книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

101

102

§5.4. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

5.3.В режимах: отсечки, активном и насыщения. 5.4. а) Два перехода смещены в обратном направлении; б) эмиттерный — в прямом направлении, коллекторный — в обратном; в) два перехода — в пря­ мом направлении. 5.7, а) В режиме отсечки два перехода смещены в обратном направлении, их сопротивление велико и не зависит от из­ менений входного сигнала; б) в режиме насыщения два перехода сме­ щены в прямом направлении, их сопротивление близко к нулю и не изменяется под действием входного сигнала. 5.9. В активном режиме изменение входного сигнала приводит к изменениям коллекторного тока транзистора. В режимах отсечки и насыщения изменений коллек­

поэтому транзистор находится в активном режиме. 5.10. Нельзя (см. ответ к задаче 5.9). 5.11. Не может, так как /кН — это максимально возможный ток в цепи коллектора. 5.12. Может, при этом транзистор будет в режиме насыщения. 5.13. а) В середине нагрузочной прямой, б) Этот вид ограничения зависит от типа транзистора: в транзисторе

р-п -р -типа рабочую точку необходимо выбрать на границе насыщения,

втранзисторе п-р-п-типа — на границе отсечки, в) Аналогично пункту б): для р-я-р-транзистора — на границе отсечки, для я-р-я — на гра­ нице насыщения. 5,14, а) Увеличение R K приводит к уменьшению I Glu поэтому ограничение отрицательной полуволны входного напряжения будет больше, б) Уменьшение R K приведет к увеличению 1$Н9 поэтому ограничение отрицательной полуволны нВх будет меньше, в) Увели­ чение £ к приведет к увеличению / б1£, поэтому ограничение отрицатель­ ной полуволны нвх будет меньше, г) Уменьшение Е к приведет к умень­ шению /бн, поэтому ограничение отрицательной полуволны будет

больше. 5.15. Чем меньше граничная частота / тем больше длитель­

ность фронтов нвых. 5.16. С увеличением амплитуды входного сигнала длительность фронтов уменьшается. 5.17. Входной сигнал будет огра­ ничиваться сверху на нулевом уровне. 5*18. Нельзя. Для такого огра­ ничения необходимо ввести дополнительный источник смещения, запи­ рающий транзистор (например, последовательно с «в х)’ 5*19. См. ответ к задаче 5.18. 5.20. а) Режим насыщения, так как эмиттерный и кол­ лекторный переходы смещены в прямом направлении: U f o = — 0,8 В < < 0; Uk0 = и кэ — и 6э = — 0,2 — (- 0,8) = + 0 ,6 В. б) Режим от­ сечки, так как эмиттерный и коллекторный переходы смещены в обрат­

а) Режим насыщения; б) режим отсечки; в) активный режим (см. решение задачи 5.20). 5.22. а) Режим насыщения; б) активный режим

103

^/Ho *i. б) Нельзя, режим будет определяться соотношением 0 вх и

вами транзистора можно пренебречь.

104

В этом случае длительность фронта выходного импульса составит

ГЛАВА 6

ГЕНЕРАТОРЫ УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ. ИСКУССТВЕННЫЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

§6.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ИРАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Вглаве собраны задачи по генераторам ударного возбуж­ дения на транзисторах и искусственным линиям задержки.

Схема генератора ударного возбуждения с контуром в це­ пи коллектора приведена на рис. 6.1, а. Частота свободных ко­

ны выходного напряжения; т = 2 Ur — постоянная времени

105

контура; / ок — ток покоя, протекающий в цепи коллектора в

„отсутствие входного импульса; р = У Ц С — волновое сопро­ тивление контура.

Недостатком генератора (см. рис. 6.1, а) является большое время затухания колебаний по окончании входного запираю­ щего импульса. Для уменьшения времени затухания этих ко­ лебаний применяют включение контура в цепь эмиттера

Для получения серии незатухающих колебаний применяют обратную связь с помощью дополнительного каскада на тран­ зисторе Г а (рис. 6.3).

Искусственные линии применяются для задержки и форми­ рования импульсов. Существует несколько разновидностей искусственных линий, которые подразделяются на электри­ ческие и ультразвуковые. Электрические делятся на линии с распределенными и с сосредоточенными параметрами. Приме­ ром линии с распределенными параметрами является кабель, внутренняя жила которого для увеличения времени задержки свернута в спираль. Скорость распространения волны вдоль такой линии

где La и Q — погонные индуктивность и емкость.

Линии с распределенными параметрами обеспечивают за­ держку до 500 нс/м и применяются для получения времени за­ держки /3 < 1 мкс.

Большее распространение по конструктивным соображе­ ниям получили линии с сосредоточенными параметрами (це­ почечные), состоящие из ячеек дискретных индуктивностей и емкостей (рис. 6.4).

106

Для такой линии справедливы следующие соотношения:

Время нарастания фронта, добавляемое линией, составля­

ет

На рис. 6.5 представлена одна из схем формирования им­ пульсов с помощью линии задержки ДТ. В исходном состоя­ нии транзистор Т закрыт и линия заряжена до -\-Ек. При дей­

107

ствии положительного входного импульса транзистор открыва­ ется и соединяет вход / линии с общим проводом. Это при­ водит к разряду линии через R „ и формированию отрицатель­ ного импульса с амплитудой Е к/2 и длительностью t„ = = 2ta. По окончании входного импульса транзистор запира­ ется и линия заряжается через R Kи Д до Е к.

У п р а ж н е н и я и з а д а ч и

§6.2. ГЕНЕРАТОР УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

СКОНТУРОМ В ЦЕПИ КОЛЛЕКТОРА

6.1.В каком режиме находится транзистор в схеме рис. 6.1, а в исходном состоянии? Каким образом этот режим обес­ печивается?

6 .2 . Какие токи протекают в схеме рис.6 . 1 ,а в исходном со­ стоянии? Покажите, через какие элементы схемы они протека­ ют.

6.3.Почему при действии запирающего входного импульса ток через катушку индуктивности L не прекращается?

6.4.Почему в схеме рис. 6 .1, а первая полуволна выходного напряжения имеет отрицательный знак?

6.5.Почему колебания в контуре в схеме рис. 6 . 1 , а зату­

хают?

6 .6 . Почему при действии заднего фронта входного импуль­ са колебания в контуре срываются?

ходного напряжения и амплитуду первой полуволны.

6 .8 . Определите количество периодов колебаний выходного напряжения в задаче 6.7.

6.9. Определите амплитуду последней полуволны в задаче 6.7.

6 . 1 0 . Как изменятся частота и количество периодов коле­ баний выходного напряжения в задаче 6.7, если: а) парал­ лельно катушке индуктивности L подключить такую же ка­ тушку; б) параллельно конденсатору С подключить такой же конденсатор?

6.11. Как изменится количество периодов Колебаний и ам­ плитуда последней полуволны в задаче 6.7, если: а) уменьшить

106

длительность входного импульса /„ взс до 60 мкс; б) применить

катушку индуктивности с активным сопротивлением г = = 20 Ом?

6 . 1 2 . На какое допустимое напряжение UmAoa должен быть рассчитан транзистор в схеме рис. 6 . 1 , о? Почему?

§6.3. ГЕНЕРАТОР УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

СКОНТУРОМ В ЦЕПИ ЭМИТТЕРА

6.13.Почему в генераторе с контуром в цепи эмиттера

(см. рис. 6 .2 ) колебания срываются быстрее, чем в генераторе

сконтуром в цепи коллектора?

6.14.Почему в схеме рис. 6 . 2 первая полуволна выходного напряжения имеет положительный знак?

зистор в исходном режиме насыщен. Определите частоту вы­ ходного напряжения и амплитуду первой полуволны.

6.16. Как изменятся частота выходного напряжения и амплитуда первой полуволны в задаче 6.15, если: а) /?ф. уве­ личить до 2 кОм; б) произойдет отказ Сф типа «короткое замы­ кание»?

6.17.Определите в задаче 6.15 необходимую длительность входного импульса, обеспечивающую 1 0 периодов синусои­ дального выходного напряжения.

6.18.С какой целью в схеме рис. 6.3 применен транзистор

6.19.В собранной схеме генератора (рис. 6.3) выходное на­

пряжение имеет затухающий характер. Какими элементами и как необходимо произвести регулировку схемы для получе­ ния постоянной амплитуды выходного напряжения?

6 .2 0 . В работающей схеме генератора (см. рис. 6.3) произо­ шел отказ конденсатора С р типа «короткое замыкание». Что произойдет в схеме? Почему?

§6.4. ИСКУССТВЕННЫЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

6.21.Почему искусственные линии с распределенными параметрами обеспечивают задержку импульсов?

6 .2 2 . Почему кабельные линии применяют в основном для получения небольших задержек (t3< 1 мкс)?

109

6.23. Почему в линиях задержки необходимо обеспечивать

6.25. Как изменится требуемая длина кабеля в задаче 6.24, если применить кабель марки РС-400-7-11 (С = 1800 пФ/м,

р= 400 Ом)?

6.26.В чем преимущество цепочечных линий по сравнению

скабельными?

6.27.Почему цепочечные линии обеспечивают задержку импульсов?

6.28. * Почему линии задержки передают без искажений лишь такие импульсы, ширина спектра которых Д/ меньше час­ тоты среза / с?

6.29.Почему искажения выходного импульса в цепочечной линии тем меньше, чем меньше значения L и С?

6.30.Определите требуемую частоту среза (/с) цепочеч­ ной линии, используемой для задержки импульсов длитель­ ностью а) 2 мкс; б) 4 мкс.

6.31.Цепочечная линия (см. рис. 6.4) используется для задержки импульса длительностью tH= 3 мкс на время t3 —

— 6 мкс. Рассчитайте значения L и С и определите не­ обходимое число звеньев п, если линия нагружена на R„ = 2 кОм.

6.32.Определите в задаче 6.31 время нарастания, добав­ ляемое линией.

6.33.В задаче 6.31 потребовалось уменьшить время за­ держки до 4 мкс. Как это сделать?

6.34. * В схеме формирования импульсов (рис. 6.5) приме­ нена линия задержки с р = 1 кОм и t9 = 2 мкс. Определите необходимое значение R„, длительность и амплитуду выходно­

го импульса, если £ „ = 10 В.

6.35. В схеме формирования импульсов (см. рис. 65) тре­ буется на нагрузке R„ — 1 кОм получить импульс длитель­ ностью ta — 2 мкс с амплитудой Uт > 6 В. Определите зна­ чения L, С, число звеньев п линии задержки и напряжение ис­ точника Е к, если допустимая длительность фронта напряже­ ния /ф = 0 , 1

110