Конденсаторе достигнет

Пример 8.3. Имеется .RC-цепь с постоянной времени т=3-10~6 с. Ко входу цепи приложен экспоненциальный импульс ЭДС, длительность т„ которого, определяемая по спаду мгновенного значения сигнала в 10 раз относительно первоначального уровня, составляет 5-10~6 с. Определить момент времени to, в который напряжение на конденсаторе достигает максимума.

Заряд конденсатора происходит, как известно, по экспоненциальному закону. Кривая заряда конденсатора показана на 9.3, б (кривая ОАВ). Однако, когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения зажигания неоновой лампы (точка А), внутреннее сопро- а) тивление Rt лампы резко уменьшается и начинается быстрый разряд конденсатора через неоновую лампу (кривая АС) *. Разряд конденсатора будет продолжаться до тех пор, пока <у напряжение на нем не уменьшится до напряжения потухания лампы ?/„, после чего ее внутреннее сопротивление опять возрастает до очень большой величины и вновь начнется заряд конденсатора. Таким образом, в генераторе с неоновой лампой пилообразное напряжение появляется вследствие чередования зарядов конденсатора до напряжения зажигания лампы U3 и разрядов конденсатора до напряжения потухания Un. Разумеется, напряжение источника э. д. с. U0 должно быть больше напряжения зажигания U3 неоновой лампы.

мы генератора развертки, включающей источник точа /, конденсатор С и электронное коммутирующее устройство ЖУ. Выходная часть ЭК.У представляет собой электронный ключ, шунтирующий конденсатор. Схема генератора развертки работает следующим образом. При размыкании электронного ключа конденсатор начинает заряжаться от источника тока /, при этом приращение напряжения на конденсаторе происходит по линейному закону uc=It/C ( 8.20,6). В момент, когда напряжение на конденсаторе достигает определенного значения, электронное коммутирующее устройство замыкает электронный ключ и начинается разряд конденсатора, который заканчивается достаточно быстро. В автоколебательном режиме работы генератора развертки после разряда конденсатора электронный ключ вновь размыкается и далее процесс повторяется. В ждущем режиме

напряжений на входах — на выходе отрицательное напряжение ?Д)ых =—Uо, а конденсатор С1 разряжен. При подаче на вход запускающего импульса положительной полярности сигнал по неинвертирующему входу преобладает над U\. ОУ срабатывает как компаратор и на выходе появляется сигнал ^вых = + ^о-Конденсатор С1 заряжается с постоянной времени 0 = /?/С/. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения по неинвертированному входу: UC = U2, компаратор переключается в состояние ?/Вых =—?/о- И наконец, завершающий этап: возвращение ОВ к исходному состоянию. Конденсатор С1 разряжается с постоянной времени 0 = /?/С7 до нулевого потенциала. Перезаряд емкости невозможен из-за наличия диода VI. После завершения стадии восстановления fB = 36 OB готов к новому запуску.

жительным. Поскольку на инвертирующем входе сохраняется uc(ti)—0, то компаратор регенеративно переключается и напряжение на его выходе скачком достигает ивык=ивых max- На этапе формирования импульса надобность в поддержании напряжения на входе после переключения компаратора отпадает, так как положительное насыщение ОУ поддерживается положительным напряжением, подаваемым с его выхода на прямой вход по цепи RzR^ Поэтому входной импульс одновибратора может быть весьма коротким. При t>t\ конденсатор С, заряжается напряжением ?/вы„ max через резистор R, причем т=/?С1. Этап формирования импульса завершается в момент t2, когда напряжение на конденсаторе достигает значения напряжения ПОС на прямом входе:

3 этап '(стадия восстановления исходного состояния). Итак, в момент t2 скачком устанавливается «пых = = — иВЫКтах- Конденсатор С\ начинает разряжаться через резистор К от источника напряжения — [/вых max, притом T=/?CI. В момент ^3 напряжение на конденсаторе достигает uc(tz}=Q, открывается диод VI, который препятствует дальнейшему уменьшению напряжения на конденсаторе. В момент U стадия восстановления завершается, од-новибратор готов к приходу нового импульса на входе.

При t = tnx напряжение на конденсаторе достигает амплитудного значения

При t = ^пх напряжение на конденсаторе достигает амплитудного значения

где т = RC — постоянная времени цепи заряда конденсатора. Если заряд конденсатора используется для создания прямого хода, то в момент времени t = t^, напряжение на конденсаторе достигает амплитудного значения:

Использование сигнала Сб Сип«ал Сброс в микропроцессоре производит сброс в нуль счетчика команд PC. И если в ячейке ОП с нулевым значением адреса хранится 1-я команда программы, то с этой команды начинается исполнение программы. Таким образом, сигнал Сброс производит запуск микропроцессора. Входной сигнал Вх. сброс-под действием которого в микросхеме КР580ГФ24 формируется сигнал Сброс, может подаваться одновременно с включением источников питания либо он может подаваться с пульта управления (нажатием соответствующей кнопки). В момент включения источников питания конденсатор 10 мк разряжен, напряжение на входе Вх. сброс равно нулю При этом на выходе микросхемы КР580ГФ24 формируется сигнал Сброс, осуществляющий сброс микропроцессора. Далее током через резистор 100 к конденсатор начинает заряжаться. Когда напряжение на конденсаторе достигает определенного значения, снимается сигнал Сброс с выхода микросхемы и микропроцессор начинает выполнять программу с первой ее команды.

определяется длительностью замкнутого и разомкнутого состояния коммутирующей цепи. А она в реальной схеме коммутатора зависит от параметров С/, R1, г. коммутатор срабатывает автоматически, когда напряжение на конденсаторе достигает определенного уровня — максимального или минимального. Напряжение на конденсаторе ис при заряде, как известно, изменяется по экспоненциальному закону, а необходимо, чтобы изменялось линейно. Для этого напряжение «с надо линеаризовать. Как этого добиться? Ответ состоит в том, чтобы заряд конденсатора проводился постоянным по времени током подобно тому, как это требовалось в амплитудно-временных преобразователях, рассмотренных выше.

С момента запуска элемента выдержки времени (^ущ><
7.2. Цепь, содержащая последовательное соединение г и С (г=2000 Ом, С=0,5 мкФ), включается на постоянное напряжение 1/=120 В. Определить время, в течение которого напряжение на конденсаторе достигнет 80 В.

В ЭФБМ «Роботрон-1720» применяется схема мультивибратора, собранного на полевых транзисторах ( 125). При подаче напряжения питания транзистор 77 открывается, так как на его затвор подается отрицательный потенциал от источника — 14 В. Транзистор Т2 закрыт и на его стоке будет потенциал источника питания. Конденсатор С начинает заряжаться через открытый транзистор 77 по цепи: 14 В, резисторы R2, R3, R4, конденсатор С, сток-исток открытого транзистора 77, +13 В. Когда напряжение на конденсаторе достигнет потенциала отпирания транзистора Т2, последний отопрется, потенциал точки А станет близким к нулю и запрет транзистор 77. Начнется разряд конденсатора С по цепи: +С, R1, —14 В, +13 В, исток — затвор транзистора Т2, —С. По мере разряда конденсатора потенциал затвора транзистора Т2 становится все более положительным и транзистор Т2 закрывается, а транзистор 77 открывается и конденсатор вновь начинает заряжаться через открытый транзистор 77.

Для создания ждущего режима в одновибраторе параллельно времязадающему конденсатору включен диод VD^, а запуск осуществляется импульсом напряжения положительной полярности. В исходном состоянии напряжение на выходе ОУ равно U2, что соответствует наличию на инвертирующем входе опорного напряжения -Uon = RlU2/(R1+R2)- Напряжение на инвертирующем входе мало, так как оно равно напряжению на диоде, к которому приложено отпирающее напряжение. Поступающий входной импульс положительной полярности переводит ОУ в состояние с выходным уровнем Ut положительной полярности. На неинвертирующем входе опорное напряжение становится равным + Uon = RlU1 /(R1 + R2). Происходит процесс заряда конденсатора С через сопротивление R. Как только напряжение на конденсаторе достигнет значения + Uon, срабатывает компаратор, и схема возвращается в исходное устойчивое состояние.

Согласно экспоненциальной кривой на 4.9, б, напряжение на конденсаторе достигнет 5 В, т. е. 5 % от своего первоначального значения за время t — Зт = 3-0, 03 = 0,09 с.

4-74. На 4.74, а изображен простейший генератор пилообразного напряжения на неоновой лампе. После включения выключателя начинается процесс заряда конденсатора. После того как напряжение на конденсаторе достигнет напряжения зажигания неоновой лампы U,, произойдет зажигание лампы и резкое уменьшение ее внутреннего сопротивления /?,-. С этого момента конденсатор начинает разряжаться.

Интересно рассмотреть воздействие на интегрирующую цепь периодической последовательности импульсов ( 10.10). Для большей наглядности будем считать, что постоянная времени цепи т значительно превышает не только длительность импульсов („, но и период их следования Ти. После окончания первого импульса напряжение на конденсаторе достигнет значения [7„(и/т •« [/„. В промежутке между импульсами конденсатор будет разряжаться под воздействием начального напряжения разряда, которое значительно меньше начального напряжения заряда. Поэтому разряд будет происходить медленнее, а так как постоянная времени цепи больше длительности разряда (т :» Т„ — ?„), на конденсаторе к приходу второго импульса останется напряжение, которое легко рассчитать с помощью выражений (10.5) и (10.4). Во время второго импульса конденсатор вновь заряжается, но уже под воздействием меньшего напряжения, равного разности между амплитудой импульса и напряжением, оставшимся на конденсаторе. В промежутке между вторым и третьим импульсами разряд конденсатора происходит под воздействием большего напряжения, чем между первым и вторым импульсами, так как напряжение на конденсаторе возросло. Очевидно, с каждым следующим импульсом конденсатор будет получать все меньший заряд, а в промежутках между импульсами разряжаться все больше. В результате наступает момент, когда количество электричества, получаемого конденсатором во время действия импульса, оказывается равным количеству электричества, теряемого при разряде. Наступает стационарный процесс, при жо-тором напряжение на конденсаторе остается примерно постоянным, медленно изменяясь около среднего значения U0.

В момент, когда напряжение на .конденсаторе достигнет напряжения зажигания /7заш тиратрона, в тиратроне зажигается разряд, и его сопротивление уменьшается. Конденсатор разряжается через разрядный промежуток. При этом

Этот ток вновь зарядит конденсатор, но полярность напряжения на обкладках окажется противоположной по сравнению с предыдущим случаем. В процессе перезарядки конденсатора происходит переход энергии магнитного поля катушки в энергию электрического поля конденсатора. В тот момент, когда ток упадет до нуля, напряжение на конденсаторе достигнет первоначальной величины. После этого конденсатор начнет разряжаться в противоположном направлении и процесс обмена энергией между конденсатором и катушкой будет повторяться.

Один из вариантов такой схемы, называемой схемой с эмиттерным конденсатором, показан на 5.121. После включения источников питания —Е и + ЕЪ в схеме начинается процесс заряда конденсатора С от источника -\-Ея через резистор Кэ. Когда напряжение на конденсаторе превысит малую величину напряжения отсечки e0g, появляется прямой ток эмиттерного перехода транзистора Т, транзистор оказывается в активном режиме. Благодаря глубокой трансформаторной обратной связи между базовой и коллекторной цепями транзистора развивается лавинный процесс, завершающийся насыщением транзистора. После насыщения транзистора в процессе формирования вершины выходного импульса конденсатор разряжается эмиттерным током насыщенного транзистора Т на источник питания —Е. К моменту окончания формирования импульса напряжение на конденсаторе достигнет значения — t/cmax-

Измерение больших сопротивлений по заряду или разряду конденсатора. Для измерений необходим конденсатор с известной емкостью и хорошей изоляцией. Для измерения заряда конденсатора^может применяться или баллистический гальванометр или электрометр. На 15.10 показана схема, на которой обозначено: II — напряжение источника; С — конденсатор; V — электрометр; К. — ключ. В момент размыкания ключа К запускается секундомер, который останавливается через время t, когда напряжение на конденсаторе достигнет значения С/(. Так как: