электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 

Релаксационные генераторы

В электронной аппаратуре, наряду с генераторами синусоидальных колебаний, часто применяются генераторы, форма выходного напряжения которых резко отличается от синусоидальной. Устройства, преобразующие энергию источника постоянного тока в энергию электрических разрывных колебаний, имеющих, например, прямоугольную или пилообразную форму, получили название генераторов релаксационных колебаний. Релаксационные генераторы могут работать в различных режимах; автоколебательном, ждущем, в режиме синхронизации и деления частоты.

 

На рис. 173, а приведена схема релаксационного генератора, работающая в автоколебательном режиме, известная под названием мультивибратор (генератор множества колебаний). Он вырабатывает электрические колебания, по форме близкие к прямоугольной, имеющие очень широкий спектр частот.

Схема мультивибратора представляет собой обычную схему однолампового реостатного усилителя. Для обеспечения автоколебательного режима цепь положительной обратной связи создастся с помощью дополнительного реостатного каскада. Таким образом, мультивибратор представляет собой двухкаскадное устройство, в котором выход одного каскада связан со входом другого каскада.

Рис. 173. Схемы релаксационных генераторов: а — автоколебательного мультивибратора; б — ждущего мультивибратора; в — генератора пилообразного напряжения.

Большое практическое применение находят также напряжения и токи пилообразной формы. Они обеспечивают временную развертку в осциллографах и индикаторах. На рис. 173, в приведена схема релаксационного генератора с линейно нарастающим напряжением, в которой имеются токостабилизпрующие элементы.

В исходном состоянии до прихода входного сигнала (отрицательного импульса) лампа Л1 открыта, а конденсатор С, подключенный параллельно лампе Л1, заряжен до некоторого напряжения Uа.мин , величина которого, как правило, не превышает единиц вольт. Анодный ток лампы Л1 протекает по цепи +Еа—Л2—R—Л1 — шасси.

На лампе Л3 собран катодный повторитель. По сопротивлению Rк проходит анодный ток этой лампы. Падение напряжения на Rк определяет отрицательный потенциал управляющей сетки лампы Л3 относительно ее катода.

Так как сопротивление диода Л2 мало, а падение напряжения на сопротивлении Rк невелико, то конденсатор Сс, имеющий большую емкость (порядка десятых долей микрофарады) заряжен почти полностью до величины напряжения источника питания Еа. Строго говоря, напряжение на конденсаторе равно Uс = Еа + UаЛ2 — URк .

Входной отрицательный импульс запирает лампу Л1 и конденсатор С начинает заряжаться по цепи + Еа—Л2— R—С — шасси с постоянной времени τ3 = С (RiЛ2+ R + r0), где RiЛ2 — внутреннее сопротивление диода, а r0 — сопротивление источника питания Еа.

Возрастающее напряжение на конденсаторе С в схеме оказывается приложенным к сетке лампы Л3, поэтому на ее выходе появляется возрастающее, положительное относительно шасси напряжение, в результате чего потенциал катода диода относительно шасси становится выше напряжения Еа и диод запирается. При запертых лампах Л1 и Л2 образуется электрическая цепь заряда конденсатора С (Сс—R—С—Rк), в которой конденсатор Сс выполняет роль источника постоянного напряжения.

К сопротивлению R приложена разность потенциалов UR = Еа + Uвых — Uс и ток заряда конденсатора С через сопротивление R будет равен

поскольку с увеличением напряжения Uс возрастает и выходное напряжение Uвых.

Поэтому напряжение на конденсаторе во время действия входного импульса возрастает по линейному закону:

Амплитуда напряжения на выходе катодного повторителя (т. е. на выходе схемы) будет равна

                                       (301)

где  Кк.п — коэффициент  передачи  катодного повторителя ≈ 1.

По окончании входного импульса лампа Л1 отпирается и конденсатор С быстро разряжается через нее.

Следует заметить, что для нормальной работы рассмотренной схемы необходимо, чтобы к моменту прихода следующего входного импульса конденсатор С успел разрядиться через лампу Л1, а конденсатор Сс — зарядиться почти до напряжения Еа. Для этого должны быть выполнены следующие условия:

где Ти — период следования входных импульсов; 1 — время действия входного импульса, или, иначе, время прямого хода; 1/SЛ3=Rвых  — выходное сопротивление катодного повторителя.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр