Главная Импульсный режим работы



R>W

пеней чередуется), причем величина s-й ступени напряжения выражается формулой

2Ti зг,

1 I I

E-(-=T\ (7.10)

Из формулы (10) видно, что высота 1-й ступени (s = 1) напряжения при R>W больше 0,5£, а при 7? <: W меньше O.Bf. Для получения разнополярного сигнала, показанного на рис. 4, б, коммутирующий прибор Кл не должен обладать вентильными свойствами (иначе будет сформирована только первая положительная ступень напряжения). Из-за потерь в линии (которые при необходимо учитывать) острота ступеней выходного напряжения постепенно сглаживается (что на рис. 4 не отражено).

Для получения прямоугольного импульса напряжения следует осуществлять согласование волнового сопротивления линии с сопротивлением нагрузки.

Рис. 4.

Б. ФОРМИРУЮЩИЕ свойства короткозамкнутой

ЛИНИИ

6. Отрезок короткозамкнутой линии также обладает формирующими свойствами. Однако короткозамкнутая линия представляет собой не емкостный, а индуктивный накопитель энергии,

запасаемой в линии при ее подключении к источнику питающего тока (рис. 5). По истечении некоторого времени после подключения линии к источнику тока (ключ Кл в положении /) в ней устанавливается ток / = E/Rvi = const, где R - сопротивление питающего источника (активными параметрами линии здесь можно пренебречь) Ток / определяет запасаемую в линии энергию (А = 0,5iLj/ = 0,5LoP) и начальные условия: i (х, 0) = /, и {х, 0) = 0; здесь момент / = О совпадает с моментом переключения ключа Кл в положение 2. в результате подключения к линии нагрузочного элемента R = W от конца линии начинают распространяться обратные волны (щ и ыщ, определяющие ток и напряжение на нагрузочном конце линии

i=f+ ioi, u = Uoi=-ioiW.

Л "я

-оКл

1 о-

Рис. 5.



При x=l ток в линии i=if( и напряжение в линии uUp = ijR. Из написанных уравнений следует, что

ад = = -«01 W=(l +101) R.

откуда, полагая R = W, найдем • L

При распространении волн гд и Ыи от нагрузки к короткозамк-нутому концу линии в линии устанавливается ток i = 0,5/ и напряжение и = 0,5 ?. Затем в результате отражения волн (щ и ыи от короткозамкнутого конца линии возникнут прямые волны:

«ш = -Uoi - -0,5IR- = =-0,5/.

По мере распространения этих волн к нагрузочному концу линии ток в линии ((=/ + го, + ("ni) и напряжение в линии (и = ыо1 + Wni) становятся равными нулю. В момент t = 2lv вся линия окажется свободной от запасов энергии, так как при R - W отраженные волны от нагрузочного конца линии не возникают

Описанный волновой процесс подобен процессу, возникающему в разомкнутой линии (см. пп. 2-4), но роль волн напряжения в разомкнутой линии здесь выполняют волны тока, и наоборот Если в представленных на рис. 3 диаграммах заменить напряжения на токи (и наоборот), то эти диаграммы будут изображать распределение напряжения и тока в короткозамкнутой линии.

Из изложенного следует, что при R = W на нагрузке формируется прямоугольный импульс напряжения, высота и длительность которого выражаются равенствами:

Короткозамкнутая формирующая линия имеет то преимущество над разомкнутой линией, что при /? > /?и она предоставляет возможность получить импульс напряжения значительной высоты t/д > Е. Однако запасание энергии в магнитном поле линии сопряжено с рядом недостатков [3]. Поэтому короткозамкнутые формирующие линии применяются в случае, когда отмеченное достоинство является особо существенным.

В. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ФОРМИРУЮЩИЕ ЛИНИИ

7. Высота импульса напряжения, формируемого однородной разомкнутой линией, в два раза меньше ее зарядного напряжения. При применении двух идентичных однородных линий (двухступенчатой формирующей линии), предварительно заряженных до напряжения Е, можно получить прямоугольный импульс напря-



ження высотой f/ = Ё. Схема использования двухступенчатой формирующей линии изображена на рис й Здесь две идентичные линии предварительно заряжаются до напряжения Е (ключ 1{,л в положении Нагрузочный элемент сопротивлением R = 2115 подключается между точками линии, находящимися при одинаковых зарядных потенциалах. При коротком замыкании одной из линий (для чего ключ Кл, который не должен обладать вентильными

свойствами, ставится в положе-ние 2) на нагрузке образуется 7°i /?=2W прямоугольный импульс напря-

1 с niJ 1 о жения высотой UjE. Подроб-

/ W . W ное описание работы такого фор-7 Т f * ? мирующего устройства приводит-

Г--* 1<-*t оя в работах [3, 134].

8. HyTCiyi применения больше-g го числа определенным образом

подобранных и надлежащим образом включенных отрезков однородных линий, образующих многоступенчатую формирующую линию, можно получить на нагрузочном сопротивлении импульс напряжения еще большей величины (t/ > Е). Многоступенчатые формирующие линии применяются редко из-за их конструктивной сложности и худшей формы получаемых импульсов.

Г. НЕОДНОРОДНЫЕ ФОРМИРУЮЩИЕ ЛИНИИ

9. В качестве формирующих двухполюсников могут быть использованы также и отрезки неоднородных длинных линий. Общая теория неоднородных линий разработана О. Н. Литвн-ненко и В. И. Сошниковым [40].

Применение неоднородной линии, соединенной последовательно с конденсатором, выполняющим функции емкостного накопителя энергии, позволяет сформировать на активной нагрузке прямоугольный импульс напряжения, высота которого в 2 раза и более превосходит зарядное напряжение линии. Для такой возможности волновое сопротивление линии должно меняться по параболическому закону. Методика расчета таких линий изложена в книгах [15, 41]. Реализация такого способа формирования импульсов встречает некоторые конструктивные трудности [9].

10. В ряде практических случаев нагрузка приключается к формирующей линии через посредство импульсного трансформатора. Влияние трансформатора на формирование вершины импульса может быть учтено на основе эквивалентной схемы, изображенной на рис. 7, а, где R приведенное сопротивление нагрузки, а - индуктивность намагничивания трансформатора. При использовании в этом случае однородной формирующей линии из-за протекания намагничивающего тока происходит снижение вершины импульса (рис. 7, б). Как показал О. Н Литвиненко, для устранения такого искажения формы импульса следует применить вместо однородной неоднородную линию, волновое сопротивление которой меняется по длине линии по гиперболическому закону (рис. 7, е). Методика расчета таких линий (а также соответствующих им неоднородных искусственных линий) изложена в книгах [15, 41].



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


0.0129