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

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

11-1. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

В тех случаях, когда необходимо получить линейно изменяющееся напряжение, применяется генератор пилообразного напряжения. Так, например, генераторы пилообразного напряжения применяются:

1) в осциллографах и синхроскопах для горизонтальной развертки электронного луча с равномерной скоростью;

2) в генераторах с качанием частоты при подаче пилообразного напряжения на сигнал-генератор, выходная частота которого является функцией входного пилообразного напряжения.

Генераторы линейно изменяющегося напряжения могут работать в автоколебательном режиме или с внешним запуском (в заторможенном режиме).

Генератор линейно изменяющегося напряжения, работающий в автоколебательном режиме, обеспечивает получение последовательности пилообразных импульсов Частота повторения их нормально определяется целиком параметрами схемы генератора. Однако обычно можно несколько увеличить частоту повторения путем подачи синхронизирующего сигнала от внешнего источника. Синхронизирующий сигнал не обязательно должен появляться с частотой повторения пилообразных колебаний. Он может появляться на кратной частоте.

Генератор линейно изменяющегося напряжения с внешним запуском обеспечивает получение одного пилообразного импульса после запуска от внешнего источника, например от генератора запускающих или селекторных импульсов. Желательно получить отдельный пилообразный сигнал, соответствующий каждому входному импульсу запуска.

В большинстве обычных типов генераторов линейно изменяющегося напряжения пилообразный сигнал создается в результате заряда или разряда конденсатора через сопротивление. На рис. 11-1 представлены простейшая RC схема и график изменения напряжения на конденсаторе Постоянная времени Т определяется выражением

T=RC. (11-1)

Напряжение на конденсаторе является относительно линейным в течение промежутка времени, приблизительно равного или меньше 0,1 Т. По этой причине постоянная времени

цепи заряда в генераторе линейно изменяющегося напряжения выбирается приблизительно равной 10-кратной длительности требуемого пилообразного сигнала.

Если точность отсчета по графику на рис. 11-1 недостаточна или если требуемое значение отсутствует в таблице на рис. 11-1, то мгновен-

100 90

80 70

\ 50 30

ийызу

ii tl

ll ij

О 1 2 3 i 5

Рис И 1 Кривая изменения напряжения на конденсаторе С со временем

а , % от U

и , % от U

вых /и

вых и

0,01

0,995

75,34

0,02

1,98

79,81

0,03

2,96

83,47

0,04

3,92

86,47

0,05

4,88

88 92

0,06

5,82

90,93

0,07

6,7Ь

92,57

0,08

7,69

93,92

0,09

8,61

95,02

0,10

9,52

95.92

0,20

18,13

96,66

0,30

25,92

97,27

0,40

32,97

97,76

0,50

39,35

98,17

0,60

45,12

98,50

0,70

50,34

98,77

0,80

55,07

98,99

0,90

59,34

99,18

63.21

99,33

69,88

ное значение напряжения на конденсаторе С в любой момент времени можно определить из уравнения

"вых = U (1 - е

(11-2)



№ "вых - мгновенное значение напряжения на конденсаторе С в момент tt;

U - напряжение источника; г - время от начала действия пилообразного сигнала;

Т - постоянная времени цепи.

11-1 а Генераторы линейно изменяющегося напряжения, работающие в автоколебательная режиме. Для восстановления схемы генератора линейно изменяющегося напряжения требуется конечный интервал времени между повторяющимися участками пилообразного изменения напряжения (рабочими участками). Во многих случаях необходимо получить максимальное отношение рабочей стадии к стадии восстановления. В общем случае удовлетворительными считаются отношения порядка 10 : 1 или 20 : 1. Для иллюстрации влияния периода деионизации газоразрядной лампы на максимальную частоту, при которой она может быть «спотьзована, рассмотрим случай, когда приемлемым является минимальное отношение 10 1. При времени деионизации газоразрядной лампы порядка 50 мксек рабочая стадия для получения требуемого отношения 10: 1 должна иметь длительность по меньшей мере порядка 500 мксек. Максимальная частота Лаю ПРИ которой генератор пилообразного напряжения будет работать удовлетворительно, можно определить следующим образом:

/макс - ti+ts -

= 500 • 10 " + 50 • 10~6 = 1,818 Щ-

Применяя электронные лампы, можно соз-дать специальные типы мультивибраторов, работающих в автоколебательном режиме, период восстановления которых равен или меньше 1 мксек. Таким образом, мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме, может быть рассчитан для работы с частотой 100 кгц в выше. При этом сохраняется указанное выше отношение 10 : 1.

Регулировка параметров генератора линейно изменяющегося напряжения и применение синхронизирующего сигнала позволяют синхронизировать частоту генератора либо с синхронизирующим сигналом, либо с субгармоникой. В случае осциллоскопа для обеспечения устойчивого изображения генератор линейно изменяющегося напряжения должен быть синхронизирован либо с частотой процесса, наблюдаемого на осциллоскопе, либо с ее субгармоникой.

1. Генератор линейно изменяющегося напряжения с газоразрядной лампой, работающий в автоколебательном режиме. На рис. 11-2 приведена схема автогенератора линейно изменяющегося напряжения па газоразрядной лампе. Входная цепь применяется для синхронизации генератора с внешним сигналом. Указанное сочетание генератора и синхронизирующей цепи часто применяется в осциллоскопах коммерческого типа для горизонтальной развертки электронного луча. Частота пилообразного колебания зависит от величины Еа, постоянной вре-

мени R(,CS, напряжения зажигания и рабочего напряжения газоразрядной лампы.

Сразу после включения напряжения питания напряжение на конденсаторе С3 и лампе Л3 вследствие заряда конденсатора через сопротивление Re увеличивается, стремясь к напряжению питания. Напряжение на конденсаторе


Рис. 11-2 Автогенератор пилообразных колебаний иа газоразрядной лампе и соответствующая

схема синхронизации. / - регулировка частоты; 2 - регулировка синхронизации.

С? продолжает нарастать до достижения напряжения зажигания U3!SX, при котором происходит ионизация газоразрядной лампы. Это значение определяется типом лампы и напряжением смещения. В течение времени проводящего состояния газоразрядной лампы конденсатор С3 разряжается и напряжение на его зажимах уменьшается до напряжения, близкого к напряжению с/гаш лампы.

Напряжение зажигания (ионизация) £/заж типичной газоразрядной лампы со смещением составляет 150 в, а напряжение £/гаш я= 15 в. При разряде конденсатора С3 через лампу до указанного значения происходит деионизация лампы, так как сопротивление R0 выбрано достаточно большим для уменьшения анодного тока до значения меньше требуемого для поддержания ионизации. При деионизации лампы конденсатор С3 снова начинает заряжаться, стремясь к напряжению £а. При достижении напряжения зажигания лампа снова начинает проводить ток, конденсатор С8 разряжается и т. д. Сопротивление в цепи сетки /?6 предотвращает появление чрезмерного сеточного тока при ионизации лампы. Часто последовательно с конденсатором С3 включается сопротивление. Величина этого сопротивления выбирается из соображений ограничения пикового тока через газоразрядную лампу.

Схема описанного типа легко может быть синхронизирована внешним сигналом или субгармоникой некоторого высокочастотного сиг- л нала путем подачи синхронизирующего сигнала в цепь сетки. На рис. 11-2 приведена типичная синхронизирующая схема и показан способ подачи синхронизирующего сигнала любой полярности в цепь сетки генератора пилообразных колебаний. На рис. 11-1 значение U, определяющее характеристики вырабатываемого пилообразного колебания, равно разности между напряжением £а и потенциалом анода лампы Л2 в ионизированном состоя-



нии. Пиковая амплитуда пилообразного напряжения равна £7заж - сУгаш. Если эта величина выражена в процентах от U, то значение t/T может быть определено из рис. 11-1, где Т= /?еС3. Изменение постоянной времени г?еС3 не оказывает влияния на линейность пилообразного колебания. Эта постоянная времени влияет тотько на частоту.

Максимальная частота повторения типичного автогенератора линейно изменяющегося напряжения на. газоразрядной лампе лежит приблизительно в пределах 20-25 кгц. Верхний предел частоты ограничивается временем деионизации лампы. На максимальных рабочих частотах для обеспечения деионизации затрачивается значительная часть каждого цикла. Результатом этого является низкое отношение длительности рабочей стадии к длительности полного цикла работы.

2. Автогенератор линейно изменяющегося напряжения на электронных лампах. В общем случае автогенератор линейно изменяющегося напряжения на электронных лампах состоит из мультивибратора с анодной связью для стробирования какой-либо схемы генератора пилообразных колебаний. К этому типу относятся схемы генераторов пилообразных колебаний, показанные на рис. 11-6-11-10. Для обеспечения их работы требуется наличие селекторного импульса. Работа генераторов этого типа рассмотрена в § П-1в. Мультивибратор с анодной связью, показанный на рис. 11-3,


метры отдельных пилообразных сигналов могут быть определены на основе данных, приведенных в § 11-1.

11-16. Генераторы линейно изменяющегося напряжения с импульсом запуска. Схемы, приведенные на рис. 11-4 и 11-5, позволяют получить один цикл пилообразного напряжения после каждого воздействия входного запускающего импульса. Эти схемы относятся к той группе схем, которые обладают одним устойчивым и одним неустойчивым состояниями рав-


Рис. 11-4. Схема одноразового мультивибратора, применяемого в качестве генератора положительного

линейно изменяющегося напряжения. 1 - регулировка длительности селекторного импульса: 2 - регулировка крутизны фронта.

Отрицательный синхронизирующий импульс запуска

Рис. 11-3. Генератор селекторных импульсов, собранный по схеме мультивибратора, работающего в режиме автоколебаний, используемый для запуска генератора линейно изменяющегося напряжения (см. рис. 11-6 - 11-10).

1 - точная регулировка частоты; 2 - импульс для запуска генератора линейно изменяющегося напряжения; 3 - грубая регулировка частоты.

и любой из упомянутых выше генераторов пилообразных колебаний позволяют получить пилообразные колебания либо в автоколебательном режиме, либо в режиме внешней синхронизации.

Схема, показанная на рис. 11-3, широко применяется в осциллоскопах и измерительной аппаратуре, когда требуется устойчивая и легко синхронизируемая схема. Она способна работать на частотах порядка 60 кгц с отношением длительности рабочей стадии к стадии восстановления 10:1. Длительность t рабочей стадии определяется интервалом времени, в течение которого лампа Л? отперта. Она может быть определена, как указывалось в § 8-5. Пара-


Рис. 11-5. Схема одноразового мультивибратора, применяемого в качестве генератора отрицательного линейно изменяющегося напряжения. 1 - регулировка длительности селекторного импульса; 2 - регулировка крутизны фронта.

новесия и обычно называются одноразовыми или одностабильными мультивибраторами (см. § 8-3 и 8-4).

1. Генератор положительного линейно изменяющегося напряжения с внешним запуском. В основную схему одноразового мультивибратора, изображенную на рис. 11-4, включен дополнительный конденсатор Ся. Положительный запускающий импульс, подаваемый на сетку лампы Л,, приводит к опрокидыванию



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



0.0063