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

быть сведено до величины второго порядка малости по срав­ нению с потенциалом источника Е.

Прямой ход пилообразного напряжения начинается после размыкания ключа К в момент t = 0 и следует экспо­ ненциальному закону

Основной особенностью генератора пилообразного напря­ жения с зарядом емкости через омическое сопротивление является низкий коэффициент использования питающего напряжения.

Линейность прямого хода. Для оценки линейности необ­ ходимо определить максимальные ошибки смещения и нак­

60

Теперь для текущей абсолютной ошибки смещения можно

Дифференцируя это выражение по t и приравнивая нулю производную, получаем следующее уравнение для определе­ ния момента времени Zi, при котором ошибка будет макси­

чаем следующее приближенное значение абсолютной ошибки смещения:

Л"«=>4Дт)г. О. На)

Соответствующая относительная максимальная ошибка смещения будет

(3. 116)

* Величина погрешности, допущенная при выводе формулы (3. Юв) (и в аналогичных приближениях, используемых в пределах данной главы), не превосходит величины квадратичного члена разложения в степенной ряд дробной и логарифмической функций аргумента т/Г, который по абсо­ лютной величине, как указывалось выше, намного меньше единицы.

61

Пользуясь полученными выше соотношениями, определим для этого случая также максимальную ошибку наклона 8ат:

дансы коммутирующего устройства в разомкнутом состоянии и нагрузки, являющейся входным сопротивлением усилительного каскада. Суммарный импе­ данс, шунтирующий зарядный конденсатор (рис. 3. 9), обычно можно разбить на две параллельных ветви, включаю­ щие суммарную шунтирующую паразитную емкость Сп и омическую составляющую 7?н.

Паразитная емкость Сп, складываясь с зарядной емкостью С, изменяет наклон пилы:

ламп, то для повышения стабильности наклона желательно

62

времени и конечного напряжения в (7?н + R)/RH раз, что приводит к соответствующему ухудшению линейности.

Стабильность наклона. Стабильность начального наклона

(стабильность масштаба напряжения), помимо рассмотрен­ ного выше влияния величины Сп, линейно зависит от ста­

обычно стабилизируют, а температурные коэффициенты сопротивления R и конденсатора С выбирают равными по величине и противоположными по знаку.

Как указывалось выше, в том случае, когда величина начального напряжения Uo на зарядной емкости много меньше напряжения Еа, то влиянием этой величины на нак­ лон можно пренебречь. Однако если коммутация схемы осуществляется с такой частотой, что нестационарный про­ цесс разряда емкости не успевает окончиться к началу пря­ мого хода, то влияние начального напряжения Uo увеличи­ вается. Это приводит к нежелательной зависимости наклона от относительной длительности прямого хода и частоты пов­ торения.

В связи с этим в точных устройствах необходимо выбирать

Области применения. К числу достоинств рассмотренного выше способа получения пилообразного напряжения отно­ сятся простота схемы, связанные с этим высокая стабиль­

циент использования анодного напряжения при получении удовлетворительной линейности напряжения. Это заставляет прибегать к применению усилителя или к использованию высоковольтного источника питающего напряжения.

В осциллографах средней точности предельно допустимая ошибка смещения линейной развертки Зт обычно не превы­ шает 0,5%, что соответствует величине коэффициента RE~4%. При напряжении £а = 300 в амплитуда получаемой в гене­ раторе пилы равна 12 в, и для получения отклонения элект­ ронного луча на весь экран трубки потребуется применение, по крайней мере, одного усилительного каскада.

63

При усилении форма пилообразного напряжения неиз­ бежно подвергается частотным и нелинейным искажениям. Частотные искажения типового усилительного каскада (рис. 3. 10) определяются падением усиления высокочастот­ ных составляющих спектра пилообразного напряжения за счет паразитной емкости Сп и ослаблением низкочастотных

а)

автоматического смещения CKRK и цепи питания экранирую­ щей сетки Сэ7?э.

Из рассмотрения эквивалентной схемы для высокочастот­

64

где

Рис. 3. 11. Высокочастотные (а) и низкочастотные (6) искажения прямого хода пилообразного напряжения в усилительном

каскаде.

(для Rg » /?а).

Таким образом, влияние разделительной цепочки CgRg сводится к увеличению нелинейности развертки, которую, как было показано ранее, можно приближенно оценить ошиб­ кой смещения 8 = 4--^-.

° ‘ 11

Аналогичное воздействие оказывают цепочки Ск и R3 С3. Суммарные искажения, вносимые цепочками Ск RK и Сэ Ra, можно приближенно определить, считая, что общая ошибка смещения выходного напряжения равна сумме частных ошибок смещения, вносимых по отдельности каж­ дой из цепей.

В связи с этим, основная область применения таких гене­ раторов ограничивается разверткой луча телевизионных

(и соответственно грубая регулировка частоты развертки) осуществляется переключением зарядных емкостей; плавная регулировка скорости (точная регулировка частоты) — изме­ нением зарядного сопротивления R’.

Потенциометр R3 служит для регулировки амплитуды положительных синхронизирующих импульсов; переменное сопротивление Т?4 (регулировка амплитуды) используется для изменения потенциала ионизации. Поскольку потенциал ионизации имеет порядок 10в, амплитуда развертки в этой схеме, определяемая разностью уровней ионизации и деиони­ зации, может быть почти равна Еа.

Однако, как указывалось выше, требования к линейности заставляют ограничивать величину аплитуды единицами вольт и использовать добавочный усилитель. Предельная

66

частота развертки определяется временем деионизации тиратронов и имеет порядок 50 кгц.

Этот способ реализуется обычно с помощью катушки самоиндукции (дросселя) или так называемой лампы постоян­

ного тока.

Схема с дросселем. Упрощенная схема генератора пило­ образного напряжения с зарядным дросселем приведена на рис. 3. 13.

Рассмотрим характер изменения на­ пряжения и на зарядной емкости. При размыкании ключа К емкость С начи­ нает заряжаться. Однако уменьшение зарядного тока происходит более мед­ ленно, так как падению тока препят­ ствует возникающая в дросселе э. д. с. самоиндукции. Вследствие этого линей­

Выражая зарядный ток i через интересующее нас напряже­

щее размыкание ключа произойдет раньше, чем устано­ вится стационарный ток /0, то наклон следующего цикла пилообразного напряжения уменьшится. При постоянной частоте коммутации через несколько циклов в схеме уста­ новится режим динамического равновесия, характеризую­ щийся тем, что за время прямого хода пилы уменьшение тока в реостатно-индуктивной ветви будет равно его прира­ щению за время обратного хода (рис. 3. 15).

. Для малых значений t в пределах одного периода 9 закон изменения прямого хода напряжения и целесообразно пред­ ставить в форме убывающего степенного ряда, ограничив­

68

Значения коэффициентов этого ряда можно найти, исполь­

Следовательно, коэффициент = (Да — Ri^/2CL. Дифференцируя три раза уравнение (3. 20в), получаем для t = 0

«0 = 67.

Дифференцируя один раз уравнение (3. 206), получаем для t = 0

«о = — ТД [ Д' — Rij + ду •

Следовательно,

Ч6LC ‘А(£а_дг-н) + .А .

Таким образом, закон изменения выходного напряжения на начальном отрезке времени будет иметь следующий вид:

Д < 6LC.

Соответствующее выражение для зарядного тока i будет иметь следующий вид:

i =си - »н + t' - ± t'2 (3.23)

ДЛЯ 0</<t И Да — Ria < tlRin.

69