Релаксационные колебания

Например, к релаксационным генераторам относится генератор пилообразного напряжения. Пилообразные импульсы напряжения ( 5.4) используются в устройствах сравнения, для горизонтальной развертки электронного луча в электронно-лучевой трубке, в радиолокационной и радиоизмерительной технике и т. д. Для формирования прямоугольных импульсов напряжения, широко применяемых в различных схемах импульсной и вычислительной техники, используются релаксационные генераторы - мультивибраторы.

дальных напряжений специальной формы. Одним из самых распространенных на практике генераторов такого типа являются релаксационные генераторы пилообразного напряжения, рассмотренные в предыдущей главе. За счет повторяющихся процессов заряда и разряда конденсатора на его зажимах возникает периодическое несинусоидальное напряжение почти треугольной формы. В промышленной электронике широко применяется другой тип релаксационного генератора— мультивибратор, в котором также происходят процессы заряда и разряда конденсаторов. Благодаря использованию транзисторов или электронных усилительных ламп в этих генераторах удается получать периодические несинусоидальные напряжения в виде повторяющихся импульсов прямоугольной формы.

Для получения импульсов прямоугольной формы широко используются релаксационные генераторы, построенные на основе усилителей с положительной обратной связью. Релаксационные генераторы, в которых ПОС создается с помощью ЛС-цепей, называют мультивибраторами. Если ПОС создается с помощью импульсного трансформатора, то такие релаксационные генераторы называют блокит-гепера-торами.

Релаксационные генераторы могут работать в двух режимах: автоколебательном и ждущем.

Особенность релаксационных генераторов — их способность относительно легко синхронизироваться (управляться). Обычно это достигается подачей импульсов (положительной или отрица- • тельной полярности), следующих с частотой, близкой к рабочей частоте релаксатора (или кратной ей). Таким образом достигается практически синхронная работа многих генераторов, входящих в состав весьма сложного радиоэлектронного устройства (например, радиолокатора, ЭВМ и т. д.). Синхронизируемые релаксационные генераторы очень часто используются в заторможенных («ждущих») режимах работы.

Заторможенные релаксационные генераторы с одним состоянием устойчивого равновесия называются ждущими, пусковыми схемами, или одновибраторами, с двумя устойчивыми состояниями равновесия — триггерами. Отличие триггерных схем от пусковых состоит в том, что в пуско-

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.

12.3 РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

В настоящее время релаксационные генераторы используются в устройствах вычислительной техники — счетчиках, формирователях тактовых импульсов, регистрах и др. (см. гл. 13).

12.3. Релаксационные генераторы ............. 159

Например, к релаксационным генераторам относится генератор пилообразного напряжения. Пилообразные импульсы напряжения ( 5.4) используются в устройствах сравнения, для горизонтальной развертки электронного луча в электронно-лучевой трубке, в радиолокационной и радиоизмерительной технике и т. д. Для формирования прямоугольных импульсов напряжения, широко применяемых в различных схемах импульсной и вычислительной техники, используются релаксационные генераторы — мультивибраторы.

Разветвленная магнитная цепь 41, 49 Разделение потерь в стали 113, 121 Рассеяние магнитного потока 51, 116 Реактивная мощность 120 Режим усиления 163, 164 Релаксационные колебания 182 Релейный эффект 32, 35 Сглаживание пульсации 84 — 93 Связь между каскадами 162 Сегнетодиэлектрик 100 Сетка 147, 178 Сеточный ток 148

Релаксационные колебания имеют форму, близкую к прямоугольной, что объясняется большой амплитудой.колебаний в контуре. Поэтому используемые в генераторе усилительные элементы работают в режиме переключения: переходят то в насыщение, то в запирание, причем переход из одного состояния в другое происходит скачком. Частота и форма генерируемых релаксационных колебаний определяются параметрами колебательного контура и параметрами электронной схемы.

Рассмотрим для примера цепь ( 5-8), в которой на напряжение постоянного тока последовательно с резистором г включены соединенные параллельно друг с другом конденсатор С и лампа тлеющего разряда Л, например неоновая. При малых напряжениях через неоновую лампу протекает очень небольшой ток и ее сопротивление велико. Если повышать напряжение, то при некотором его значении И« и токе 1Д — J2 в лампе возникает ионизация, что сопровождается свечением, и сопротивление ее резко уменьшается; при понижении напряжения до Ul при токе ?л =- г, тлеющий разряд прекращается. Если выполнены условия II > (У2 и (II — t/2)/t'2 > г > (U — —Ui),/iii то в цепи возникают незатухающие релаксационные колебания. Такие колебания могут быть только в нелинейных системах, и в теории автоматического управления их называют автоколебаниям и. При включении такой цепи на напряжение U конденсатор начинает заряжаться, напряжение ис на его зажимах возрастает по экспоненциальному закону до значения ис = ?Д« после чего зажигается лампа // и начинается быстрый разряд конденсатора через лампу с относительно малым сопротивлением гя ~- г2 при тлеющем разряде. Когда напряжение на конденсаторе уменьшится до значения нс- = Uл, разряд в лампе прекращается и конденсатор снова начинает заряжаться. Кривые напряжения м,: и тока ic конденсатора приведены па 5-9. Заметим, что если сопротивление резистора г и постоянная времени гС достаточно велики, то начальная часть экспоненты ис — практически прямая (время заряда /.,), а процесс разряда при малом сопротивлении лампы гл происходит очень быстро (время разряда tp). В этом случае кривая напряжения ис имеет вид пилы, а устройство может служить в качестве простейшего генератора пилообразного напряжения, служащего для развертки луча в электроннолучевых трубках.

— токов 83, 85 Релаксационные колебания 133 Реле автоматики и управления 410

— сферической волны 209 Рассеяние магнитного потока 37, 77 Режим усиления 105 Релаксационные колебания 116 Сглаживание пульсации 58—62 Сегнетоэлектрик 67

§ 17.5. Исследование устойчивости состояния равновесия в генераторе релаксационных колебаний. Релаксационные колебания представляют собой автоколебания, при определенных условиях возникающие в нелинейных электрических цепях с одним накопителем энергии, например в цепи с одним конденсатором (без индуктивного элемента) или одним индуктивным элементом (без конденсатора).

Убедимся в том, что режим работы, определяемой точкой т, является неустойчивым; достаточно ничтожно малого отклонения от состояния равновесия, чтобы изображающая точка «ушла» из точки m и не возвратилась в нее. В схеме возникнут релаксационные колебания.

равно сумме напряжения на лампе ил = U2, которое определяется характеристикой лампы, и напряжения на резисторе ir. В процессе разряда конденсатора уменьшаются разрядный ток конденсатора и напряжение на его зажимах. Когда напряжение конденсатора уменьшится до U^ и ток через лампу — до »i, прекратятся разряд конденсатора и свечение лампы. После этого конденсатор начнет снова заряжаться и после достижения напряжением значения U2 ( 5-9) снова начнет разряжаться, затем снова происходит его заряд и т. д. В цепи имеют место релаксационные колебания.

Релаксационные колебания 156 Самопишущие приборы 237 Сдвиг по фазе между ЭДС и током 59, 75

Для того чтобы в схеме существовали релаксационные колебания, линия нагрузки R должна пересекать в. а. х. ОПТ на участке отрицательного сопротивления ( 7.18). Поэтому сопротивление резистора выбирают из условия /?mln < R < Rmax, где, как следует из 7.18,

значения Х = ХА±В и г/ = (/А±10е. Согласно схемам на 12.13 и 12.14 были проведены расчеты для значений параметров: а=1; i-0,8; /г=1,2; 10; 100. Соответствующие фазовые портреты и временные диаграммы приведены на 12.15. Из 12.15 видно, что чем ближе k к единице, тем форма колебаний ближе к гармонической; при больших k в системе наблюдаются релаксационные колебания.