Импульсных генераторах

В настоящее время широкое распространение получила импульсная техника, т. е. отрасль радиоэлектроники, в которой для решения определенных задач используют импульсные устройства. Режим работы подобных устройств характеризуется чередованием времени работы и пауз. Формы импульсов напряжений в импульсной технике весьма разнообразны. Основное распространение получили импульсы треугольной, прямоугольной, трапецеидальной формы и др. ( 5.3, а — в). В связи с этим появилось значительное разнообразие схем импульсных генераторов несинусоидальных колебаний. Такие генераторы называются релаксационными, т. е. их форма колебания выходных сигналов в значительной степени отличается от синусоиды.

Различают импульсные устройства с несколькими устойчивыми и с несколькими временно устойчивыми состояниями. В импульсном

10.23. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА С ВРЕМЕННО УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ

Импульсные устройства с временно устойчивыми состояниями являются источниками импульсов напряжения, значение и длительность которых, а также частота повторения могут регулироваться в широких пределах.

10.24. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА С УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ. ТРИГГЕРЫ

Триггерами называются импульсные устройства с двумя устойчивыми состояниями, которым соответствуют различные значения напряжений на информационных выходах. Они применяются в счетчиках импульсов напряжения, делителях частоты следования импульсов напряжения и т. д.

10.23. Импульсные устройства с временно устойчивыми состояниями .... 78

10.24. Импульсные устройства с устойчивыми состояниями. Триггеры . ... 83

Чтобы создавать импульсные устройства с высоким быстродействием, нужно стремиться сокращать как значения паразитных емкостей, так и номиналы тех резисторов, через которые осуществляется их зарядка. Пусть, например ^=0,68 кОм, С=2б пФ. Тогда гУОт = 2,303-680-2,5-10-11 = 3,9-10-8 с«0,04 мкс. Ясно, что такая цепь непригодна для неискаженного воспроизведения импульсов наносекундной длительности.

С конечной длительностью переходного процесса в ^L-цепи приходится считаться, .создавая высокоскоростные импульсные устройства. Дело в том, что реальные цепи имеют некоторую паразитную индуктивность, которая влияет на длительность фронта импульсного колебания в цепи. Если, например, L=0,l мкГн, \R — =20 Ом, то гуСт = 2,303-10-7/20=1,15-10-8 с. Ясно, что такую цепь не следует применять в конструкции быстродействующего компьютера с тактовой частотой порядка 10 МГц или выше.

В вычислительной технике, автоматике, промышленной электронике широко применяются импульсные устройства. Наибольшее распространение находят компараторы, а также генераторы прямоугольных, пилообразных, треугольных и других импульсов, относящиеся к классу релаксационных генераторов, в которых используются процессы зарядки и разрядки конденсатора.

мотками. Импульсный трансформатор является также фазосдвигаю-щим элементом в импульсных генераторах с трансформаторной обратной связью (в блокинг-генераторах) , запоминающим элементом

Импульсным называют трансформатор с ферромагнитным сердечником, предназначенный для передачи импульсных сигналов. В таких трансформаторах используют сердечники с малыми потерями на перемагничивание, выполненные на основе ферритов, оксиферров или пермаллоев. Помимо выполнения функций элемента разделительной цепи импульсный трансформатор производит: изменение амплитуды и полярности импульсных сигналов, согласование сопротивлений, разветвление сигналов на входы нескольких независимых цепей. В последнем случае применяют трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Импульсный трансформатор является также фазосдвигающим элементом в импульсных генераторах с трансформаторной обратной связью (блокинг-генераторах).

Как было показано, обязательным элементом релаксационных генераторов является устройство, имеющее гистерезисный характер зависимости ывых = /(ивх). В импульсных генераторах, рассмотренных в гл. 6, таким устройством являлся двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью и коэффициентом усиления, большим единицы. Однако при наличии на в. а. х. используемого в генераторе прибора участка отрицательного сопротивления гистерезисный характер зависимости ывых = /(ывх) может быть получен и в однокас-кадном устройстве.

Маломощные тиристоры имеют следующие параметры (Увкл = = 60 -т- 100 В; /вкл = 0,5 ч- 3 мА; ?/ВЫкл = 2 -г 2,5 В; /ВЬ1КЛ = = 4 -г 25 мА; /0 = 1 мА. Время переключения тиристора составляет несколько сотен наносекунд. Достоинством тиристора является большой допустимый ток через прибор, который даже для маломощных тиристоров равен единицам ампер (2—5 А). Поэтому тиристоры, как правило, используют в таких импульсных генераторах, от которых требуется получение больших импульсных токов в нагрузке.

Тепловой расчет импульсного режима по методике режима постоянного тока может дать значительную погрешность — особенно в режимах с прямоугольной формой тока, характерных для работы полупроводниковых приборов в ключах постоянного тока, импульсных генераторах и других ключевых устройствах.

Двухоперационный (выключаемый) тиристор представляет собой четырехслойную структуру, которая включается подачей положительного напряжения на управляющий электрод, а выключается подачей на этот электрод отрицательного импульса. (Обычный тиристор, как правило, выключается снижением анодного тока ниже тока удержания или за счет включения анодного тока противоположного направления). Эти тиристоры широко применяют в импульсных генераторах, высокоскоростных мощных устройствах, так как они выдерживают большие напряжения в закрытом состоянии. Конструкция их подобна конструкции обычных тиристоров.

В импульсных генераторах и модуляторных лампах значение импульсной мощности ограничивается максимально возможным эмиссионным током катода и максимально

в импульсных генераторах с трансформаторной обратной связью (блокинг-генераторах).

Как было показано, обязательным элементом релаксационных генераторов является устройство, имеющее гистерезисный характер зависимости uRb^-=f(uBJ. В импульсных генераторах, рассмотренных в гл. 5, таким: устройством являлся двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью и коэффициентом усиления, большим единицы. Однако при наличии на в. а. х. используемого в генераторе прибора участка отрицательного сопротивления гистерезисный характер зависимости ывых = / (ывх) может быть получен и в однокаскадном устройстве.

Маломощные тиристоры имеют следующие параметры: t/BHJI— = 60^1008; 7вкл = 0,5н-ЗмА; (/вьшл = 2 ~ 2,5 В; /вьшл = 4 ^ 25 мА; /с=1 мА. Время переключения тиристора составляет несколько сотен наносекунд. Достоинством тиристора является большой допустимый ток через прибор, который даже для маломощных тиристоров имеет единицы ампер (2 -=- 5А). Поэтому тиристоры, как правило, используют в таких импульсных генераторах, от которых требуется получение больших импульсных токов в нагрузке.

1. Конденсаторные стекла используются в качестве диэлектрика конденсаторов, применяемых в высоковольтных фильтрах, импульсных генераторах, колебательных контурах высокочастотных устройств. Они должны иметь по возможности повышенную е,г и (для высокочастотных конденсаторов) малый tg д.