ное сопротивления очень близки. Следовательно, в момент подачи обратного потенциала протекает значительный обратный ток. Непосредственно вслед за приложением обратного потенциала обратное сопротивление диода экспоненциально увеличивается со временем, а большой обратный ток уменьшается со временем до очень малой величины, определяемой статическим высоким обратным сопротивлением диода. В общем случае указанная характеристика не вызывает ограничений в применении диодов точечно-контактного типа, так как время восстановления обратного сопротивления (восстановление на 90%) составляет обычно лишь небольшую долю микросекунды. Однако имеется строгое ограничение в применении плоскостных диодов, так как время восстановления обратного сопротивления может составлять несколько микросекунд. Большинство кремниевых диодов, применяемых в электронных схемах с низким уровнем сигнала, относится к плоскостному типу, а германиевые диоды аналогичного применения относятся к точечно-контактному типу. Поэтому вопросы, возникающие при расчете времени восстановления обратного сопротивления диода, обычно связаны с применением кремниевых диодов. Для типичных кремниевых плоскостных диодов с низкой номинальной величиной обратного напряжения обратное сопротивление восстанавливается с эффективной постоянной времени Т, лежащей в пределах 0,5-1 мксек (для более высоких обратных напряжений эффективная постоянная времени несколько выше). Обычно постоянная времени соответствует времени, требуемому для достижения обратным сопротивлением диода величины 50 ООО ом. Если сопротивление внешней цепи диода мало по сравнению с величиной 50 ООО ом, то эффективная постоянная времени цепи будет значительно меньше постоянной времени восстановления обратного сопротивления диода. Во многих случаях применения можно считать, что обратное сопротивление достигает величины, приблизительно равной статическому значению в интервале около 47Л Эту особенность следует учитывать, когда сигнал содержит частотные составляющие порядка от 1/Т до 10/Т или выше. Для кремниевых плоскостных диодов существует дополнительное ограничение. Эффективное напряжение, при котором возбуждается проводимость в прямом направлении, больше изменяется с температурой для кремниевых плоскостных диодов, чем для германиевых точечно-контактных диодов. Это имеет особенно важное значение в случае применения диода в режиме малых сигналов.

Пример 12-1

Требуется определить эффективность фиксирования схемой, приведенной на рис. 12-13, а, при следующих условиях:

нвх = 10 в; tt = 0,5 мксек;

С = 1 000 пф; t2 = 50 мксек;

R = 1 Мом; сопротивление источни-

ка равно нулю.

Так как постоянная времени RC велика (1 000 мксек) по сравнению с t% (интервал, при котором сигнал отклоняется от фиксиро-

ванной опорной линии), а сопротивление R значительно больше сопротивления диода, то

МОЖНО ПрИНЯТЬ Щ UBX.

Спад напряжения и3, обозначенного Ди2> в течение интервала t2 можно определить следующим образом:

Ди3 = и2(1 - e~ujRC) =

= 10(1- е-005) = 0,49 е.

Спад и2 соответствует потере заряда конденсатора С, восстанавливаемого током диода в течение интервала tx.

Средний ток диода =

Аи2С 0,49 Ю"9

0,5 • 10-

=s= 1 ма.

Из вольт-амперной характеристики диода можно определить напряжение, соответствующее 1 ма. Это напряжение соответствует среднему значению и,. Значение их увеличивается при уменьшении сопротивления R или фиксированного интервала tx.

12-36. Одностороннее фиксирующее устройство. Фиксирующая схема для установления начального потенциала в цепи часто называется односторонним фиксирующим устройством. На рис. 12-14, а показано применение фиксирующего устройства такого типа в схеме генератора линейно * изменяющегося напряжения.

В данном случае применения фиксирующая схема на триоде имеет только два рабочих состояния. В состоянии покоя напряжение на сетке является положительным, а анодный ток ограничивается в основном падением напряжения на высоком сопротивлении анодной нагрузки Ra. При высоком значении /?а величина ивых в состоянии покоя составляет только небольшой процент от £а. Рабочее состояние триода имеет место при отсечке анодного тока, обусловленного действием отрицательного импульса напряжения или селекторного импульса ивх на сетке лампы. Амплитуда селекторного импульса должна быть больше напряжения смещения, требуемого для отсечки анодного тока при работе с анодным напряжением ЕЛ. Постоянная времени RCCC должна быть большой по сравнению с длительностью отрицательного селекторного импульса с таким расчетом, чтобы конденсатор Сс не разряжался заметно во время действия селекторного импульса. Этим предотвращается появление положительного напряжения на управляющей сетке, достаточного для возникновения анодного тока. При запертой лампе конденсатор Са начинает заряжаться через сопротивление Ra до значения напряжения питания £а. Повышение напряжения на конденсаторе происходит по характерной экспоненциальной кривой. Если постоянная времени /?аСа велика по сравнению с селекторным интервалом, то пиковое значение ивых будет мало по сравнению с £а, а напряжение иВЬ1Х будет иметь пилообразную форму с достаточной линейностью для многих применений 1. Скорость возврата к значению ивых в состоянии покоя в конце рабочей стадии является мерой

1 В гл. II приводятся более подробные данные по расчету генераторов линейно изменяющегося напряжения.

качества фиксирующего устройства. В идеальном фиксирующем устройстве такого типа достигается постоянное начальное значение пилообразного сигнала независимо от частоты повторения и селекторного интервала.

я о

"-Вых

ивых

Рис 12-14. Одностороннее фиксирующее устройство. а - одностороннее фиксирующее устройство, применяемое в схеме генератора положительного линейно изменяющегося напряжения; б - одностороннее фиксирующее устройство на двойном диоде, в - одностороннее фиксирующее устройство на триоде для отрицательного линейно изменяющегося напряжения.

Другие варианты односторонних фиксирующих устройств приведены на рис. 12-14, б и е. В одностороннем фиксирующем устройстве, изображенном на рис. 12-14, б, для формирования положительной пилы используются два диода и катодный повторитель. При расчете схемы необходимо учесть, что ток покоя через диод Да должен быть равен или больше тока покоя через диод Д2. Напряжение селекторного импульса, появляющегося на катодах диодов Дз и Д3, должно быть больше пикового значения «вых. Катодный повторитель должен иметь низкое выходное сопротивление и должен быть рассчитан таким образом, чтобы напряжение на катоде в состоянии покоя было несколько отрицательным.

На рис. 12-14, в показана фиксирующая схема для генераторов отрицательного линейно изменяющегося напряжения. Работа этой схемы в основном анало1ична работе схемы на рис. 12-14, а. Отличие состоит в наличии катодного выхода, а также в том, что напряжение селекторного импульса должно быть выше суммы пикового значения ивых напряжения отсечки анодного тока лампы и спада напряжения на сетке лампы во время действия селекторного импульса.

12-3 е. Двустороннее фиксирующее устройство. Фиксирующее устройство, показанное на рис. 12-15, предназначено для восстановления либо положительного, либо отрицательного потенциала до желаемого исходного уровня. В режиме проводимости какой-либо лампы напряжение ивых фиксируется приблизительно

Входной отпирающий импульс

Рис. 12-15. Двустороннее фиксирующее устройство на триоде.

на уровне исходного потенциала £7Исх- При подаче отрицательного селекторного импульса, нарушающего фиксирование, напряжение ивьк повышается до напряжения U« и имеет начальную крутизну, определяемую постоянной времени RCS. Напряжение £/2 может быть либо положительным, либо отрицательным. Отпирание или запирание фиксирующего устройства в течение нестробированного периода определяется полярностью и величиной U,. Поэтому требуемая полярность отпирающего импульса зависит от того, является ли фиксирующее устройство нормально отпертым или запертым.

Если напряжение £/2 может изменяться по величине при обеих полярностях, то данная схема обеспечивает генерирование как положительных, так и отрицательных пилообразных колебаний. Практически Ux выбирается равным Umx, входной селекторный импульс является отрицательным, а напряжение £/2 - переменным. При этих условиях во время действия отрицательного селекторною импульса вырабатывается выходное пилообразное напряжение. Если напряжение U2 более положительно, чем Uncx, то полярность пилообразного напряжения будет положительной. Если напряжение £/2 более отрицательно, чем напряжение с7исх, то полярность пилообразного напряжения будет отрицательной. Начальная крутизна указанных напряжений пропорциональна величине Us - с/исх в момент поступления отпирающего импульса.

Качество фиксирования для описанной схемы является хорошим только при низком сопротивлении источника исходного напряжения с/исх и очень большом сопротивлении R.

12-Зг. Хронированные фиксаторы и избирательные детекторы. Схема, предназначенная для «выбора» и сохранения мгновенной величины переменного напряжения, обычно называется избирательным детектором. Простейшая схема такого типа может быть получена из схемы, изображенной на рис. 12-15. Если исходное напряжение с/исх заменить напряжением, которое необходимо «выбрать», и изъять сопротивление R и источник напряжения Us, то при подаче на вход .большого положительного импульса выходное напряжение будет пропорциональным «выбираемому» напряжению. Напряжение £Л должно быть отрицательным и больше суммы напряжения наибольшего «выбираемого» отрицательного сигнала и напряжения смещения, требуемого для поддержания режима запирания. Очевидными недостатками схемы являются требования в отношении большой величины Ui и еще большей величины селекторного импульса.

Рис. 12-16. Схема избирательного детектора с катодным выходом.

Схема на рис. 12-16 не требует высокого напряжения смещения и большого селекторного сигнала. Хронирующий импульс для каждой сетки снимается с обмотки импульсного трансформатора, соединенной с катодом. Напряжение смещения и амплитуда хронирующего импульса связаны с катодным выходом таким образом, что они не зависят от величины потенциала катода. Хронирующий импульс обусловливает протекание сеточного тока через сопротивление Ri в течение интервала времени между импульсами, вследствие чего создается требуемое смещение, обеспечивающее нормальный режим запирания ламп. Величина хронирующего импульса должна быть достаточной лишь для создания смещения выше требуемого для достижения запертого состояния. Анодное напряжение при этом должно быть равно размаху выбираемого входного напряжения. Постоянная времени должна быть большой по сравнению с интервалом времени между хронирующими импульсами.

Высококачественная избирательная схема приведена на рис. 12-17. При подаче отрицательного селекторного импульса на сетку лампы Л4 фиксирующие лампы Л» и Л3 отпираются, а выходное напряжение становится равным входному, не считая отклонения по постоянному току и искажений при передаче :игнала через катодный повторитель Jli и

фиксирующую лампу Л3. По окончании действия отрицательного селекторного импульса лампы Л2 и Л3 запираются, а на конденсаторе С запасается выходное напряжение до поступления следующего отрицательного селекторного импульса. Включение катодного повторителя Л] и лампы Л4 представляет собой один из типичных способов подачи входного сигнала и отпирающего импульса к избирательной схеме.

Рис. 12-17. Избирательная схема.

При применении однополярных импульсных сигналов малой длительности часто желательно произвести «выбор» и «хранение» последнего принятого сигнала до поступления следующего импульса. Это может быть осуществлено с помощью избирательного детектора, типовая схема которого показана на рис. 12-18. В данном случае входной сигнал ивх состоит из положительных импульсов, повторяющихся через регулярные интервалы времени, но изменяющихся по амплитуде. Положительные импульсы воспроизводятся с помощью катодного повторителя Mt и обусловливают заряд конденсатора Ct до величины, пропорциональной мгновенному значению ивх. Этот заряд сохраняется до момента появления следующего отрицательного импульса U{, действие которого вызывает восстановление выходного напряжения «ЕЬ1Х до значения напряжения UK. В любом случай применения, когда можно ожидать появления импульсов ивх, можно получить стирающие импульсы Uf с некоторым опережением во времени При нерегулярных во времени импульсах ывх можно с их помощью возбудить блокинг-генератор (или другой импульсный генератор) для формирования импульса Uf. Импульс ывх в этом случае должен быть задержан линией задержки с таким расчетом, чтобы он поступил в избирательный детектор после процесса стирания с помощью полученного импульса ut. Напряжение 11г на катоде лампы Л8, устанавливаемое делителем Rt, Ra, и напряжение Uf должны быть более положительными, чем наивысшее значение ывых. Амплитуда отрицательных импульсов щ должна быть больше разности между напряжением смещения Ux и напряжением на катоде UK в состоянии покоя Емкость конденсатора С2