Главная Автономный инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный



Ёремя 4 определяется из выражения

где /з - ток заряда интегрирующего конденсатора.

Идеалй-знрованный стабилизатор тока должен о1 печивать постоянство тока h независимо от напряже! Ос, причем /з должен быть пропорционален ynpaaj щему сигналу Um.

h--=:kUx.

В этом случае характеристика ЗГ имеет вид:

U„C/k + xU„/U„ •

Нелинейность характеристики определяется по< ным импульсом т, длительность которого ие завис1 управляющего сигнала. На практике обычно принш ТСз.миш что соответствует использованию тольта чального участка характеристики (15), на котором симость f от Um близка к линейной. Нелиней! характеристики ЗГ при наличии идеализированно! весьма просто можно исключить, применяя в кач< ИК последовательное соединение конденсатора С и; пеисапионного резистора R. В этом случае конден за время /з должен заряжаться до напряжения, ме! го, чем йэт. на величину падения п R от зарядного! конденсатора. Время заряда при этом уменьшаете приводит к компенсации увеличения периода за счё. пульса т. Характеристика ЗГ с компенсационным;:] стором R имеет вид:

при x~RC второе слагаемое в знаменателе! становится равным нулю и зависимость / от Ux вится линейной:

Характеристика практических схем ЗГ может отлиться от (15) и (17) в зависимости от исполнения отельных узлов ЗГ. Ниже рассмотрим различные вариан-исполнения этих узлов и проанализируем их влияние «я характеристику ЗГ Стабилиз а то р тока. сг] \ иР>

[«остейший вариант СТ мо- 0-1-СГ>

„етсостоять из одного ре- iHCTopa Rm (рис, 28), стаби- зируюшее действие кото-

вого будет проявляться при достаточно больших управ-ияЮШИХ сигналах, Зарядный Рис, 28. Простейший стабили-

ок интегрирующего конден- затор тока.

а+ора (Я/С) в этом случае

меиьшается по мере его заряда, а напряжение ИК из-еняется в процессе заряда не линейно, а экспоненди-, ьно. Решение уравнения (13) при этом имеет вид:

Характеристика" ЗГ 1

(18) (19)

ладейная, причем описанным выше способом (с по-»щью компенснруюпсего согротивления) может быть рштенсирована только иелинейность правой части зна-*«ателя, которая определяется шириной т импульса СУ. *Мнейиость характеристики ЗГ является суцдествен-недостатком, из-за которого данная схема СТ не «меняется для широкодиапазонных генераторов, не-iJPs на простоту. При узком диапазоне изменения оты рассмотренный вариант СТ может быть реко-кндован для простейших задающих генераторов.

""Ркодиапазонных зг обычно применяют сг, b fi!""" транзисторе, работающем в схеме соб-(йаг.°" - Стабилизирующее действие дан-риый схемы основано на том факте, что -коллек-

Ь( (qJ транзистора определяется только эмиттер-«епвп " зависит от коллекторного напряжения. feaLJJ "Риближении, пренебрегая базовым током ра и падением напряжения па переходе эмит-



тер- база, можно считать, что зарядный ток тпщ ющего конденсатора не отличается от эмиттерног транзистора, который равен UJRnx. В этом случйе смотренный СТ является идеализированным и характеристику согласно (14), (Причем коэффициек равен 1 ?вх- Характеристика ЗГ при наличии в ИК ненсациониого резистора имеет вид:

и.

При малых управляющих сигналах падение на жения на переходе эмиттер- база транзистора

становится соизмерим

>Г 1 r.w! величиной Unx, в свя чем пренебрежение вносит существеину» грешность. Это прИ1 к искажению иачал! участка характерна; ЗГ (увеличение ча< по сравнению срасч« и является причиной! пературного дрейфа! стоты ЗГ. Указанны! достаток может устранен при по» компенсационного Д„ (рис. 29,6), отщ в прямом направле ком смещения, прот щим через pesHCTOf Однако полной коМ ции в данной схеи поскольку рабочий . пеноирующий р-Пйй ды разные и работают в различных режимах. Знач но лучшие результаты получаются, если в качест пенсирующего использовать переход эмиттер • транзистора ПТк (рис. 29,в), Задание и лизация режима работы компенсационного зйстора осуществляются при помощи диода Д И тора Rk- Стабилизация режима ЯГк в данной схе обходима для уменьшения погрешности, вносимой! нениями его эмиттерного тока, обусловленными


Рис. 29. Варианты транзисторных сгабилизаторов тока,

иями обратного тока коллекторного перехода и коэф-Гнциепта усиления,

* Характеристики стаоилизатора тока по схеме рис, 29,6 йдизки к характеристикам идеализированного СТ. Напряжение между эмиттерами транзисторов в крайних gHMax (/вх = 0 и /вх~Г,-кмшс) не превышает величины к0.-...7О мВ. Для таких стабилизаторов лучше всего использовать маломощные кремниевые или германиевые транзисторы с малой величиной обратного тока коллекторного перехода, причем можно использовать как так и п-РП транзисторы. Максимальное значение тока управления 1пх.тмс определяется средней моидностью, рассеиваемой рабочим транзистором СТ:

Я = /„(£,,-(/,,/2). (21)

Величину Р следует брать значительно меньше предельно .допустимой мощности транзистора для избежания прогрева и связанного с ним ухода частоты. Величина 1вх.ыакс, рассчитанная на основании соотношения (21), обычно не превышает 5-10 мА.

Нуль-индикатор .аолжен выдавать сигнал в момент "достижения напряжения на интегрирующем конденсаторе значения U„. Потребление тока от ИК в этот момент .должно быть меньше минимального значения зарядного тока ЯЛ, так как в противном случае конденсатор не будет заряжаться и прекратится генерация. Потребление иуль-нндпкатором тока при УсКУэт должно быть значительно меньшее /в-ч.мнн и в широкодиапазонных ЗГ не должно превышать 10-20 мкА. Простей- ШИМ нуль-ннднкатором может служить переход эмиттер-.оаза транзистора, включенный по схеме рис. 30,а. Недостатком такой схемы является то обстоятельство, что переход эмиттер-база ЯЯ" должен выдерживать большие обратные напряжения (прн Я(;==0 к нему прикладывается эталонное напряжение). От этого недостатка свободна .схема с открытым транзистором и разделительным лиодом (рис. .30,6), В момент выдачи .сиг{шла рассогласования открыты одновременно диод н переход эмиттер-аза триода, поэтому падения напряжения на них взаимно компенсируются.

1р о м е ж у то ч н ы й усилитель должен усили-Чени вырабатываемый нуль-ннднкатором, до зна-РоЙ таточного для срабатывания спускового уст-ства. Схема ПУ может быть любой, никаких специ-



альных требований к нему ие предъявляется. Вхо сигнал равен нескольким сотням микроампер (yci ный транзистором нуль-индикатора сигнал разбала., выходной сигнал определяется типом спускового уст ства и обычно из соображений помехоустойчивости жен быть ие менее нескольких миллиампер. Таким о зом, Коэффициент усиления ПУ должен быть 200- Для Этого целесообразно использовать двух- или т, каскадный усилитель на транзисторах, включенных схеме с общим эмиттером и работающих в ключ режиме.

Вьтд НИ


Рис. 30. Некомпенсированный (а) и компенсированный {б) щ индикаторы.

Спусковое устройство. Шириной пмпул спускового устройства задаются исходя из двух соо жений: стабильности ширины импульса п сложности,- рядного ключа. С одной стороны, уменьшение т при днт к уменьшению влияния нестабильности t на не~ бильность частоты ЗГ, но, с другой стороны, для э необходимо увеличивать мощность разрядного кл Действительно,

где 5/, 8,, -относительная погрешность соответств частоты ЗГ и ишрины импульса СУ\ /р -среднее ченне разрядного тока.

Оптимальное значение т/макс -0,05-0,1. При э разрядный ключ может быть выполнен на маломр транзисторе (ток разряда не превышает 100-200 и в качестве СУ можио взять любое устройство, не1 бильность которого ие превышает нескольких проце: получая нестабильность частоты, обусловленную и нением t, не более 0,1-0,2%. 54

Простотой и сравнительно высокой стабильностью % личается широкоизвестная схема спускового устрой- а прнвД"" Р*- Рассмотрим кратко работу "емы- В исходном состоянии транзистор ПТ\ закрыт по-


Овщ.

Яа.е

ВихоВ

Рие. 31, Спусковое устройство.

оЖйтельным смещением через Rcu а транзистор гкрыт током, протекающим через jRea. Конденсатор !!пяжен довапряжеиияГ

коллекторного источника ,

„йтанйя (полярность ука-зава на рнс. 31). В момент прихода запускающего импульса транзистор ЯГ, открывается, в результате чего к базе ЛТг прикладывается положительное напряжение конденсатора С<, запирающее ЯГа, На коллекторе последнего, являюш,емся выходом СУ,

появляется отргщательное напряжение, которое через резистор положительной обратной связи Ro.t поддерживает открытое состояние транзистора ЯГ) после исчезновения запускающего импульса (последний исче-,зает вследствие открывания разрядного ключа и разря- да интегрирующего конденсатора). В таком состоянии , схема будет находиться до тех пор, пока положительно J напряжение на базе Т, определяемое напряжением на С,. Последний разряжается через Ябз. по закону

(/,==£(-1), (24)

где Гр=~С,1й1.-~-постоянная времени разряда. Когда разрядится до нуля, с -базы ПТ. снимается положительный запираюццтй сигнал, что приводит к открыванию ПТ и закрыванию П7\. Переключение транзисторов проис-i ходит быстро, однако в исходное состояние СУ возвра-I р •олько после восстановления напряжения на конденсаторе С,, который заряжается через-переход ,,шнт-MotT " резистор /к,- Процесс восстановления мени г"л. законченным через 4-5 постоянных вре-

нула!"" импульса t определяется временем разряда до W емкости конденсатора и равно:

т-Гр1п2«=0,7Гр. (25)



0 1 2 3 4 5 6 7 [8] 9 10 11 12 13 14 15 16 17


0.0145