Главная Импульсный режим работы



раздел ПЯТЫЙ

ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

ПРОСТЕЙШИЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ МЕТОДЫ ЛИНЕАРИЗАЦИИ

§ 16.1. ПАРАМЕТРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

1. В радиоустройствах часто используется линейно изменяющееся напряжение (ЛИН), которое называют также пилообразным напряжением (ПН); ЛИН (рис. 1) в течение некоторого времени н арастает или спадает по линейному (или близкому к нему) закону.Устройства, формирующие такие напряжения, называются генераторами линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) или генераторами пилообразного напряжения (ГПН).

2. ГЛИН могут работать в автоколебательном или ждущем режиме. Показанная на рис. I, а, б форма ЛИН соответствует автоколебательному режиму. Здесь полный цикл изменения ЛИН содержит две стадии: рабочую стадию (Тр), в течение которой напряжение u{t) линейно изменяется от исходного значения f/i до предельного значения U2,h стадию восстановления (Гв), во время которой напряжение возвращается к исходному значению. Сумма Тр -f Tg = Тц = = 1/fп определяет период (частоту) повторения ЛИН. В ждущем режиме работы (рис. 1, в) имеется еще стадия ожидания (Тож), в течение которой u(t) = const.

• Рабочим перепадом ЛИН называется величина Af/p =

= f/2-f/l.

3. Строго линейный закон изменения напряжения u(t) получить невозможно, но нужная практически степень приближения к такому закону достижима. Степень отклонения напряжения u(i) от линейного закона (рис. 2) характери-



зуют относительным изменением крутизны напряжения (производной u{t) = duldt) в рабочей стадии

I" (О 1наиб -I (О 1нанм \и (О [наиб

(16.1)

которое называют коэффициентом нелинейности. Чем меньше I, тем ближе напряжение и{1) к линейному.

4. Эффективность ГЛИН оценивается коэффициентом использования напряжения источника питания Е\ этот коэф--- фициент


. (16.2)


Рис. 1.

Рис. 2.

5. Из-за действия дестабилизирующих факторов (см. § 8.1, п. 5) имеют место изменения крутизны ЛИН в начале рабочей стадии [А«(0)] и других параметров ЛИН (Af/j, АТр и т. д.). Стабильность работы ГЛИН характеризуют относительным изменением интересующих нас параметров ЛИН, как, например:

Агг (0)

б« (0) =

«(0)

8Ui =

. (16.3)

6. ЛИН применяется в радиоизмерениях, телевидении, радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии, вычислительной технике и в других областях. Зная скорость изменения ЛИН, можно производить отсчет весьма малых промежутков времени (до ~ 1 не) с высокой точностью [170]. Эта идея реализуется в устройствах временной развертки луча электроннолучевых приборов [171 -175]. ЛИН находит также применение в каскадах сравнения, где фиксируется момент достижения напряжением заданного уровня (см. § 22.6), в устройствах расширения импульсов и, в особенности, в устройствах временной задержки импульсов на калиброванное время (см. § 22.2).



7. Величины параметров ЛИН (в зависимости от назначения):

- рабочий перепад Д(Ур - от единиц до сотен вольт;

- длительность рабочей стадии Тр - от нескольких микросекунд до нескольких сотен и тысяч миллисекунд*;

- длительность стадии восстановления Т = (0,05 -г- 0,2)Гр;

- коэффициент нелинейности : в осциллографии - до 10%, в телевидении - до 5%, в электроннолучевых индикаторах - до 2%; в точных каскадах сравнения от 0,1 до 0,2%;

- коэффициент использования к - от 0,01 (у простейших ГЛИН) до 0,9 (у наиболее совершенных ГЛИН);

- допустимая нестабильность параметров ЛИН: в осциллографии выражаемые формулами (3) нестабильности составляют около 5%, а в точных каскадах сравнения - около 0,1%.

§ 16.2. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ЛИН

1. Принцип построения ГЛИН основан на использовании свойства конденсатора интегрировать протекающий через него ток; это свойство выражается соотнощением

uu{t) = Uo± - \idt, (16.4)

где Uo - и{0) 0; знак перед интегралом зависит от направления тока /. Согласно формуле (4) для получения линейного изменения напряжения и{() необходимо, чтобы в рабочей стадии конденсатор заряжался или разряжался постоянным током i = I = const; тогда

u==u{t)Uo±t. (16.5)

Следовательно, основными элементами ГЛИН являются интегрируюиий конденсатор С и зарядная (разрядная) цепь, формирующая зарядный (разрядный) ток конденсатора в рабочей стадии. Для восстановления же исходного напряжения на конденсаторе после окончания рабочей стадии служит коммутирующий элемент.

Применяются две схемы построения ГЛИН: с п а р а л-л е л ь н ы м (рис. 3, а) и посл"едовательным (рис. 3, б) включением коммутирующего элемента. В обеих схемах коммутирующий элемент разомкнут в рабочей стадии и замкнут в стадии восстановления. В первой схеме конденсатор в рабочей стадии заряжается от источ-

*> При длительности Тр более нескольких секунд обычно применяют электромеханические устройства потенциометрического типа.



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


0.0111