кирхгофа для схемы рис. 2. 12 можно записать в следующем виде:

где R — входное сопротивление усилителя. Исключая if и ie из уравнений (2. 60), получим

С

2.4. КВАЗИДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ

СПОМОЩЬЮ КАТУШЕК САМОИНДУКЦИИ

Квазидифференцирующее действие катушек самоиндук­ ции или взаимоиндукции (так называемых обостряющих трансформаторов), включенных в анодную или катодную цепь лампы—ключа, весьма часто используется на практике для получения коротких импульсов, соответствующих пере­ падам управляющего прямоугольного напряжения на сетке лампы. Одна из таких схем в упрощенном виде представлена на рис. 2. 14, а. Паразитная емкость С включает, кроме обычных составляющих, межвитковую емкость катушки.

46

Эквивалентная схема каскада, пригодная для прибли­ женного определения формы выходных импульсов, пред­ ставлена на рис. 2. 15.

Напряжение на сетке открытой лампы принято нулевым, и воздействие прямоугольного управляющего напряжения

+ 41 + ^] = E41+i]-

(2. 62)

47

где

2 VLC

Постоянная составляющая D может быть найдена из

Рис. 2. 16. Форма пере­ менной составляющей напряжения для схемы

рис. 2. 15

Константы интегрирования А и В находятся из начальных условий:

Если омическое сопротивление г катушки пренебрежимо

48

Кривая, соответствующая переменной составляющей, приведена на рис. 2. 16. Максимальная амплитуда ит им­

um = ^^-^CRo^O,74^(Ea-eo). (2.676)

Сi\l

При замыкании ключа возникает импульс противополож­ ной полярности, форма и амплитуда которого будут не­ сколько отличаться от рассмотренных ранее, в связи с тем, что шунтирующее действие внутреннего сопротивления лампы приводит к апериодическому режиму затухания нестационарных колебаний.

4 Фролкин 619