§ 46. Генератори прямокутної напруги

Загальні відомості. В багатьох радіотехнічних пристроях за­стосовують імпульсний режим роботи. В цьому режимі струми і напруга, які діють в апаратурі, мають вигляд короткочасних імпульсів, які відокремлені один від одного порівняно великими проміжками часу. Імпульсні пристрої застосовують в апаратурі релейного і провідного зв’язку, радіолокації, телебачення, комп’ютерах, медицині, біології і інших галузях. Все більш широке застосування одержують імпульсні методи і в інших галузях господарства при виконанні вимірювань, розрахунках і підрахунках різних виробів дослідженнях в медицині, фізиці, хімії і ін. Велике значення має імпульсна техніка в комп’ютерах і автоматизації виробничих процесів.

Імпульсні пристрої, які призначені для формування (перетво­рення )і генерування малопотужних імпульсних сигналів, застосовують для передачі, обробки та зберігання інформації. Такі при строї відносяться до малопотужних. Для цих пристроїв основними являються параметри, які характеризують форму і послідовність імпульсів, тому що будь-яке змінення цих параметрів може при­вести до утрати інформації.

Імпульсні пристрої» які формують і генерують потужні ім­пульси, призначені для енергетичного впливу на різноманітні процеси (наприклад, для створення променевих, гепгеновських, ультразвукових імпульсів, потужних магнітний лелів, імпульсне керування двигунами і т. д. Такі пристрої відносять до поту­жних. В цих пристроях найголовніше значення мають енергетичні показники, в той же час інформаційні параметри мають менше значення.

Малопотужних і потужних пристроях відбувається формування різних імпульсів.

Параметри і характеристики імпульсів.

Імпульсом називають короткочасне змінення напруги, або струму в електричному ланцюгу від 0 до деякого максимального значення. Бувають два види імпульсів: відео- і радіоімпульс. Відеоімпульс являє собою короткочасне змінення напругиі в колі постійного струму. Радіоімпульс – це короткочасна серія неперервних високочастотних коливань напруги, або струму, огинаюча яких має форму відео імпульсу. Відеоімпульси бувають прямокутної, трапецідіальної, трикутної і експоненціальної форм (рис. 226). Розрізняють відеоілмпульси позитивної і негативної полярностей, а також двосторонній. Радіоімпульси також бувають прямокутної, трикутної і експоненціальної форм (рис. 227). Радіоімпульс немає постійної складової, а частота змінної напруги струму називається частотою заповнення, або несучою.

Для кількісної оцінки імпульсів і їх послідовностей використовують ряд параметрів (рис. 228).

Амплітудою називається максимальне значення напруги Uм, або струму Ім імпульсу.

Тривалістю імпульсу tі називається проміжок часу від моменту його виникнення до моменту його зникнення. Час між закінченням одного імпульсу і початком іншого називається паузою.

Проміжок часу від моменту виникнення одного імпульсу до моменту появлення другого називається періодом повторення імпульсів. Період повторення Т дорівнює сумі тривалості імпульсу tі і тривалості пауз tп. Величина, яка зворотна періоду повторення називається частотою повторення або частотою слідування імпульсів.

Скважністю імпульсів Q називають відношення періоду повто­рення до тривалості імпульсу (Q =Т/t ). Скважність завжди більша одиниці ( від 1,1 до десятків тисяч), відтворює можли­вість накоплення великих енергій і потужностей на протязі пауз і генерування цієї енергії на протязі короткочасної тривалості імпульсу. Величина, яка зворотна скважності, називається кое­фіцієнтом даповнення К = І/Q = tі / Т.

Потужністю в імпульсі Р- називається середня потужність на відрізку часу, яка дорівнює тривалості імпульсу Рі = W/ t і, .

де \W/ - енергія, яка виділяється за час тривалості імпульсу tі . В зв’язку з тим, що енергія під час паузи не виділяється, то середня потужність за період дорівнює

^рсер ^{= w/ т =} W/ (Qtі) = Рі / Q

Пристрої, які роблять в імпульсному режимі, називаються ім­пульсними і потрібні для генерування, перетворення і вимірю­вання електричних імпульсів.

Імпульсний режим роботи характеризується тим, що сигнали, які виробляються в пристрої або які впливають на нього, явля­ються переривистими і мають характер імпульсів різної форми. Такий режим роботи в порівнянні з неперервним має ряд переваг.В імпульсному режимі може бути досягнута значна потужність під час дії імпульсів при незначній середній потужності пристрою. Імпульсний режим роботи дозволяє значно зменшити вплив темпера тури і розкидання параметрів напівпровідникових приладів на роботу пристрою. Заводське розкидання параметрів суттєво не відображається на роботі імпульсних пристроїв в зв’язку з тим, що напівпровідникові прилади роблять в ключовому режимі.

Ключовим режимом називається такий режим роботи напівпро­відникових приладів (\або електронних ламп), при якому вони миттєво переходять з одного стійкого стану в інший / наприклад,