Схемотехника імпульсних пристроїв (стр. 2 из 3)
Третій спосіб запуска: в коло бази через додатковий резистор R, величина якого вибірається із умови R>>rвх.е., здійснюється імпульсами від’ємної полярності. При виконанні указаної умови, напруга на базі транзистора в основному визначається параметрами схеми БГ. Дякуючи цьому джерело запускаючих імпульсів мало впливає на тривалість імпульсу БГ, однак заряд бар’єрної ємності Б-Е здійснються малим током і відкривання транзистора здійснюється з порівняно великим запізненням відносно імпульса запуска.
1.4 Автоколивальний режим БГ
У данному режимі у схемі БГ не існує стану стійкої рівноваги, але існують умови для існування двох станів квазірівноваги. Існування кола додатнього зворотнього зв’язку, крізь ІТ, що зв’язує вхідне та віхідне коло нелінійного елемента, свідчить о можливості існуваня в схемі БГ регенеративних процесів. Відсутність в схемі стану стійкої рівноваги дозволяє почати аналіз фізичних процесів в ній з любого моменту часу одного з двух станів квазірівноваги.
Призначення елементів C і R, відрізняющих автоколивальний БГ від чекаємого стане ясним з розглядання фізичних процесів в колі.
За початкову точку анализу візьмемо момент часу t1, коли напруга на ємності C, рівна нулю і прикладена до ділянки Б-Е транзистора, відчиняє його. (Для простоти аналізу візьмемо, що транзистор відкривається не при малій від’ємній напрузі на базі, відносно еміттера, а при нульовому).
При відкриванні транзистор переходить в активну область, де коефіціент струма Кі>1, в схемі БГ відбувається регенеративний процес, під час якого транзистор із активній області переходить в область насичення. В цьому стані Uк»0, іб=Іб нас, . ік=Ік нас
Протилежно направлені напруги:
- зростаюча напруга Uc, з полярністю (+) на базу і (-) на еміттер( воно прагне закрити транзистор, який знаходиться в стані насичення);
- постійна напруга U2, прикладена до базової обмотки ІТ, з полярністю протилежною Uc, вона утримує транзистор у відкритому і насиченному стані.
В момент часу, коли напруга на ємності Uc, зрівняється( по модулю) з напругою U2, напруга на базі транзистора: Uб=Uc-U2, стане рівною нулю і він із області насичення перейде в активну область( в момент t2). При цьому знову замкнеться коло додатнього зворотнього зв’язку, відбудеться процес регенерації, в результаті якого транзистор стрибком перейде в область відсікання, де іб»0, ік»0, а Uк»-Eк.
Інтервал часу Dt=t2-t1, на протязі якого транзистор знаходиться в стані насичення, а напруга на його колекторі і обмотках ІТ залишається постійною, tі вважається тривалістю генеруємих імпульсів.
В момент t2, при скачкоподібному відсіканні струма колектора в колекторній обмотці ІТ, виникає ЕДС самоіндукції, яка, сумуючись з ЕДС джерела Eк, призводить до викіду напруги на колекторі, майже до подвійного значення Eк. При цьому запасена в обмотці Lк енергія W@LкI2кн/2 з плином часу витрачається в Rш за рахунок протікання через нього і відкритий діод VD струму, виникаючого під дією ЕДС самоіндукції в котушці Lк.
На тривалість імпульса автоколивального БГ, окрім факторів, визначаючих її значення в режимі очікування, має вплив величина ємності часозадаючого конденсатора С.
Після закінчення імпульсу починається перезаряд ємності С через опір R і джерело напруги Eк. Напруга на конденсаторі С і на базі транзистора, змінюючись по експонеціальному закону, прагне до –Eк. Коли напруга на базі, пройдучи черех нуль, стає від’ємною, транзистор відкривається і починається регенеративний процес. Таким чином схема автоматично повертається в стан, з якого почався аналіз фізпроцесів в ній, а далі процеси повторюються.
Преіод повторення Т0, як видно з мал. 7.6, визначається тривалістю генеруємих імпульсів і часом розряду конденсатору С. Зазвичай tі<<tрозр, цьому: Т0=RCln
.Приведений вираз для t0 справедливий для випадку малого навантаження( Rн екв) і великої індуктивності базовой обмотки ІТ
Починаючи з моменту t1 в схемі БГ будуть відбуватися два процеса, які визначають тривалість генеруємих імпульсів і період їх повторення.
Перший – це заряд ємності С часозадаючого конденсатора током іб бази( полярність напруги показана на мал 7.5, без дужок).
Другий – зростаня току в перший обмотці ІТ с постійною часу t=Lк/Rш+rvd. Швидкість цього процесу на початку можна вважати постійною, через це напруга на базовій обмотці Lб U2=Lб 
також буде постійною( її полярність показано на малюнку 7.5). таким чином в колі бази транзистора, починаючи з моменту t1, діють дві протилежно направлені напруги:
- зростаюча напруга Uc, з полярністю (+) на базу і (-) на еміттер( воно прагне закрити транзистор, який знаходиться в стані насичення);
- постійна напруга U2, прикладена до базової обмотки ІТ, з полярністю протилежною Uc, вона утримує транзистор у відкритому і насиченному стані.
В момент часу, коли напруга на ємності Uc, зрівняється( по модулю) з напругою U2, напруга на базі транзистора: Uб=Uc-U2, стане рівною нулю і він із області насичення перейде в активну область( в момент t2). При цьому знову замкнеться коло додатнього зворотнього зв’язку, відбудеться процес регенерації, в результаті якого транзистор стрибком перейде в область відсікання, де іб»0, ік»0, а Uк»-Eк.
Інтервал часу Dt=t2-t1, на протязі якого транзистор знаходиться в стані насичення, а напруга на його колекторі і обмотках ІТ залишається постійною, tі вважається тривалістю генеруємих імпульсів.
В момент t2, при скачкоподібному відсіканні струма колектора в колекторній обмотці ІТ, виникає ЕДС самоіндукції, яка, сумуючись з ЕДС джерела Eк, призводить до викіду напруги на колекторі, майже до подвійного значення Eк. При цьому запасена в обмотці Lк енергія W@LкI2кн/2 з плином часу витрачається в Rш за рахунок протікання через нього і відкритий діод VD струму, виникаючого під дією ЕДС самоіндукції в котушці Lк.
На тривалість імпульса автоколивального БГ, окрім факторів, визначаючих її значення в режимі очікування, має вплив величина ємності часозадаючого конденсатора С.
Після закінчення імпульсу починається перезаряд ємності С через опір R і джерело напруги Eк. Напруга на конденсаторі С і на базі транзистора, змінюючись по експонеціальному закону, прагне до –Eк. Коли напруга на базі, пройдучи черех нуль, стає від’ємною, транзистор відкривається і починається регенеративний процес. Таким чином схема автоматично повертається в стан, з якого почався аналіз фізпроцесів в ній, а далі процеси повторюються.
Преіод повторення Т0, як видно з мал. 7.6, визначається тривалістю генеруємих імпульсів і часом розряду конденсатору С. Зазвичай tі<<tрозр, цьому: Т0=RCln
.Приведений вираз для t0 справедливий для випадку малого навантаження( Rн екв) і великої індуктивності базовой обмотки ІТ.
2. Генератор пилоподібних імпульсів
Наругою (струмом) пилоподібної форми (надалі просто пилоподібною напругою (струмом)) називається така напруга (струм), котра з плином часу змінюється по лінійному закону, а потім відбувається її зміна до вихідного рівня.
В більшості практичних випадків вона є периодичною і характеризується наступними основними параметрами:
Tроб – тривалість робочого ходу( або прямого ходу);
Тзвор – тривалість зворотнього ходу( відновлення);
Um – амплитуда імпульсу;
К=Um/Tроб – середня швидкість зміни в часі робочого ходу;
γ=
- коефіціент нелінійності,де
і 
- швидкість зміни напруги, відповідно на початку і кінці робочого ходу.Пилоподібні напруги і струми широко застосовуються на практиці. Найбільш часто вони застосовуються для створення часової розгортки електронно-променевих трубках, використовуємих в осцилографі, радіолокаційних індикаторах, прийомо-передаючий телеапаратурі, генераторах з лінійно-нарастаючою частотою.
Крім цього пилоподібні напруги і струми використовується в схемі перетворення величини напруги в часовий інтервал, схемах затримки, а також схемах порівняння рівня двух напруг.
Роздивимось принципи генерування пилообразної напруги, яка використовується як сама по собі, так і являється основою для отримання пилоподібного струму.
Існує два класа ГПН:
- ГПН, в яких тривалість робочого ходу Троб рівне тривалості вхідного запускаючого імпульса. Вони працюють в режимі очікування, період повторення генеруємих імпульсів визначається періодом запускаючих імпульсів;
- ГПН, в яких параметри генеруємих імпульсів визначаються параметрами самої схеми генератора, і можуть працювати як в автоколивальному режимі, так і в режимі очікування( із запуском короткими імпульсами).
В більшості ГПН лінійна зміна напруги отримується при заряджанні і розряджанні конденсатора від джерела струма
Периодичний характер роботи схеми забеспечується периодичним замиканням і розмиканням ключа К.
Основною проблемою, яку вирішують в різних схемах ГПН є забезпечення постійності струму заряду ємності С, так як тількі в цьому випадку напруга на ємності буде лінійно збільшуватись з постійною швидкістю, dUc(t)dt=