Формирующие двухполюсники 2-го рода

Аналогично, как в 2.3, могут быть получены параметры ФД 2-го рода, имеющего переходную функцию (см. рис. 2.4) в виде переходного сопротивления . Напомним, что переходное сопротивление представляет собой зависимость от времени напряжения на двухполюснике, возбуждаемом током в форме единичной функции. ФД 2-го рода должен быть чисто реактивным (см. каноническую схему на рис. 2.7, б).

Параметры цепи 2-го канонического вида, состоящей из последователь­но соединенных конденсатора и бесконечно большого числа противорезонансных контуров, должны удовлетворять следующим равенствам:

, .

Умножив и разделив два последних равенства друг на друга, получим

, .

У ФД 2-го рода емкости всех колебательных контуров одинаковы, а их индуктивности уменьшаются с увеличением номера k контура. Собственные частоты, максимальные напряжения и токи противорезонансных контуров существенно отличаются друг от друга, что также приводит к необходимости тщательного выбора типа конденсаторов ячеек и расчета и проектирования катушек индуктивностей. На рис. 2.10 и 2.11 приведены временные зависимости токов индуктивностей и напряжений на емкостях пятизвенного ФД 2-го рода, нагруженного на согласованную резистивную нагрузку. Из рис. 2.10 видно, что амплитуда выброса на фронте импульса тока нагрузки в нулевой момент времени в два раза превышает расчетную амплитуду импульса. Это объясняется тем, что в цепи разряда основного накопительного конденсатора присутствует последовательная цепочка емкостей противорезонансных контуров с нулевым начальным зарядом, в силу чего в нулевой момент времени все напряжения заряда С0прикладываются к нагрузке. Для уменьшения этого выброса при практической реализации ФД
2-го рода последовательно в цепь нагрузки включается корректирующая индуктивность, значение которой обычно подбирается опытным путем.

Рис. 2.10

Рис. 2.11

На рис. 2.12 в качестве примера приведены временные зависимости трех импульсов тока нагрузки для различных значений корректирующей индуктивности, равных 0,5L5, L2и 2L2(кривые 1, 2 и 3 соответственно). Из рисунка видно, что с увеличением корректирующей индуктивности амплитуда первого выброса снижается, но при этом несколько увеличивается длительность самого импульса.

Рис. 2.12

При практической реализации генераторов импульсов, где в качестве накопительного и формирующего элементов используются ФД 2-го рода, также возникают проблемы с выбором конденсаторов и c расчетом и проектированием катушек индуктивностей. Необходимо учитывать, что амплитуды токов катушек индуктивностей практически равны между собой, но эти токи имеют разные частоты. Конденсаторы ячеек работают при разных напряжениях и частотах, что тоже осложняет их выбор. В силу этого при расчете и проектировании генераторов на основе любых ФД должен присутствовать этап тщательного анализа электромагнитных процессов, по результатам которого могут быть получены данные, позволяющие правильно рассчитать и выбрать реактивные элементы.