Главная Импульсный режим работы



/<

2. Наибольшее распространение получили устройства, вырабатывающие колебания разрывного типа, основанные на использовании усилителей с положительной обратной связью. Еще в 1918 г. М. А, Бонч-Бруевич показал [129], что в таких системах при определенных режимах работы возникают скачкообразные изменения напряжения и тока. Для выяснения таких возможностей обратимся к известным из радиотехники условиям самовозбуждения автоколебательных систем [20-25].

Рассмотрим усилительный каскад (рис. 2), характеризуемый комплексным коэффициентом усиления К - Kerj-Пусть благодаря устройству обратной связи с комплексным коэффициентом обратной связи Р = Ре/фр выход усилителя связан с его входом. Такое устройство представляет собой типичную самовозбуждаюиуюся систему. Для возможности обра- Рис. 2. зования в ней скачков напряжения или тока, обладающих неограниченным спектром, условие самовозбуждения системы должно выполняться не на одной или нескольких дискретных частотах, а при любой частоте (от О до оо). Для этого достаточно, чтобы независимо от частоты выполнялись два условия:

1) модуль общего коэффициента передачи системы должен превышать 1 (условие положительного баланса амплитуд), т. е.

/СР>1; (10.1)

2) суммарный сдвиг фаз колебаний, производимых усилителем и устройством обратной связи, должен быть кратен 2п (условие баланса фаз), т. е.

. ф/ + фр = 2тзт(т= 1,2,...). (10.2)

Jf При выполнении этих условий можно записать:

В,;. /Ср к-т+Ч) =/cpe-/2™ = /ср> 1. (10.3)

if 3. Для уяснения механизма образования скачков напряжения в системе (рис. 2) обратимся к наглядному описанию этого процесса. Пусть в результате внутренних процессов, протекающих в усилителе (или благодаря действию управляющего напряжения, подаваемого на вход усилителя), он



находится в состоянии, при котором условия (I) и (2) выполняются. Пусть по случайной причине напряжение Uj, на входе усилителя возросло на малую величину A«i. Так как /Ср > 1, то это немедленно (мы полагаем нашу систему безынерционной) вызовет появление на выходе системы приращения напряжения Дыа = /CpA«i > A«i, которое передается на вход, причем в силу баланса фаз оно совпадает по полярности с исходным приращением напряжения Ды. В результате приращение напряжения на входе возрастает, и вследствие действия обратной связи это приводит к еще большему изменению входного напряжения и т. д. Это значит, что напряжения в рассматриваемой идеальной системе должны изменяться с бесконечно большой скоростью, т е. скачком. Однако суммарный прирост напряжений ограничен, так как из-за нелинейных свойств усилителя, начиная с некоторых значений входного напряжения величина /СР начинает уменьшаться и затем падает до значений /СР < 1. Это приводит к подавлению процесса регенерации и ограничению изменений напряжений в системе.

4. Реальные системы рассматриваемого типа не безынерционны. Это обусловлено как инерционностью электронного прибора усилителя, так и влиянием паразитных реактивных элементов системы - в первую очередь влиянием паразитных емкостей Q и Са, показанных на рис. 2 пунктиром. Из-за влияния этих факторов аргументы ф/< и фр зависят от частоты, но лишь при достаточно высокой частоте эти зависимости проявляются настолько сильно, что они приводят к заметному нарушению условия баланса фаз. По этой причине напряжения в реальной системе изменяются с конечной скоростью, пропорциональной той наивысшей частоте, при которой фазовые рассогласования еще практически неощутимы. Как показывает опьп", при выполнении условия регенерации без учета указанных выше факторов напряжения в системе изменяются хотя и не скачком, но с возрастающей вначале скоростью (лавинообразно), достигающей высоких значений порядка (10 10") В/с.

5. Рассмотрим в общих чертах основные принципы построения регенеративных импульсных устройств.

Резистивный усилитель создает (без учета влияния реактивных элементов) сдвиг фаз выходного напряжения относительно входного на 180°. Поэтому, применяя в качестве устройства обратной связи трансформатор, который также сдвигает на 180° входные колебания, получаем регенеративное импульсное устройство, блок-схема которого изобра-



жена на рис. 3, а. Здесь условие регенерации принимает вид

K = Kn=KwJw-,>\. (10.4)

По показанной на рис. 3, а схеме строятся генераторы импульсов, известные под названием блокинг-генераторов. Применяя в усилителе лампу со вторичной эмиссией, можно осуществить положительную обратную связь и без использования трансформатора [9, 132а].

В качестве устройства обратной связи можно применить еще один усилитель (рис. 3, б). Для этого выход одного

Ср щ IU2

«г

Рис. 3.

усилителя надо замкнуть на вход второго усилителя, а его выход - на вход первого усилителя. Здесь условие регенерации выражается неравенством

(10.5)

Подобная схема широко используется при конструировании триггеров и мультивибраторов). В некоторых вариантах схем таких устройств (в мультивибраторах и триггерах с катодной или эмиттерной связью) нужные условия регенерации создаются путем применения положительной обратной связи по т о к у .

6. Как указывалось в п. 3, процесс регенерации ограничивается нелинейными свойствами активных элементов

*) Термином триггер (англ. - спусковой крючок, курок) обозначают спусковые устройства, которые срабатывают под воздействием внешнего сигнала. Термин мультивибратор присвоен генератору разрывных колебаний Ван дер Полем [1, 25], чтобы подчеркнуть многоволнистость (широкий спектр) этих колебаний; в этом смысле генератор монохроматических колебаний можно назвать моновибратором, а блокинг-генератор - также мультивибратором.



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


0.0181