Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

..pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
13.31 Mб
Скачать

(TJ

Си

4) ГГ s 2,

о

я "

10.60

10.61

10.62

10.63

§ 10.5. ПРОГРАММИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Контрольная карта 10.1. Автоколебательный и ждущий блокинг-генераторы

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

ь*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

Содержание заданий

 

Ответы

 

о

Б.

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*г <

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какими

параметрами

в

тперезарядки ~

 

1

 

блокинг-генераторе (см.

 

= 45^6

 

 

 

рис. 1 0 .1 ,

а)

определяется

 

 

 

а)

длительность

 

импульса

тперезарядки -\г

 

2

 

/„?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ тзарядки

 

 

б)

длительность

паузы fn?

 

 

в)

период колебаний 7?

 

тзарядкц —

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Со (Яд + Я вх)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нет правильно­

4

 

 

 

 

 

 

 

 

го ответа

 

 

 

Как

изменится

длитель­

 

 

 

 

ность

выходного

импульса

 

 

 

 

(/и) в блокинг-генераторе

 

 

 

 

(см. рис. 1 0 .1 , а),

если:

 

 

 

1

а)

увеличить Со?

 

Уменьшится

 

6)

увеличить Яб?

 

Увеличится

 

2

в)

увеличить Яд?

 

Не изменится

 

3

г)

уменьшить Я«?

 

Нет правильно­

4

 

 

 

 

 

 

 

 

го ответа

 

 

 

Как

изменится

длитель­

 

 

 

 

ность паузы

(tB)

выходного

 

 

 

 

импульса

 

в

схеме

рис.

 

 

 

 

1 0 .1 , а,

если:

 

 

 

 

 

 

 

а)

уменьшить Сс?

 

Увеличится

 

1

б)

уменьшить Яб?

 

Уменьшится

 

2

в)

уменьшить

 

количество

Не изменится

 

3

 

витков в обмотке wo?

Нет правильно­

4

в)

увеличить Яд?

 

го ответа

 

 

 

Какими

параметрами

схе­

 

 

 

 

мы (см. рис. 10.3,а) опреде­

 

 

 

 

ляются

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

период

выходных

им­

тзарядки = Со Ядх

1

 

пульсов Гвыг?

 

 

 

 

б)

длительность

выходно­

^разрядки —

Кб

2

 

го импульса tn?

 

^зарядки Ч~

 

3

в)

время

 

восстановления

+ ^разрядки

 

4

 

схемы fD?

 

 

 

Периодом запу­

г)

длительность

паузы

/п?

скающие импуль­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сов

 

 

191

Номера задач

Варианты

10.64

 

 

а)

 

б)

 

в)

 

г)

Содержание заданий

Как изменится форма на­ пряжения н,<э в схеме рис. 10.3, а, если произойдет

отказ диода Д типа «обрыв» обрыв обмотки док?

обрыв обмотки ДОб?

обрыв обмотки Доп?

Продолжение карты 10J

 

ко­

да

Ответы

Числа

 

 

Не изменится

1

Колебания сор­

2

вутся

3

Появится отри­

цательный выброс

4

Определенно от­

ветить нельзя

 

§10.6. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

10.2.При котором колебания возникают при включении питания

ине требуется внешнего источника запуска. 10.3. Соответствующим включением коллекторной (док) и базовой обмоток (о>б) трансформатора/

например, к выводу коллектора подключается конец

обмотки шК| а

к выводу базы — начало обмотки WQ, если они имеют

одинаковое на­

правление намотки. 10.4. Для обеспечения положительной обратной связи. 10.5. Для повышения стабильности и регулировки длительности импульса. 1 0 .6 . а) Во время генерации импульса от источника £«

отбирается

большой ток, что ведет к уменьшению напряжения

£ к за

счет падения напряжения на его внутреннем сопротивлении. В

целях

-ослабления

таких колебаний коллекторную цепь блокинг-генератора

питают через фильтр Яф — Сф. б) Для предотвращения колебатель­ ного процесса в контуре, состоящего из индуктивности коллекторной обмотки трансформатора и ее межвитковой емкости. 10.7. а) Колебания сорвутся и на нагрузке импульсного напряжения не будет; б) изменится полярность импульсов на нагрузке. 10.8. а) В насыщении; б) в отсечке.

10.9. т8др = C(j (rjyQ -f- Яд +

Явх тр)» ^переэ ~

ОзЯб*

1 0 . 1 0 . а) За­

ряд С (; через входное сопротивление транзистора

J?BXTp;

б) перезаряд

С (; через i? (5 от источника

£ к.

10.11 При малой

емкости

C Q возможен

значительный ее разряд во

время начального этапа формирования пау­

зы. Это приведет к уменьшению напряжения

ис и, как следствие, к

уменьшению длительности

паузы. 1 0 . 1 2 . По окончании обратного бло-

кинг-процесса эмиттерный

переход транзистора

закрывается, но в ба­

зе остается достаточно значительный остаточный объемный заряд. Рассасывание этого заряда происходит током, протекающим через CQ и коллекторный переход, что приводит к уменьшению UCQ. 10.13. В мо­ мент /4 транзистор запирается. Магнитный поток начинает быстро спа­ дать, что приводит к изменению полярности э.д.с., наводимой в обмотке wK. Сложение напряжения на коллекторе ик с э. д. с. приводит к пре­ вышению значения £ к. 10.14. Для определения длительности импульса

необходимо оценить по (10.3, б) постоянную времени твх =

С0 (# вх н +

+ Яд) = 0,022 10-° (400 -f- 500) = 11 мкс, так как твх >

то вос-

192

пользуемся

для

расчета

формулой

(К).За)- Длительность

 

импульса

 

 

1

10

 

 

1 • 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

500

 

500/

9,4 мне.

Длительность,

паузы по

=

 

 

 

 

1

IQ-*

 

 

1

• 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,022

10-е

(500)2 +

1

 

 

 

10

 

 

 

(10.4)

/ „ = 0 ,0 2 2 -1 0

 

40

10+2 In |

I

 

 

 

 

 

 

1 0 + 1 0

10-е

40

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

> ) -

=

592 мкс.

 

Период

 

колебаний

Т =

9,4 10-® +

592

=

Ю-с =

=

601

мкс.

10.15.

a)

»

ttt

= 1 6 ,8 мкс;

7* =

1,2 мс;

б)

/„

9,4 мкс;

Т = 294 мкс.

10.16.

0,01

мкФ.

10.17.

«0 .0 5 6

мкФ,

«

10 кОм.

10.18. Длительность импульса уменьшится до 8,4 мкс. 10.19. Длитель­

ность импульса: а) уменьшится до

8,7

мкс; б) возрастет до 9,9 мкс;

в) уменьшится до 8,5

мкс. 10.20. «

114

мА. 10.21. У с тих

^ п0 ^ к

=

= 10 В. 10.22, По

формуле (10.1)

/ф « /ср » 0,34 мкс.

10.23.

64.

10.24. Постоянная времени перезарядки хронирующего конденсатора

?переэ = Сб/?0

много больше постоянной времени его зарядки тзар «

« C QR bx.

Так

как

скважность пропорциональна отношению

^переа^зар»

то

Q > 1.

10.25. Продолжительность блокинг-процессов

очень мала,

поэтому заряд конденсатора не успевает изменяться;, про­

должительности открытого и закрытого состояний транзистора доста­

точно велики, поэтому заряд

конденсатора

меняется.

10,26. По (10.5)

Сф >

 

114 •

10“ 3

- 9 4 -

10—6

Ю,7 мкФ.

10.27.

По

(10.6)

У?ф «

 

------------ ц - у 1----------

=■

«

1,4

600

10-®/10 • 10-е «

84 Ом.

10.28. При

котором импульсы

на

выходе

появляются

при

наличии

запускающих

импульсов.

10.29.

Одно устойчивое

состояние,

при этом транзистор закрыт, а хронирую­

щий

конденсатор

разряжен. 10.30. а) В отсечке; б) в насыщении. 10.31.

^зар

«

СбЯвхн; тразр = СбЛб. 10.32.а)

В насыщении; б) в отсечке.

10.33.

Так как TDX > тр, то

по

(10.3)

длительность импульса составит

 

_

o.8

. , o - . ( L

l £ ------ Ц )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

270

1 •

103/

13,4 мкс.

Период

выходных

им-

tit =

 

0,8 • 10-»

 

I . 40

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,056

• 10—«

 

(270)»

 

 

 

 

 

импульсов:

пульсов

будет

определяться

периодом запускающих

^ в ы х

1 //з а п

^

1^2 •

103 ==

5 0 0

мкс.

Проверим,

успеет

лн

конден-

сатор

разрядиться

до

прихода следующего импульса запуска: Т в =

=

Зтразр =

ЗСб/?б

=

3 • 0,056

10

10-е

1 «

Ю3

=

168

мкс

<

<

7,8ап. 10.34. а) Длительность импульса увеличится до 24 мкс, период

остается неизменным; б) длительность импульса н период не изменятся.

10.35.

(Jm Вй1х = л „ £ к = 15 В. 10.36. 0,1

мкФ, 10.37. « 5,5 кГц.

10.38. ^

15 В. 10.39. В отсутствие влияния

генератора запуска на ра­

боту блокинг-генератора. 10.40. При действии запускающего импульса транзистор открывается, через него начинает протекать коллекторный

ток, который приводит к наведению в обмотке

э. д, с. Часть ее

через R t приложена к диоду Д минусом к аноду,

поэтому диод.закры­

вается и отключает генератор запуска. 10.41. 10. мА. 10.42. Появление короткозамкнутых витков эквивалентно шунтированию нагрузки R a весьма малым сопротивлением; при этом нарушаются условия возник­ новения лавинообразного процесса, н блокинг-генератор не запуска­

ется; Л 0.43. Транзистор Тд необходим для развязки

блокинг-.генератйра

к/ генератора

запускающих ймпу/уьсов; одновременно 7д

является

усилителем,

поэтому - амплитуда запускающих

импульсов

может

быть

небольшой.

10.44. тзар

C QR DX2 l

тразр «

10.45.

Ток

делителя

R x— R 2

создает

на R 2

напряжение

смещения,

которое

через

R Q

обеспечивает

закрытое состояние

транзистора.

10.46.

тзар «

СбДвхтр;

траэр «

Сб^б- 10-47. Токи

делителей

R 2— R SJ

R t ~ R b создают на Я 2 и ЯБ напряжения, обеспечивающие за­

пирание

транзисторов,

10.48.

таар «

С ^ в х Т2; Тразр = C ^R b.

10.49. См. рис. 10.9, 10.50. Для повышения стабильности колебаний и временного согласования работы нескольких генераторов. 10.51. Если

Т0 <

Т’сшгхр» синхронизация невозможна,

так

как отпирающие

им­

 

 

 

пульсы

синхронизации

будут

воз­

 

 

 

действовать на

базу уже

открытого

 

 

 

транзистора. 10.52. Первые

импуль­

 

 

 

сы

синхронизации

могут

приходить

 

 

 

в то время, когда напряжение на

 

 

 

конденсаторе

велико,

поэтому

воз­

 

 

 

действие

не

синхроимпульсов

в

этом

 

 

 

случае

приводит

к

отпиранию

 

 

 

транзистора.

10.53.

Стационарный

 

 

 

режим

наступит

после

четвертого

 

Рис.

10.9

импульса

синхронизации.

10.54.

 

12

кГц.

10.55. Необходимо

отклю­

Если

колебания

не сорвутся, то

чить генератор внешних

импульсов.

режим синхронизации, если

сорвут­

ся — ждущий.

10.56. В режиме синхронизации

блокинг-генератор

срабатывает от каждого синхроимпульса, а в

режиме

деления — не

от каждого. 10.57. 30 кГц. 10.58.

Коэффициент деления

в

обоих

слу­

чаях уменьшается. 10.59. Увеличится.

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 11

ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНЫХ ИМПУЛЬСОВ

§11.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ИРАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Вглаве собраны задачи по генераторам линейно изменяю­

щегося напряжения (ГЛИН) и тока на биполярных транзис­ торах.

Пилообразное напряжение (ток) характеризуется следую­ щими основными параметрами: начальным уровнем U0 (/<>),

амплитудой Um(/m), длительностями прямого /пр и обратного /обр хода, коэффициентом не­

линейности

е, средней

скоростью

нарастания

прямого

хода

К «

= V J t ap (рис.

1 1 . 1 ).

 

 

Простейшая схема ГЛИН пред­

ставлена на рис.

1 1 .2 , а, б.

 

В

исходном

состоянии транзи­

стор

Т насыщен, так

как

R6 <

^ BRK. Напряжение на конденса- 1

194

торе ис = 0.

При действии переднего фронта положительно­

го входного

импульса транзистор закрывается и конденсатор

О начинает заряжаться с постоянной времени т г» CRK. Если

обеспечить т > tnпх, то зарядка конденсатора будет проис­

ходить медленно, почти неизменным током и С успеет заря­ диться за время действия входного импульса до напряжения

U т& J«M llU LttJLLhL .

(П.1)

С

R „ C

'

При действии заднего фронта входного импульса транзис­ тор открывается, конденсатор разряжается и на выходе фор­ мируется обратный ход

/обр « C t/m/(Bi6-/« „).

(11.2)

Рнс. 11.3

Коэффициент нелинейности простейшей схемы ГЛИН со­ ставляет

е =»

UmIEK(1 4 - /?„//?„).

(11.3)

: В схеме рис. 11.2, а

выходное напряжение линейно убы­

вает. Для получения линейного нарастающего напряжения используется схема рис. 1 1 .3, а, б, в которой конденсатор С

195

.2, а,

в исходном состоянии заряжен ис » £«, а при действий вход­ ного импульса разряжается через резистор ./?. Время обрат­ ного хода в схеме рис. 1 1 .3, а меньше, чем в схеме рис. 1 1 и составляет

/обр « 3CR6/B.

(11.4)

Недостатком простейших схем ГЛИН является больщой коэффициент нелинейности при приемлемой амплитуде вы­ ходного напряжения. Для уменьшения е и увеличения Um

применяют линеаризацию напряжения на конденсаторе. Фак­ тически все схемы линеаризации сводятся к обеспечению по­ стоянства тока зарядки или разрядки конденсатора. Схемно такая линеаризация достигается применением токостабили­ зирующих элементов или компенсирующих напряжений. Для управления источником компенсирующего напряжения ис­ пользуется обратная связь, которая может быть положитель­ ной и отрицательной.

Одна из возможных схем ГЛИН с токостабилизирующим

элементом изображена на рис. 11.4, а, б. ГЛИН

состоит из

ключевого каскада, выполненного на транзисторе

7\, и токо­

стабилизирующего каскада на Тг.

R6 < BR

В исходном

состоянии Ti насыщен, так как

Тг находится в

активной области, причем положение рабочей

точки обеспечено делителем Ru R« вблизи границы отсечкр..

Конденсатор

С заряжен ис ~

£ „.

Делитель

Rit R2! выбирается низкоомным, чтобы его :tdk

был значительно больше тока

базы Т2. ,:В этой' сЛуча’е Иб'гёй1-

196

циал базы Т2 определяется в основном током делителя

Uа fa i„ R2

£ " R,.

(11.5)

 

+

 

В этом случае ток эмиттера транзистора Тг

 

»э2 ^ б2//? 3

— const,

(1 1 .6 )

а разрядный ток конденсатора

 

 

tpaap » / к2 йй. /э2/а — const.

(U.7)

При действии переднего фронта ивх транзистор 7 \ закры­ вается и конденсатор С разряжается через транзистор Тъ причем примерно постоянным током tK8. При действии задне­ го фронта wBjc транзистор 7\ открывается и конденсатор С, разряжённый за время tBp на на­

пряжение Um, дозаряжается через R K до Е к, формируя обратный ход.

Коэффициент Нелинейности и длительность,обратного хода опре­ деляются по формулам

es= • J m Аэ J

- L -

+ - L ) ,

V62

\ ЯвЫХ 04

/?Н /

 

 

( 11.8)

где Um fa U^tap! (R9C) — амплитуда выходного напряже­ ния; RBMXG2 ~ 1/^230 — выходное сопротивление транзистора Тг, включенного по схеме с общей базой;

*оор = ЗСЯк.

(11.9)

Схема ГЛИН с положительной обратной связью представ­ лена на рис. 11.5. Она состоит из ключевого каскада, выпол­ ненного на Тг, коммутирующего диода Д и эмиттерносо повто­ рителя на основе 7'2. Длительность процесса восстановления исходного состояния составляет

^разр С “I" ^дозар Св ^

оск

Н“ ЗС0 /?э.

(11.10)

Коэффициент нелинейности определяется по формуле

в ,=

U J E K [ ( 1 - /С„) +

С/С0

+ R /R BJ ,

(11.11)

DO

 

усиления по

напря­

где Ки = -jr—

----коэффициент

жению эмиттерного повторителя;

R BX «

J3RB — входное со­

противление эмиттерного повторителя.

 

 

.197

Схема ГЛИН с отрицательной обратной связью представ­ лена на рис. 1 1 .6 , а, б. Она состоит из двух последовательно включенных транзисторов. В исходном состоянии транзистор ТЛзаперт источником Ев. Транзистор Т2 находится в режиме глубокого насыщения, так как ток базы хб2 fa E K/R , а ток коллектора определяется малым эмиттерным током запертого

транзистора Тх. Конденсатор С заряжен приблизительно до

Ек.

При подаче отрицательного входного импульса транзистор Тх отпирается. Через оба транзистора потечет ток, создающий на коллекторе Тх положительный перепад напряжения, ко­ торый через конденсатор С передается на базу транзистора

Т 2. Транзисторы Тх и Тг переходят в усилительный режим

и конденсатор С перезаряжается

от источника Е н через оба

транзистора, причем постоянным

током, так как

Imp*

= Ц-~сопЛ,

(П .12)

где икэ = ис + мбэ2 ft# ис.

импульса транзисторы

придут в

После окончания входного

исходное состояние и конденсатор С начнет заряжаться через /?„, формируя обратный ход

^обр — *>CRк1.

(11.13)

Коэффициент нелинейности выходного напряжения определя­ ется по формуле

(11.14)

BRH

198

L

Фантастронные генераторы позволяют одновременно полу­ чить пилообразное и прямоугольное напряжения и могут ра­ ботать как в ждущем, так и в автоколебательном режимах. Схема фантастронного генератора в ждущем режиме приведе­ на на рис. 11.7, а, б. Время прямого и обратного ходов и ко­ эффициент нелинейности состав-

Для плавной регулировки длительности прямого хода в схемах фантастрона применяют дополнительный источник Е а (см. рис. 11.7). Длительности прямого и обратного ходов в этом случае составляют

.

«вы* CR

Ео «м CRi

(11.16)

 

Ея

£к

 

 

CR. In

b K1 0

(11.16a)

 

 

Для получения автоколебательного режима в схеме фан-

.тастрона резистор R* заменяют конденсатором С1 и вводят источник смещения £ сМ(рис. 11.8). Время прямого хода опре­

199

деляется по (11.15), а длительность паузы

/п « С ^ б1 1п(Ц-С/ст/ £ см).

(11.17)

Для увеличения нагрузочной способности и уменьшения времени обратного хода в схемы фантастронов вводят эмиттерные повторители. Схема ждущего фантастрона, дополнен­

ного эмиттерными повторителями, приведена на рис. 11.9. Вре­ мя обратного хода в этом случае составляет

to6p& 3C R K/B.

(11.18)

Схема генератора линейно изменяющегося тока приведена на рис. 1 1 .1 0 .

Для срыва паразитных колебаний катушку L шунтируют резистором Дш, причем его сопротивление выбирают таким,

чтобы процесс затуханий был апериодическим

 

 

 

 

ж 0,5 V L K/C0t

(11.19)

где С0 — межвитковая

емкость

катушки.

 

 

 

 

Для

получения

линейного

прямого хода тока в катушке

необходима определенная вели­

чина отношения

<7

между на­

чальным

скачком

и

скоростью

 

нарастания

напряжения

на ка­

 

тушке. Величина

 

Рис. п.Ю

9опт -

KLlKr — llr

(1 1 .2 0 )

.200