Главная >  Атомное ядро и ядерные превращения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

причем р= 1, /СР>1 и схема, следовательно, неустойчива. Такая схема называется мультивибратором.

Схему можно перерисовать так, как изображено на рис. 185. В таком виде схема симметрична. В состоянии равновесия токи в лампах должны были бы быть постоянными, а конденсаторы заряжены так, как показано на чертеже. Однако благодаря положительной обратной связи это состояние равновесия неустойчиво. Действительно, при ничтожном увеличении анодного тока в лампе Л увеличится падение напряжения ia Ra, и, следовательно, уменьшится анодное напряжение а, = Uo~ia, Ra,. Это вызовет разряд конденсатора С.через лампу JIi и сопротивление . Ток разряда, протекая через сопротивление вызовет на нем падение напряжения, полярность которого очевидна


Рнс. 184. Соединение выхода усилителя со входом


Рис. 185. Схе.ма мультивибратора

из чертежа, т. е. потенциал сетки лампы Лг относительно катода: станет отрицательным, а анодный ток в ней уменьшится. Это вызовет уменьшение падения напряжения Чи увеличение анодного напряжения Ua в результате чего начнется заряд конденсатора С.от источника э. д, с. Uo через сопротивления и Rg. Падение напряжения на Rg обеспечит положительный потенциал сетки JIi относительно катода, отчего анодный ток лампы увеличится, и т. д.

Таким образом, ничтожное увеличение анодного тока в лампе (например, из-за флуктуации) вызывает процесс, в результате которого за счет обратной связи будет происходить дальнейшее нарастание тока. Нарастание тока в лампе JTi прекратится тогда, когда либо анодный ток JIi достигнет насыщения, либо анодный ток Лг упадет до нуля. Этот процесс называетсяопрокидыванием.

Процесс опрокидывания протекает с большой скоростью и происходит практически мгновенно, так как мгновенно устанав-

h П.

ливается максимальное значение тока в цепи Rg.Cg и в цепи Rg Cg. В результате опрокидывания устанавливается новое состояние, которое поддерживается в течение некоторого времени, пока разряжается конденсатор С.,через сопротивление Rg,. Ток разряда постепенно уменьшается, отчего уменьшается и падение напряжения на ?g, и отрицательный потенциал сетки лампы JIi (рис. 186). Когда потенциал сетки Л2 станет равным потенциалу отсечки (см. рис. 180), лампа Л2 отопрется, ток в ней начнет увеличиваться и произойдет новое опрокидывание, аналогичное первому, но только в обратном порядке (лампы поменяются ролями). При этом анодный ток лампы Л, упадет до минимума, а анодный ток лампы Л2 увеличится до максимума. Промежуток времени между первым и вторым опрокидыванием зависит от постоянной времени Rg.Cg, (поэтому его можно регулировать, меняя сопротивление или ем-

н ь М

Рис. 186. Осциллограммы токов ii напряжений в мультивибраторе: С/о - напряжение источника анодного питания; и р.,..-

напряжение отсечки

Рис. 187. Выходное напряжение мультивибратора

кость). Интервал между вторым и третьим опрокидыванием зависит от постоянной времени Rg.C.

В промежутке времени между двумя опрокидываниями анодный ток каждой из ламп, например лампы Л2, остается постоянным, следовательно, постоянным остается и анодное напряже-ние,равное и = U - ia, Ra,. По этой причине кривая анодного напряжения а, будет иметь вид, изображенный на рис. 186. Отделив постоянную составляющую анодного напряжения с помощью разделительного конденсатора Ср, можно получить периодические прямоугольные импульсы (рис. 187) на выходе схемы (см. рис. 185). Отступление от прямоугольной формы объясняется процессами, связанными с зарядом и разрядом конден-



сатора Cg, или С, *. Этот заряд происходит значительно быстрей, чем разряд, так как конденсаторы заряжаются не только через сопротивление утечки сетки, но и через участок сетка - катод, в котором появляется сеточный ток при положительном потенциале сетки. При наличии тока этот участок имеет намного меньшее сопротивление, чем Rg или R. поэтому заряд конденсатора происходит намного быстрее разряда.

Мультивибратор применяется в очень многих импульсных приборах в качестве источника импульсов и, в частности, в схемах преобразования постоянного низкого в постоянное высокое напряжение.

Генераторы пилообразных колебаний

Схема рис. 188 может генерировать переменное напряжение, график которого похож на зубцы пилы, отчего она и называется генератором пилообразных колебаний. Неоновая лампа соединена параллельно с конденсатором, поэтому напряжение на ней

ЛЛЛЛЛг


Uo cdz Uc


Рис. 188. Схема релаксационного генератора на неоновой лампе

Рис. 189. График изменения во времени напряжения на конденсаторе релаксационного генератора

равно напряжению на конденсаторе. Если до включения цепи конденсатор не был заряжен, то напряжение на нем равно нулю. После включения напряжение на конденсаторе будет нарастать с постоянной времени RC, а неоновая лампа сначала не будет играть никакой роли. Однако когда напряжение на конденсаторе достигнет потенциала зажигания, то в лампе произойдет ионизация и через нее потечет ток от источника э. д. с, а также от конденсатора, который на нее будет разряжаться. Сопротивление лампы после зажигания намного меньше сопротивления R, поэтому разряд и уменьшение напряжения на конденсаторе будут происходить намного быстрее, чем заряд. Разряд конденсатора

* Действительно, при запирании лампы ток через сопротивление нагрузки прекращается не сразу, так как через него заряжается конденсатор. При отпирании лампы ток через сопротивление нагрузки не сразу становится равным анодному току лампы, который вначале поддерживается в основном разрядом конденсатора. Поэтому анодное напряжение не может изменяться скачком

прекратится тогда, когда напряжение на нем уменьшится до потенциала погасания. При этом лампа погаснет. Конденсатор снова начнет заряжаться и т. д. В результате получатся периодические пилообразные (релаксационные) колебания, период которых зависит от постоянной времени цепи заряда озар- <

и цепи раЗрЯДа/оразр=неонС (рис. 189). Обычно зар > разр-

и поэтому второй величиной можно пренебречь по сравнению с

первой. ,

Для нормальной работы схемы нужно, чтобы были соблюдены некоторые условия. Во-первых, необходимо, чтобы напряжение источника э.д. с. было достаточно для зажигания, т. е.

(50)

Во-вторых, нужно, чтобы после разряда конденсатора (или во время его разряда) неоновая лампа погасла. Для этого сопротивление R должно быть достаточно большим, чтобы

Uo-IuR<Un, (51)

где /п- минимальный ток, при котором возможно существование тлеющего разряда. Формулы (50) и (51) можно объединить:

U,<Uo<U +I,R. (52>


° 6

Рис. 190. Схема релаксационного генератора на тиратроне (а) и график изменения во времени напряжения на конденсаторе (б)

Амплитуда пилообразных импульсов определяется разностью Оз и и . Так как для данного типа лампы эти величины фиксированы, то и амплитуда колебаний не может регулироваться. Однако если вместо неоновой лампы в схему рис. 188 включить тиратрон, то можно получить пилообразные колебания с регулируемой амплитудой (рис. 190). Регулировка осуществляется изменением сеточного напряжения, которое определяет порог зажигания тиратрона.

Тиратронные генераторы пилообразных колебаний, в которых амплитуда регулируется изменением сеточного напряжения, а частота - подбором R и С, применяются в осциллографах для развертки.



§ 5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ

В этом параграфе рассматриваются только генераторы импульсов с посторонним возбуждением. Их назначение заключается в преобразовании импульса тока или напряжения по величине, длительности, либо форме.

Тиратронные реле

Тиратрон может использоваться в качестве реле, т. е. включать цепь сильного тока на заданный отрезок времени при помощи импульса напряжения небольшой величины и длительности. В схеме рис. 191 параллельно тиратрону присоединены конденсатор и электромагнит Э, который может сработать только от значительного тока (например, 1 а). Анодное напряжение и сеточное напряжение смещения выбраны так, чтобы тиратрон был близок к состоянию зажигания. При этом конденсатор заряжен до напря- + жения источника питания U.

При действии на сетку небольшого положительного короткого импульса тиратрон зажигается и конденсатор разряжается через тиратрон и электромагнит. Так как сопротивление цепи разряда мало, то через электромагнит течет сильный ток. Горение тиратрона прекратится тогда, когда напряжение на конденсаторе станет равным потенциалу погасания. Тогда конденсатор снова зарядится и схема опять готова для работы от следующего импульса. Длительность импульса тока через электромагнит зависит не от длительности запускающего импульса, а от постоянной времени цепи разряда. Следовательно, схема преобразует импульсы как ио величине, так и по длительности.

Сопротивление R должно быть выбрано так, чтобы обеспечить погасание тиратрона так же, как и в схеме с неоновой лампой рис. 188 [см. формулу (51)]. Если это сопротивление слишком мало, то протекающий через него ток создает очень малое падение напряжения; тогда анодное напряжение и а ~Uq - iR всегда будет больше потенциала погасания тиратрона и он не погаснет.



Рис,

191. Схема тиратронного реле

Одновибраторы

Назначением одновибратора является преобразование импульса произвольной (в некоторых, достаточно широких пределах) амплитуды, формы и длительности в импульсы заданной амплитуды, длительности и прямоугольной формы. То, что эта схема генерирует лищь один импульс, определяет ее название в отличие от мультивибратора, который генерирует много импульсов.

Схема одновибратора получается из схемы мультивибратора (рис. 185), если включить в сеточную цепь одной из ламп напряжение смещения достаточное для ее запирания (рис. 192).


Рис. 192. Схема одновибратора

При отсутствии импульса напряжения на входе схема будет находиться в устойчивом состоянии, т. е. одна лампа (левая Л) заперта, а другая (правая Лг) отперта. При действии иа вход положительного импульса напряжения, величина которого больше нзпряжеыия .м- ла.мяа i7, отпирается, в се анодной цели течет ток, что вызывает процесс, амялогичшяй процессу в мультивибраторе. В результате этого процесса произойдет опрокидывание, затем схема будет находиться в новом состоянии (Л, отперт;;, Ло заперта) в течеяие некоторого времен;!, зависящего от jQi- Когда коняеисатор Q, разрядится настолько, что сеточное напряжение лампы Ло станет равным поте1шиалу отсечки, произойдет новое опрокидываиие и схема вернется к исходному состоянию. В отличие от мультивибратора она и дальше будет удерживаться в исходном состоянии налряжепием смещения t/c до тех пор, пока на ее вход не воздействует новый импульс.

При первом опрокидывании анодное напряжение ta, лампы Ло скачком повьппается до величины f/o (лампа запирается,

lla= Uo-ia,- R и, Uq) , при втором ОПрОКИДЫВЗНИ И (/ ,

уменьшается до иерпоначальной величины (и , - Uo - a.Raj. 22 Злтита от радиоактивных излуичпи !



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70