Схема автоколебательного мультивибратора образуется из схемы ждущего путем такого расположения нагрузочной прямой, при котором устанавливается одна точка А неустойчивого равновесия, как на рисунке 4.19.
Рисунок 4.19 — Процессы генерации в автоколебательном режиме
Цепь запуска в схеме генератора также отсутствует (рисунок 4.20).
Рисунок 4.20 — Схема генератора импульсов на туннельном диоде в автоколебательном режиме
Процессы генерации в схеме начинаются с начала координат по рисунку 4.19 в момент включения напряжения питания +E0 (потому, что включение +E0 сопровождается нарастанием от нуля до максимума). Нагрузочная прямая из положения в начале координат относительно медленно перемещается параллельно своему первоначальному положению в направлении точки 1, затем под действием ЭДС самоиндукции делает скачок в точку 2 (закон сохранения тока), относительно медленное движение в точку 3, скачок в точку 4 и т.д., продолжается непрерывный генерационный процесс. Расчет длительности импульсов, а следовательно, частоты производится по формуле  предыдущего раздела 4.7, при этом надо иметь ввиду, что вершины и основания импульсов формируются на интервалах 2 – 3 и 4 – 1 нелинейного участка характеристики туннельного диода. Из графического построения рисунка 4.19 также легко могут быть найдены цифровые значения токов на интервалах скачков.
4.8 Генератор импульсов на тиристоре в ждущем режиме
Характеристики тиристоров проанализированы в разделах 1.7; 3.13. Расположение нагрузочной прямой в ждущем режиме выбирается таким, чтобы образовалась одна точка устойчивого равновесия 1, как показано на рисунке 4.21.
Рисунок 4.21 — Расположение нагрузочной прямой Rн
Из этого расположения определяются цифры E0 и Rн, их принимают стандартными, ближайшими к расчетным. При нарастании напряжения питания в момент включения от нуля (начала координат) первой встречается точка 1. Эта же точка определяет режим ожидания запускающего импульса. В схеме ждущего мультивибратора на тиристоре, так же как и на туннельном диоде, нужна реактивность, но здесь применяют емкость, в отличие от индуктивности в схеме на туннельном диоде. Для включения емкости общее сопротивление нагрузки Rн делят на две части. Пропорции между ними устанавливаются следующим образом. Откладывается допустимая величина тока Iдоп на характеристике тиристора и в точку E0 проводится нагрузочная прямая R1. Общее сопротивления Rн=R1+R2. При известных Rн и R1, рассчитывают R2. Желательно наклон R1 принимать большим, чем показано на рисунке 4.21 с тем, чтобы уменьшить ток тиристора в сравнении с предельным Iдоп, показанным на рисунке 4.21. Насколько уменьшить – это определяет разработчик схемы, желающий заложить предел прочности.
В итоге получаем все элементы, которые собираем в соответствии с рисунком 4.22
Рисунок 4.22 — Схема генератора импульсов на тиристоре в ждущем режиме
Процессы генерации импульсов иллюстрируются графиком рисунка 4.23.
Рисунок 4.23 — Процессы генерации
Вначале устанавливается режим ожидания в точке 1. Конденсатор C разряжен, тиристор закрыт, тока в цепи нет. Запускающий импульс «спрямляет» характеристику тиристора, т.е открывает его, как показано штриховой линией на рисунке 4.23. Протекают два тока, первый  , второй  . В первое мгновение фронта импульса второй ток является основным, так как конденсатор C представляет собой практически нулевое сопротивление. Рабочая точка делает скачок из положения 1 в положение 2, т.к. в момент фронта, в сущности, будет цепь:  . С течением времени происходит заряд конденсатора C, следовательно, вводится в действие резистор R2. На графике рисунка 4.23 это эквивалентно вращению нагрузочной прямой R1 влево, с центром вращения – точкой E0. Заряд конденсатора C происходит относительно медленно (не скачком), поэтому и вращение постепенное, вплоть до точки 3 – колена тока выключения тиристора. Происходит скачок в точку 4, импульс заканчивается, тиристор закрывается. Переход в точку режима ожидания 1 происходит опять относительно медленно, на этом интервале времени установления конденсатор С разряжается до нуля. Последний элемент схемы – конденсатор С может быть определен из следующих соображений. Обычно разработчик знает длительность импульса, который должен быть прогенерирован. Следовательно, можно рассчитать постоянную времени  цепи заряда конденсатора С. Применяется типовая формула оценки длительности импульса:
 .
В этой формуле  Ясно, что процессы в схеме нелинейны в связи с нелинейностью характеристики тиристора, тем не менее, линейное приближение дает достаточно точную оценку. Таким образом, все координаты и параметры в этой формуле известны, кроме C. По ним рассчитывается емкость конденсатора С.
Время установления может быть определено по экспоненте восстановления
где 
|
Скачать 8.24 Mb.