Главная Импульсный режим работы



неравенства l-fJRa > Тл {L - индуктивность намагничивания трансформатора, а - эквивалентное сопротивление, действующее на первичной обмотке трансформатора) форма напряжения «Н1 (без учета высокочастотных паразитных колебаний) не отличается от напряжения Ын. получаемого в схеме с разделительным конденсатором. Однако сильное выполнение указанного неравенства требует применения чрезмерно большой индуктивности намагничивания, что приводит к увеличению габаритов трансформатора и возрастанию его паразитных параметров; последнее обусловливает повышение интенсивности наложенных паразитных колебаний. Поэтому практически при использовании трансформаторного способа подключения нагрузки проявляется некоторое

.«К


Рис. 7.

искажение вершины импульса напряжения на нагрузке (рис. 6). По этим причинам такой способ разделения каскадов применяется в случаях, когда одновременно решается задача согласования сопротивлений нагрузки и источника импульсных сигналов или же, если необходимо изменить полярность сигналов.

4. В некоторых случаях развязку каскадов по действующим в них потенциалам выполняют элементы, предназначенные для осуществления заданного функционального преобразования сигналов. Такую роль, например, выполняет конденсатор С укорачивающей цепи (с транзисторным ключом), схема которой изображена на рис. 7, где - входное сопротивление нагрузочного каскада (Ra < Rk). На рис. 7 приведены также эквивалентная схема устройства и временные диаграммы процессов в нем (в пренебрежении паразитными параметрами устройства и инерционностью транзистора, который работает в обычных для него двух режимах - насыщения и отсечки). В данном случае в отличие от использования конденсатора в схеме, приведенной на рис. 5, б, его емкость выбирается из двух условий:

(Riri-Гя) C<ttK и 3(/?к-Ь«н) С<Тп.

; Б. СОГЛАСОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ КАСКАДОВ

5. В импульсных устройствах обычно имеет место однонаправленная передача сигналов и мощностей. Поэтому при работе двух смежных взаимодействующих каскадов один из каскадов является нагрузочным, а другой - питающим. При учете взаимодействия




каскадов в первую очередь обычно принимают во внимание влияние активного сопротивления /?н нагрузочного каскада на работу питающего каскада, и только с учетом этого влияния определяют параметры сигнала, передаваемого в нагрузочный каскад. Для получения же нужных параметров такого сигнала (высоты сигнала и мощности, реализуемой в нагрузке) осуществляют согласование сопротивлений питающего и нагрузочного каскадов.

Общая теория согласования сопротивлений источника сигналов и нагрузки рассматривается в теории радиоцепей и сигналов [21- 24], где в частности формулируются условия передачи в нагрузку наибольшей мощности (Ra и. где R - заданное выходное сопротивление питающего каскада; известное условие согласования реактивных параметров обычно не является существенным для импульсных устройств). Эти же вопросы применительно к работе линейных усилителей рассматриваются в теории усилителей [123, 124]. Способы учета влияния сопротивления нагрузки на работу электронных ключей, в обычном для них нелинейном режиме работы (см. § 8.4, пп. 14-16), и других линейных и нелинейных импульсных устройств рассматривались в предыдущих разделах данной книги.

6. В принципе согласование со- Рис. 8. противлении можно производить, либо

считая заданными параметры питающего каскада, либо, наоборот, считая заданными параметры нагрузочного каскада. Так как при разработке импульсных устройств необходимо учитывать имеющийся ассортимент стандартных элементов и приборов, то нельзя дать однозначную рекомендацию в этом отношении. Часто при заданных (известных) параметрах питающего и нагрузочного каскадов осуществляют нужное согласование их сопротивлений с помощью промежуточного согласующего (развязывающего) каскада. В качестве согласующего каскада обычно используется импульсный трансформатор или усилитель - инвертирующий или неинвертирующий.

Импульсный трансформатор используется в качестве согласующего устройства в случае, когда не требуется осуществлять трансформацию мощности, передаваемой в нагрузку (мощности на входе и выходе трансформатора с точностью до потерь в трансформаторе одинаковы). Напомним, что входное сопротивление трансформатора, приведенное к виткам Wy первичной обмотки, связано с сопротивлением нагрузки, приключенной ко вторичной обмотке (w), соотношением ?вх = Rnir?, где п = wjwx.

В случае, когда необходимо осуществить трансформацию мощности, передаваемой в нагрузку, применяются в основном катодные или эмиттерные повторители (см., например, § 17.2, В). Применение развязывающих катодных или эмиттерных повторителей оказывается иногда обязательным в случаях переменной (динамической) нагрузки каскада (см., например, § 20.1 и 20.2).

7. На рис. 8 изображена схема включения эмиттерного повторителя в качестве согласующего устройства между питающим каскадом с выходным сопротивлением /?и и нагрузочным каскадом с входным сопротивлением /?н- Согласующие свойства эмиттерного



повторителя основаны на значительном различии его входного и выходного сопротивлений (/?вх > вых). которые выражаются формулами [123, 124]:

Rbx = (Ро + 1) [(R II /?н + гэ) II + (Р„ +1) (/?э II (24.2)

с = э +

Ро+1

Здесь сопротивление базы (гб), сопротивление эмиттера (гд = = fpj-flg) и сопротивление гк, шунтирующее коллекторный переход транзистора, представляют собой параметры эквивалентной Т-образной схемы транзистора в каскаде с ОЭ [123].

При переменной нагрузке /?н входное сопротивление эмиттерного повторителя хотя и меняется, но оно обычно настолько велико, что эквивалентное нагрузочное сопротивление питающего каскада (рис. 8) /?нэ = Rm II вх = но почти не меняется.

Так как коэффициент передачи эмиттерного (катодного) повторителя близок к 1, то применение такого согласующего устройства не дает возможности усилить сигнал, передаваемый в нагрузочный каскад. Если это необходимо, то в качестве согласующего устройства применяют усилитель-инвертор.

8. В большинстве импульсных устройств (например, в интегрирующих, дифференцирующих, укорачивающих цепях, в импульсных трансформаторах, в линиях задержки, в формирующих цепях, в фиксаторах уровня и др.) при согласовании сопротивлений необходимо также учитывать влияние реактивных элементов устройств (в том числе и паразитных параметров). Один из примеров такого согласования рассматривался в п. 4. Другие примеры подобного согласования приводятся в § 3.2, 4.2, 5.4, 7.3, 9.4 и др.

9. При конструировании сложных импульсных устройств широко применяется их сборка из стандартных функциональных элементов (ФЭ) - микромодулей и интегральных схем. Основное внимание при таком конструировании уделяется должной стыков-к е взаимодействующих ФЭ. Одним из основных параметров ФЭ, играющих важную роль при стыковке, является чувствительность по запуску (см. § 8.1, п. 4); она определяет минимальный уровень входного сигнала, который в заданных условиях вызывает срабатывание ФЭ. В работе [115] излагаются общие закономерности изменения чувствительности по запуску различных ФЭ в микромодульном изготовлении при действии различных дестабилизирующих факторов.

В последние годы все более широкое применение находят ФЭ в интегральном изготовлении - интегральные схемы. Промышленность выпускает согласованные комплекты типовых интегральных схем различного функционального назначения, работающих в надлежащим образом подобранной логике.-Благодаря этому интегральные схемы одного комплекта согласованы между собой (при любом их сочетании) по уровню и длительности входных и выходных сигналов. Это открывает богатые возможности компоновки из стандартных интегральных схем многокаскадных импульсных устройств, способных выполнять сложные логические преобразования сигналов.



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


0.0127