Способы улучшения линейности пилообразного напряжения

На практике для улучшения линейности пилообразного напряжения широко используется способ положительной обратной связи.

Причиной нелинейности пилообразного напряжения является уменьшение тока заряда по мере увеличения напряжения на конденсаторе. Исключить уменьшение тока заряда можно путем введения в цепь заряда источника, компенсирующего напряжения (U_К). Величина U_К должна быть равна напряжению на конденсаторе, а полярность включения противоположной. Реализовать источник компенсирующего напряжения можно с помощью катодного повторителя, на входе которого должно действовать напряжение конденсатора.

Схема генератора пилообразного тока с положительной обратной связью на рис. 7.17, слайды 133, 17.

В исходном состоянии обе лампы генератора открыты. Формирующий конденсатор С заряжен до небольшого напряжения U_{С МИН}, равного падению напряжения на аноде лампы Л1 (рис. 7. 18, слайды 134, 18).

Конденсатор С₂ заряжен до напряжения, примерно равного Еа (показать до поступления управляющего импульса).

При поступлении отрицательного управляющего импульса на сетку лампы Л1 она закрывается. Конденсатор С начинает заряжаться от конденсатора С₂ как от источника, по цепи:

Скачок тока в момент заряда конденсатора С создает на резис­торе R скачок напряжения U_R (сформирован пьедестал). На­пряжение с конденсатора С передается на сетку лампы Л2, анодный ток которой возрастает. Увеличивается напряжение на катодном сопротивлении резистора R₃. Напряжение на R₃ повторяет на­пряжение на конденсаторе С и через конденсатор С₂ (большой ем­кости) передается в точку Б. Повышение напряжения в точке Б приводит к закрыванию диода Д1, который в дальнейшем на работу схемы влияния не оказывает. В схеме формируется линейное напря­жение.

Заряд конденсатора С происходит до момента окончания управ­ляющего импульса неизменным током от суммарного напряжения двух источников И_C2 и U_R3, т.е. U_Б=U_C2+U_R3

Напряжение на конденсаторе Uc₂»Ea, а U_R3 линейно возрас­тает. Разность потенциалов в точках Б и В остается постоянной (на сколько увеличится напряжение на конденсаторе С, на столько же увеличится и потенциал точки Б). Следовательно, ток заряда и напряжение на конденсаторе возрастает линейно.

В момент окончания управляющего импульса лампа Л1 открывается и конденсатор С быстро разряжается через внутреннее сопротив­ление лампы и малое сопротивление диода Д2 до исходного напряжения.

Потенциометром R в основном регулируется величина напряжения "пьедестала" DU_R , а потенциометром R₁ - скорость нарастания напряжения на конденсаторе С (масштаб развертки). Изменение масштаба развертки в более широких пределах осуществляется путем переключения формирующей цепи RC. При этом изменяется скорость нарастания пилообразного тока и поэтому на одном и том же экране ЭЛТ можно получить различные масштабы развертки дальности (рис.7.19, слайды 135, 19).

Изменение масштаба развертки в более широких пределах осуществляется путем переключения формирующей цепи RC. скорость нарастания тока развертки наибольшая и элек­тронный луч достигает края экрана в момент времени t₁ (что соответствует дальности 100 км). При достижении электронным лучом края экрана развертка генератора прекращается. Срыв развертки ге­нератора обеспечивается соответствующим выбором длительности уп­равляющего импульса и импульса подсвета прямого хода развертки. Таким образом, при изменении масштаба развертки необходимо изменять также длительность управляющего импульса и импульса подсвета.

При увеличении t формирующей цепи скорость нарастания то­ка уменьшается, что ведет к уменьшению скорости перемещения луча по экрану и он переместится к краю экрана позже. В момент t₂ при t_ц =2R₁C₁, что соответствует дальности 200 км, или в момент t₃ – при t_ц =3R₁C₁ (Д = 300 км). Таким образом, в пер­вом случае на экране ЭЛТ "просматривается" участок, соответствующий Д = (0-100) км, во втором – Д= (0-200) км и в третьем -Д = (0-300) км.

Для повышения линейности пилообразного напряжения в практи­ке используются генераторы с компенсирующей отрицательной обратной связью по напряжению. Разновидностью этих схем генераторов, является фантастрон. Фантастрон собирается на пентоде. Отличительной особенностью его является то, что он в анодной цепи формирует линейно - убывающее напряжение, а в цепи экранной сетки-импульсы прямоугольной формы. Кроме того, в ждущем режиме дли­тельность формируемых импульсов фантастрона зависит от величины управляющего напряжения что позволяет использовать его в схемах переменной задержки.

ВЫВОДЫ

1. Генераторы пилообразного напряжения используются для создания развертки дальности в ЭЛТ с электростатическим отклонением луча.

2. Для создания развертки дальности в ЭЛТ с электромагнитным отклонением луча используются генераторы пилообразного напряже­ния (генераторы трапецеидального напряжения).

3. Изменение масштаба развертки осуществляется путем измене­ния параметров формирующей цепи.

4. Для обеспечения линейности развертки наиболее часто ис­пользуются генераторы пилообразного тока (напряжения) с положительной обратной связью.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

1. Как обеспечивается положительная обратная связь в блокинг-генераторе?

2. Каким элементом схемы определяется период следования импульсов блокинг-генератора?

3. Что влияет на длительность импульса блокинг-генератора?

4. Какое напряжение нужно подать на отклоняющую катушку для получения линейно-возрастающего тока в ней?

5. Каким элементом схемы ГЛИН (тока) изменяется масштаб развертки?

Задание на самоподготовку:

1. Слуцкий В.З. Импульсная техника и основы радиолокации. С.189-206, 271-280, 174-182..

Изучить принцип работы блокинг-генератора в различных режимах и ГЛИН.

Окончание занятия;

Руководитель занятия: