Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [102] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Двухстабильные мультивибраторы (триггеры)

ния £а и источником сеточного смещения Ес. При запертой лампе Л2 протекает весьма слабый сеточный ток в лампе Лг и делитель отрегулирован таким образом, что сеточное напряжение лампы Л[ фиксировалось приблизительно на нулевом уровне. Лампы остаются в этом состоянии сколько угодно долго до момента подачи на схему запускающего импульса. Запускающий импульс отрицательной полярности, поступающий на катоды диодов Д3 и Д4, передается на анод лампы Л2 через диод Д4-На анод отпертой лампы Лг он не попадает, так как потенциалы анодов лампы Лг и диода Д, достаточно низки, ввиду чего диод Д3 заперт (он способен отпереться лишь при подаче запускающих импульсов очень большой амплитуды).

Запускающий импульс, появляющийся на аноде лампы Л2, передается на сетку лампы Л± через конденсатор С2. В результате действия этого импульса анодный ток лампы Лх уменьшается, а напряжение на ее аноде увеличивается Перепад напряжения передается на сетку лампы Л2 через конденсатор Сь вызывая появление анодного тока лампы Л2, что еще более понижает напряжение на ее аноде. В результате образующегося регенеративного процесса система опрокидывается: лампа Лг запирается, а лампа Л2 отпирается. Лампы остаются в этом состоянии до воздействия нового запускающего импульса. Диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу триггера, приведены на рис. 8-2.

Запускающий импульс

I \

( \

время

Рис. 8-2. Диаграммы напряжений в схеме триггера.

напряжение на аноде лампы JJa; 2 - напряжение на сетке лампы Л±, 3 - напряжение на аноде лампы Mi, 4 •- напряжение на сетке лампы Jlz.

Конденсаторы связи Сг и С2 ускоряют просе опрокидывания, передавая на сетки ламп стрые изменения анодных напряжений соответствующих ламп. Благодаря этому напряжение на сетке запираемой лампы падает ниже, зна сетке отпираемой лампы оказывается выше

уровней, соответствующих состояниям равновесия (рис. 8-2).

Возрастание напряжения на аноде запираемой лампы замедляется из-за протекания через анодное сопротивление лампы зарядного тока конденсатора связи, соединенного с этим-анодом (рис. 8-2). Для получения более быстрого возрастания анодного напряжения запираемой лампы емкость конденсатора связи не должна превышать величину, нужную для удовлетворительного запуска мультивибратора. Она должна быть больше входной емкости отпираемой лампы с тем, чтобы запускающий импульс заметно не ослаблялся емкостным делителем напряжения, образованным емкостью связи и паразитными емкостями. Характерные величины емкостей конденсаторов связи лежат в пределах 20-100 пф.

Наличие конденсатора связи между анодом отпираемой лампы и сеткой запираемой лампы замедляет несколько падение напряжения на аноде отпертой лампы. Однако сеточное напряжение отпертой лампы вначале оказывается положительным вследствие действия зарядного тока подключенного к ней конденсатора связи. Это обусловливает прохождение большого анодного тока через лампу по сравнению с током в состоянии покоя. В результате образуется выброс, а затем происходит экспоненциальное возрастание анодного напряжения отпертой лампы, благодаря чему маскируется эффект «закругления» формы анодного напряжения, обусловленный протеканием разрядного тока конденсатора связи, присоединенного к аноду. Запускающий импульс передается также через последовательно включенный диод на анод отпираемой лампы, и при достаточной амплитуде этого импульса он может проявиться в виде отрицательного пика при срезе анодного напряжения этой лампы. Быстрый срез анодного напряжения отпираемой лампы передается на сетку запертой лампы, повышая, таким образом, величину начального выброса, появляющегося на сетке при запирании лампы.

Шунтирующие емкости схемы (см. § 8-6) оказывают влияние на длительности фронтов и срезов анодного и сеточного напряжений.

При расчете триггера обычно задаются величиной перепада анодного напряжения лампы и длительностью фронта нарастания анодного напряжения лампы при ее запирании.

Напряжения на сетках и анодах ламп в состоянии покоя определяются путем построения линий нагрузки (по постоянному току) каждой лампы на семействе анодных характеристик. Если анодные сопротивления ламп значительно меньше сопротивлений связи, то сопротивления нагрузок ламп (по постоянному току) определяются выражениями:

RaiRi №);

/?а* Ri №),

(8-D

(8 2)

где /?, - сопротивление нагрузки в анодной цепи лампы Лг; Ri - сопротивление нагрузки в анодной

цепи лампы Л2. Обычно это допущение в большинстве случаев является достаточно точным; оно исполь-



М ультивибраторы

[si 8

зуется при дальнейшем изложении. В тех случаях, когда уменьшение анодного напряжения, обусловленное током, протекающим через сопротивления связи, является существенным, можно для определения эквивалентного сопротивления анодной нагрузки постоянному току и напряжения источника анодного питания воспользоваться теоремой Тевенина.

На рис. 8-3 приведен пример построения линии нагрузки типичного триггера Обычно элементы спускового устройства выбираются симметричными, т.е. #1==#4, /?2 = #5. Лампы JIi и Л2 представляют собой половины двойного триода. Это учтено при построении линии нагрузки на рис. 8-3

i I

Крутизна -


Оа, fa

Днойное напряжение, b

Рис 8-3. Пос]роение линии нагрузки триггера

Напряжение на сетке отпертой лампы, определяемое делителем, включенным между анодом запертой лампы и источником напряжения смещения, всегда выбирается несколько положительным для обеспечения проводимости сетки отпертой лампы и тем самым фиксации ее напряжения вблизи нулевого уровня. При этом достигается стабильная работа триггера без применения специально отобранных деталей и ламп и прецизионных сопротивлений делителей с целью поддержания достаточно постоянного смещения на сетке Напряжение на сетке запертой лампы, определяемое делителем напряжения, включенным между анодом отпертой лампы и источником отрицательного напряжения, должно быть ниже напряжения запирания лампы. Эти условия налагают следующие ограничения на величины сопротивлений Rs, Rs, R5 и Re в предположении, что сопротивления Rt и R,, значительно меньше суммы сопротивлений г?2 + R3 *:

Ucl =

Ri + Rb + R*

AN

#i + R-2 + Ri Rh

Ed f Ec

= 0;

(£„-£С) + ЯС 2=0. (8-4)

Rb + R»

(£/a. -EC) + EC<:UC0, (8-5)

(Ual-EJ + EeUM, (8-6)

где c/al - напряжение на аноде отпертой лампы Ль

£7а2 - напряжение на аноде отпертой лампы Л9;

* В формулах(8-3) - (8-6)(а также и в последующих формулах) предполагается С <z 0. (Прим. ред.)

Ucl - напряжение на сетке запертой лампы Ли

Uc2 - напряжение на сетке запертой лампы Л2.

При выполнений приведенных выше условий напряжение на аноде отпертой лампы в состоянии покоя определяется точкой А на рис. 8-3.

Мгновенные значения анодных напряжений иа1 и иа2 ламп в течение интервала времени, когда лампы заперты, определяются приближенно уравнениями (8-7а) и (8-76) при условии, что напряжение на сетке другой отпертой лампы в это же время оказывается положительным (близким к нулю), шунтирующие емкости отсутствуют, а сопротивления R, и Ri значительно меньше сопротивлений R., и R:, соответственно

-<i/RiC,

ил3 = Еа-(Ел - ил!! \-Uzl)e-

(Л,); (8-7а)

(Л2), (8-76)

где tt - время от момента запирания лампы Лг;

г2 - время от момента запирания лампы Л2.

Длительности нарастания анодных напряжений между точками, соответствующими О и 90% перепада анодного напряжения, приближенно определяются выражениями:

Tl = RlCl In 10

7,, = ,С2 In 10

Да + t/c:

Ея - ий!1

(Л,), (8-8а)

(Л2) *.(8-8б)

Длительности нарастания напряжений на анодах можно также определить графически из рис. 8-16.


Рис. 8-4 Триггер с каюдным смещением

Используя общее катодное сопротивление RK, как это показано на рис. 8-4, можно отказаться от источника отрицательного смещающего напряжения. Методика расчета аналогична

1 Формулы (8-7а) н (8-76) выражают напряжения на емкостях связи, в предположении, что сеточные напряжения отпертых ламп равны нулю, они выражают также анодные напряжения запертых ламп. (Прнм. Ред.)

Ряд достаточно грубых приближений, допущенных при выводе выражений (8-7а) и (8-76), не оправдывает точности расчета, принятой в формулах (8 8а) и (8-86). Из этих соображений целесообразно, округлив, принять Tj « 2К1С1, Т., ~ 2к4С2. (Прим. ред.)



описанной выше, за исключением того, что в качестве нулевого исходного напряжения принимается напряжение на катоде, а в качестве напряжения смещения берется потенциал земли При симметричной схеме потенциал катода можно получить, умножив анодный ток лампы при нулевом смещении на величину катодного сопротивления. В практике для стабилизации потенциала катода в стадии опрокидывания может оказаться необходимым включить шунтирующий конденсатор параллельно сопротивлению RK

Пример 8-1

Рассчитать схему симметричного триггера на лампе типа 12AV7 с питанием от источника анодного напряжения 250 в и источника сеточного смещения - 150 в. Амплитуды напряжений на анодах должны составлять приблизительно 100 в Анодные характеристики лампы 12AV7 приведены на рис. 8-5.


Напряжение на anode. 6

Рис 8 5. Построение линии нагрузки для симметричного триггера с анодно-сеточными связями. / - кривая максимально допускаемой мощности рассеяния на аноде; 2 - линия нагрузки для сопротивления 22 ком

Решение

1. Определение сопротивлении анодной нагрузки Rt и Rt.

Пусть Rt R2 и Rt < /?5 Так как пере-1<лы напряжений на анодах ламп должны со-шлять около 100 в, то из точки на оси абсцисс, ответе тв\ ющей 150 в (т.е. на 100 в меньше фяжения источника питания), проводим ртикальную линию на семействе анодных \.рактеристик. Максимальная мощность рас-,еяния на аноде для одной половины лампы 12AV7 составляет 2,75 вт. На анодных характеристиках построена кривая максимально •пускаемой мощности рассеяния на аноде по >кам пересечений, соответствующим зпаче-ям анодного напряжения и тока. Линия игрузки должна пересечь характеристику, ютветствующую нулевому сеточному напря-1шю, ниже кривой максимально допускаемой цности рассеяния на аноде и слева от верстальной линии, соответствующей анодному спряжению 150 в. Этому условию будет удов-1творять любое сопротивление нагрузки свыше 5 600 ом. Чем меньше величина этого сопроти-ртения, тем меньше длительность фронта пере-1<ча анодного напряжения. Если необходимо го (учить малую длительность этого фронта,

то рекомендуется выбирать минимально допустимое значение анодной нагрузки. Для данного примера примем сопротивление анодной нагрузки равным 22 ком и проведем соответствующую линию нагрузки.

2. Определение напряжений на анодах отпертых ламп

Из рис. 8-5 видно, что анодное напряжение в рабочей точке А равно:

(7а, =f/a3= +67<s.

3. Выбор сопротивлений R., и /?5.

Сопротивления связи должны по возможности быть по меньшей мере в 10 раз больше сопротивлений анодной нагрузки х. Поэтому примем:

7?а = /?5 = 470 ком

4. Выбор сопротивлений Rt и Rs.

Согласно уравнению (8-3) для того, чтобы напряжение на сетке отпертой лампы было положительным необходимо, чтобы

7?4 + 7?5 + 7?, Поэтому

7?б

22 000 + 470 000 + 7?«

(250+ 150) - 150 2= 0,

откуда

7?в = 7?3 295 ком.

Согласно же уравнению (8-5) для того, чтобы напряжение на сетке запертой лампы-было ниже напряжения запирания лампы, т. е. меньше - 22 в, необходимо, чтобы

Rb+R,

поэтому

-(67 + 150) -150 sS-22,

470 000 + 7?6

откуда

Re = Rs «S 675 ком.

Таким образом, /?6 и Rs могут иметь любое значение в пределах 295-675 ком. Принимаем

7?6 = /?з = 470 ком.

5. Определение напряжения на аноде запертой

лампы покоя.

состоя-

Сопротивления связи и сопротивление анодной нагрузки запертой лампы включены последовательно между землей и питающим источником напряжением 250 е. Поэтому напряжение на аноде в состоянии покоя 470 000

470 000 -

- • 250 = -22 000

= 239

1 Такой подход допустим лишь при расчете не быстродействующих триггеров. Кроме того, принятый мегод расчета не обеспечивает надежности работы триггера в условиях неизбежной асимметрии схемы и нестабильностей источников питания (Прим. ред.)-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [102] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0022