Главная Движение носителей электрических зарядов



9- cfu)

Рис. 19.14


Рис. 19.15

8 = /(£). Такие конденсаторы называют варикондами. Задержка импульса в линии может достигать значений t, = nti, где и - число звеньев.

Более перспективным, однако, является применение искусственных ЛЗ с полупроводдиками. Такая ЛЗ вьшолняется в виде звеньев с постоянной индуктивностью L и нелинейной емкостью С [и) (рис. 19.15). В качестве нелинейной емкости используют варикапы, емкость которых изменяется при изменении обратного напряэкения.

Все рассмотренные ЛЗ могут бьггь использованы и как формирующие нелинейные цепи для импульсов с фронтами длительностью в сотые доли наносекунды.

§ 19.4. Линейные формирующие цепи. Генераторы линейно изменяющегося

Линейными формирующими цепями называются такие электрические или электронные устройства, распределенные или сосредоточенные *1араметры которых не зависят от амплитуды проходящих через них импульсов.

Частным случаем линейных формирующих устройств являются генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения (ГЛИН), получившие широкое распространение в счетно-решающей технике, автоматике, технике измерений. Их применяют для получения пилообразного напряжения, которое характеризуется следующими основными параметрами (рис. 19.16): периодом следования импульсов Т, длипкль-ностью прямого хода t„, длительностью обратного хода to6p, амплитудой Umax, а также коэффициентом нелинейности е, который определяется отношением разности производных напряжения в начале и конце прямого хода к производной напряжения в начале хфямого хода:

8 = («Л0)-«с(та))/"с(0).

(19.11) 397




Одним из требований, предъявляемым к ГЛИН, является максимально быстрый возврат сигнала в исходное состояние.

В основе получения пилообразного напряжения лежат процессы зарядки и разрядки конденсатора. Если обеспетать jg зарядку конденсатора стабильным то-

ком, то можно получить весьма высокую линейность пилообразного напряжения. Действительно, при неизменном

постоянном токе зарядки / напряжение на конденсаторе "с I dt =

= -f, т.е. линейно зависит от времени.

В качестве токостабилизирующей схемы можно, например, использовать выходную цепь транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и охваченного отрицательной обратной связью по току (рис. 19.17, а). Используя рабочий участок выходной характеристики транзистора, на котором зависимость тока /к от коллекторного напряжения [/к незначительна, и включая этот транзистор в цепь зарядки конденсатора Cj последовательно с конденсатором Сг, можно получить режим источника тока по отношению к конденсатору С. В исходном состоянии Тг открыт и насыщен за счет соответствующего выбора значения R. Точки а и б имеют почти одинаковый потенциал, а напряжение на Cj практически равно нулю.

Напряжение между базой и эмиттером Ti равно

[/бэ=£с2Я«э- (19.12)

Если ток эмиттера начинает снижаться, то для сохранения знака равенства в (19.12) U должно повьппаться. Ток базы транзистора Ti, следовательно, возрастает и препятствует уменьшению тока i-Необходимо, чтобы в этой схеме конденсатор Q имел емкость, много большую емкости d, так чтобы за время разрядки конденсатора Ci напряжение на Сг не успевало заметно измениться.

При воздействии входного напряжения положительной полярности (рис. 19.17,6) транзистор Гг закрывается и конденсатор Ci заряжается через токостабилизирующую цепь. На сопротивлении нагрузки Z„ напряжение практически линейно нарастает. По окончании действия импульса входного напряжения транзистор Тг отпирается вновь и конденсатор Ci разряжается через его малое сопротивление.

ГЛИН достаточно просто осуществляется на базе операционного усилителя. Структурная схема ГЛИН в интегральном исполнении приведена на рис. 19.18, а. На вход интегрирующего устройства подключают генератор прямоугольных импульсов ГПИ. Временные диаграммы ГЛИН приведены на рис. 19.18,6. Для исключения постоянной составляющей необходимо, чтобы площади разнополярных прямоугольных импульсов были равны: Si = Sz- Обычно Atj «: Atj. В этом случае





Рис. 19.17 -

получают линейно меняющееся напряжение «пилообразной» формы. Для обеспечения высокой линейности пилообразного напряжения необходимо, чтобы передние и задние фронты прямоугольных импульсов бьши отвесными, полка условно-отрицательного импульса ГПИ (под осью t) должна обладать особой стабильностью напряжения. ГЛИН на микросхемах обладает высокой линейностью (е = 10"").

§ 19.S. Ограничители электрических сигналов

Четырехполюсник, на выходе которого напряжение Мвых() остается практически неизменным и равным [/о, в то время как входное напряжение мхСО можег превышать или быть ниже какого-то наперед заданного напряжения Е, назьшается ограничителем.

Если Мвх(0 > Е, то ограничение происходит сверху (рис. 19.19). Если "exW < Е, то ограничение происходит снизу (рис. 19.20). Если E<-uAt)<E, то ограничение двустороннее (рис. 19,21). Если входной


Рис. 19.19

Рис. 19.20

Рис. 19.21



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


0.0124