Генераторы импульсных

I. Современная элементная база микроэлектроники: большие и сверхбольшие интегральные микросхемы с числом элементов 105—106 на кристалл и более, сверхскоростные микросхемы, СВЧ- и оптоэлектронные приборы. Существующие и разрабатываемые устройства функциональной электроники: кварцевые генераторы, генераторы Ганна, приборы с зарядовой связью, акустоэлект-ронные приборы, электротепловые и оптоэлектронные устройства.

Для плавки металлов используют ламповые генераторы, генераторы с ионными приборами (тиратронами или игнитронами) и электромашинные генераторы высокой частоты, так как частота тока в этом случае не превышает обычно 5 кгц.

19.4. ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Для получения импульсов прямоугольной формы применяются устройства, принцип работы которых основан на использовании электронных усилителей с ПОС. К этим устройствам относятся так называемые релаксационные генераторы — мультивибраторы, блокинг-генераторы.

Генераторы релаксационных колебаний используются в качестве запускающих и переключающих элементов, для деления частоты, в качестве времязадающих элементов, для получения развертки электронного луча в электронно-лучевых трубках. Эти

ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Электронные генераторы широко используют в радиоаппаратуре, измерительной технике, устройствах автоматики, электронно-вычислительных машинах и т. д.

По способу возбуждения генераторы подразделяют на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением (автогенераторы). Генераторы с независимым возбуждением являются усилителями колебаний, которые вырабаты-Е1ают посторонние источники. Автогенераторы сами создают незатухающие колебания за счет использования положительной обратной связи (см. § 19.4).

Среди автогенераторов можно выделить генераторы синусоидальных колебаний и импульс-н ы е генераторы. Генераторы синусоидальных колебаний подразделяют на автогенераторы типа LC и автогенераторы типа RC.

И, наконец, в последние годы интенсивно разрабатываются новые способы получения электрической энергии. И здесь находят широкое применение вентильные преобразователи. Так МГД-электростанция нуждается в инверторах для преобразования постоянного тока, вырабатываемого МГД-генератором, в ток промышленной частоты. В работах по управляемому термоядерному синтезу, которые широко ведутся в настоящее время, также используются вентильные преобразователи. Преобразователи нужны и для таких нетрадиционных источников электроэнергии, как солнечные батареи, термохимические генераторы, генераторы, использующие энергию ветра, и т. п.

Генераторы колебаний в соответствии с характером преобразования энергии одного вида в другой подразделяют на электрические и электромеханические.

В качестве источников импульсов используют специальные генераторы импульсных напряжений (ГИН). Такой генератор состоит, как правило, из генератора синусоидального или прямоугольного напряжения и формирующей цепи, позволяющей получить импульс требуемой формы. Формирующие цепи представляют собой пассивную RC- или RL-цепъ большей или меньшей сложности; широко используются дифференцирующие и интегрирующие цепи.

Для определения электрической прочности при постоянном напряжении используют схемы выпрямления высокого напряжения, а для импульсных высоковольтных испытаний специальные схемы — генераторы импульсных напряжений, работающие на принципе разряда конденсаторов. Напряжение перекрытия обычно определяют на тех же пробивных установках, которые используют для испытания на пробой, т. е. определения электрической прочности.

4-6. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Генераторы импульсных сигналов являются источниками видеоимпульсов с известной формой, длительностью, частотой повторения и высотой. Основная форма импульсов прямоугольная. Прямоугольный импульс идеальной формы характеризуется длительностью т и высотой U. Реальная форма импульса отличается от идеальной, и для его характеристики существуют обязательные правила. Длительность импульса определяется на уровне 0,5 U. Высота импульса ограничивается точкой пересечения усредненной линии вершины импульса с его фронтом. Длительность фронта Тф соответствует времени нарастания импульса от 0,1 U до 0,9 U; длительность спада тс — времени убывания сигнала от 0,9 U до 0,1 U. Импульс принимается прямоугольным в том случае, если Тф и тс меньше 0,3 т. Выбросы на верютнах импульсов и в паузе между ними оцениваются в процентах от высоты импульса.

Имеются генераторы импульсных сигналов специальной формы — пилообразной, трапецеидальной, колоколообразной.

Генераторы импульсных сигналов прямоугольной формы разделяются по назначению на три группы: генераторы общего применения; генераторы с точной установкой параметров сигнала; генераторы кодовых комбинаций и псевдослучайных последовательностей импульсов.

При импульсных испытаниях трансформаторов высокого напряжения требуются импульсные напряжения порядка сотен тысяч киловольт. В качестве источников таких напряжений применяются генераторы импульсных напряжений (ГИН) с многоступенчатой схемой. Принцип действия многоступенчатого ГИН заключается в том, что п параллельно соединенных емкостей заряжают через выпрямитель до некоторого напряжения Uit после чего они путем пробоя ряда искровых промежутков автоматически переключаются с параллельного на последовательное соединение. На п последовательно соединенных емкостях напряжение равно nU\.

Определение импульсных разрядных характеристик производится опытным путем. В качестве источника импульсных вол» применяются генераторы импульсных напряжений (см. гла-ву!Х).

ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Источниками импульсных испытательных напряжений являются генераторы импульсных напряжений (ГИН). В простейшем случае одноступенчатого ГИН его схема имеет вид, представленный на 156.

§ 9—2. Многоступенчатые генераторы импульсных напряжений