Файл: Electron_SE.pdf

151

5. ²ÌÏÓËÜÑͲ ÏÐÈÑÒÐί

ó ïðÿìîêóòíîãî ³ìïóëüñ󠖠

;

2

i

a

t

F =

ó äçâîíîïîä³áíîãî ³ìïóëüñ󠖠

.

25

,

0

i

a

t

F =

5.2.  Åëåêòðîíí³ êëþ÷³ òà íàéïðîñò³ø³ ñõåìè

ôîðìóâàííÿ ³ìïóëüñ³â

Êëþ÷ – öå åëåìåíò, ùî ìຠäâà òðèâàëèõ ñòàíè: óâ³ìêíóòèé òà âèìêíóòèé.

Íàéáëèæ÷èì çà ïàðàìåòðàìè äî ³äåàëüíîãî êëþ÷à º åëåêòðîìåõàí³÷-

íèé êîíòàêò (êëþ÷), ùî ìຠíåñê³í÷åííèé îï³ð ó ðîç³ìêíóòîìó ñòàí³ ³

íóëüîâèé ó çàìêíóòîìó. Â íàø ÷àñ â åëåêòðîííèõ ïðèñòðîÿõ  ó ÿêîñò³

êëþ÷³â íàé÷àñò³øå âèêîðèñòîâóþòü íàï³âïðîâ³äíèêîâ³ ä³îäè, òðàíçèñ-

òîðè, òèðèñòîðè.

Ñõåìà  íàéïðîñò³øîãî  êëþ÷à íà  åëåêòðîìåõàí³÷íîìó  êîíòàêò³

(ðåëå) òà ÷àñîâ³ ä³àãðàìè éîãî ðîáîòè çîáðàæåí³ íà ðèñ. 5.4.

t

Ê

R

U

âõ

è

âèõ

U

âèõ

t

u

âõ

²

âõ

U

âõ

Êëþ÷

çàìêíóòî

Êëþ÷

ðîç³ìêíóòî

U

âõ

                        à)                                            á)

Ðèñ. 5.4 – Êëþ÷ íà åëåêòðîìåõàí³÷íîìó êîíòàêò³ (à)

³ ÷àñîâ³ ä³àãðàìè éîãî ðîáîòè (á)

Ñõåìà îäíîãî ç íàéïðîñò³øèõ ä³îäíèõ êëþ÷³â òà éîãî ïåðåäàòíà õà-

ðàêòåðèñòèêà çîáðàæåí³ íà ðèñ. 5.5 – öå ïàðàëåëüíèé ä³îäíèé êëþ÷-

îáìåæóâà÷ çíèçó.

Çðîçóì³ëî, ùî òî÷í³ñòü éîãî ðîáîòè âèçíà÷àºòüñÿ ïàðàìåòðàìè ðåàëüíî-

ãî ä³îäà (äèâ. ÂÀÕ íà ðèñ. 2.5) – ïðÿìèì ñïàäîì íàïðóãè äî 1 Â ³ çâîðîòíèì

ñòðóìîì (ïðÿìà ã³ëêà ÂÀÕ ³äåàëüíîãî êëþ÷îâîãî åëåìåíòà çá³ãàºòüñÿ

ç â³äð³çêîì â³ñ³ ñòðóìó 0 – ²

ïð

, à çâîðîòíࠖ ç â³äð³çêîì â³ñ³ íàïðóã 0 – U

çâ

).

152

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Äëÿ òîãî, ùîá âèêëþ÷èòè çâ’ÿçîê ì³æ âõ³äíèì òà âèõ³äíèì êîëàìè ³

çàáåçïå÷èòè ï³äñèëåííÿ, ó ÿêîñò³ êëþ÷à âèêîðèñòîâóþòü òðàíçèñòîð.

Ñõåìà òðàíçèñòîðíîãî êëþ÷à çîáðàæåíà íà ðèñ. 5.6.

Íàéïðîñò³øèìè êîëàìè ôîðìóâàííÿ ³ìïóëüñ³â (ôîðìóþ÷èìè êî-

ëàìè) º äèôåðåíö³þþ÷³ òà ³íòåãðóþ÷³ RC-ëàíöþæêè.

Ó äèôåðåíö³þþ÷îãî ëàíöþæêà, ñõåìà ÿêîãî çîáðàæåíà íà ðèñ. 5.7,à,

íàïðóãà íà âèõîä³ ïðîïîðö³éíà ïîõ³äí³é çà ÷àñîì âõ³äíî¿ íàïðóãè, ÿê öå

âèäíî ç íàñòóïíèõ ìàòåìàòè÷íèõ âèêëàä³â.

Äëÿ ³äåàëüíîãî âèïàäêó:

,

dt

du

K

u

âõ

âèõ

=

                                              (5.5)

òîìó ùî

;

dt

du

C

i

c

=

                                                 (5.6)

;

dt

du

RC

u

c

âèõ

=

                                           (5.7)

.

âèõ

âõ

c

u

u

u

−

=

                                            (5.8)

ßêùî

,

,

âõ

R

âèõ

âõ

c

u

u

u

u

u

<<

=

≈

                               (5.9)

³ çàáåçïå÷óþòüñÿ óìîâè âèêîíàííÿ ëàíöþæêîì îïåðàö³¿ äèôåðåíö³þ-

âàííÿ (à ñàìå:

– äëÿ ãàðìîí³éíîãî ñèãíàëó öå:

à)                            á)

Ðèñ. 5.5 – Ä³îäíèé êëþ÷ (à)

òà éîãî ïåðåäàòíà õàðàêòåðèñòèêà (á)

R

U

âõ

-

u

âõ

u

âèõ

U

âèõ

VD

+u

âõ

R

Ê

R1

U

âõ

+

Å

U

âèõ

VT

Ðèñ. 5.6 –

Òðàíçèñòîðíèé êëþ÷

153

5. ²ÌÏÓËÜÑͲ ÏÐÈÑÒÐί

R

<<

,

1

C

ω

äå 

w

= 2

p

f; f – ÷àñòîòà;

– äëÿ ³ìïóëüñíîãî ñèãíàëó –

RC<<t

i

,

äå t

i 

– òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñó), ìàòèìåìî

,

dt

du

RC

u

âõ

âèõ

=

             (5.10)

äå RC

=

t

 – ñòàëà ÷àñó.

×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè äèôåðåíö³þ-

þ÷îãî ëàíöþæêà íàâåäåí³ íà ðèñ. 5.7,á

(äëÿ òðàïåöå¿äàëüíî¿ ôîðìè ³ìïóëüñ³â) ³

ðèñ. 5.7,â (äëÿ ïðÿìîêóòíîãî ³ìïóëüñó ó

âèïàäêó, êîëè ðåàëüíî íå âèêîíóºòüñÿ óìî-

âà äèôåðåíö³þâàííÿ).

 Ó ³íòåãðóþ÷îãî  ëàíöþæêà,  ñõåìà

ÿêîãî çîáðàæåíà íà ðèñ. 5.8,à, âèõ³äíà íà-

ïðóãà ïðîïîðö³éíà ³íòåãðàëó çà ÷àñîì â³ä

âõ³äíî¿.  Ðîáîòó  ñõåìè  ïîÿñíþþòü  íà-

ñòóïí³ ìàòåìàòè÷í³ âèêëàäè:

Ñ

R

i

u

âõ

u

âèõ

à)

t

è

âõ

t

è

âèõ

á)

t

è

âõ

t

è

âèõ

â)

Ðèñ. 5.7 – Äèôåðåíö³þþ÷èé

ëàíöþæîê (à) ³ ÷àñîâ³

ä³àãðàìè éîãî ðîáîòè (á), (â)

Ñ

R

U

âõ

U

âèõ

à)

á)

t

è

è

âõ

u

âèõ2

è

âèõ1

 Ðèñ. 5.8 – ²íòåãðóþ÷èé

ëàíöþæîê

154

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

∫

=

=

t

c

c

âèõ

dt

i

C

u

u

0

1

ïðè U

âèõ0 

=

0

(5.11)

R

u

u

i

Ñ

âõ

c

−

=

(5.12)

(ïîð³âíÿéòå ç ³íòåãðàòîðîì íà ÎÏ – äèâ. ïï. 4.6.7);

ßêùî u

C

<<u

âõ 

, ìàºìî

R

u

i

âõ

c

=

(5.13)

(óìîâè âèêîíàííÿ ëàíöþæêîì îïåðàö³¿ ³íòåãðóâàííÿ:

– äëÿ ãàðìîí³éíîãî ñèãíàëó R

>>

;

1

C

ω

– äëÿ ³ìïóëüñíîãî ñèãíàëó RC

>>

t

i 

).

.

∫

∫

=

=

t

âõ

t

âõ

âèõ

dt

u

ô

dt

u

RC

U

0

0

1

1

(5.14)

×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè ³íòåãðóþ÷îãî ëàíöþæêà äëÿ âõ³äíîãî ³ìïóëü-

ñó ïðÿìîêóòíî¿ ôîðìè íàâåäåí³ íà ðèñ. 5.8,á (ïðè âèêîíàíí³ óìîâè ³í-

òåãðóâàííÿ – u

âèõ1

 ³ ïðè ¿¿ íåâèêîíàíí³ – u

âèõ2

).

5.3. Ìóëüòèâ³áðàòîðè

5.3.1. Çàãàëüí³ â³äîìîñò³

Ìóëüòèâ³áðàòîðè (â³ä ëàòèíñüêîãî multum – áàãàòî; vibro – êîëè-

âàþ) – öå ðåëàêñàö³éí³ àâòîãåíåðàòîðè íàïðóãè ïðÿìîêóòíî¿ ôîðìè

(ðåëàêñàö³éíè頖 òàêèé, ùî ð³çêî â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä ãàðìîí³éíîã

ñèíóñî¿äíîãî; àâòîãåíåðàòî𠖠ïðèñòð³é, ùî ãåíåðóº íåçàòóõàþ÷³ êîëè-

âàííÿ áåç çàïóñêó ççîâí³ ³ íå ìຠñò³éêèõ ñòàí³â).

Âèêîíóþòüñÿ ìóëüòèâ³áðàòîðè íà îñíîâ³ åëåêòðîííèõ ïðèëàä³â, ùî

ìàþòü íà ÂÀÕ ä³ëÿíêó ç íåãàòèâíèì îïîðîì (íàïðèêëàä, òóíåëüí³

ä³îäè, òèðèñòîðè), à òàêîæ íà ï³äñèëþâà÷àõ ïîñò³éíîãî ñòðóìó ç ÏÇÇ

(ïîçèòèâíèìè çâîðîòíèìè çâ’ÿçêàìè), ïîáóäîâàíèìè íà òðàíçèñòîðàõ,

ÎÏ, öèôðîâèõ ³ ñïåö³àëüíèõ ²ÌÑ. Åëåêòðîíí³ ïðèëàäè â íèõ ïðàöþþòü

ó êëþ÷îâèõ ðåæèìàõ.

155

5. ²ÌÏÓËÜÑͲ ÏÐÈÑÒÐί

Ìóëüòèâ³áðàòîðè ìîæóòü ïðàöþâàòè ó òðüîõ ðåæèìàõ: ÷åêàþ÷îìó,

àâòîêîëèâàëüíîìó òà ðåæèì³ ñèíõðîí³çàö³¿.

Íàé÷àñò³øå âîíè ïðàöþþòü  ó  àâòîêîëèâàëüíîìó  ðåæèì³,  êîëè

ìóëüòèâ³áðàòîð ìຠäâà êâàç³ñòàëèõ (íåñò³éêèõ) ñòàíè ð³âíîâàãè ³ ïå-

ðåõîäèòü ³ç îäíîãî ñòàíó â ³íøèé ñàìî÷èííî ï³ä âïëèâîì âíóòð³øí³õ

ïåðåõ³äíèõ ïðîöåñ³â. Ó òàêîìó ðåæèì³ ìóëüòèâ³áðàòîð âèêîðèñòîâóºòüñÿ

ÿê ãåíåðàòîð ïðÿìîêóòíî¿ íàïðóãè.

Ó ÷åêàþ÷îìó ðåæèì³ ìóëüòèâ³áðàòîð ìຠîäèí ñòàëèé ³ îäèí êâàç³-

ñòàëèé ñòàíè ð³âíîâàãè. Çàçâè÷àé â³í çíàõîäèòüñÿ ó ñòàëîìó ñòàí³ ³

ïåðåõîäèòü äî êâàç³ñòàëîãî ï³ä ä³ºþ çîâí³øíüîãî åëåêòðè÷íîãî ñèãíà-

ëó. ×àñ ïåðåáóâàííÿ ó êâàç³ñòàëîìó ñòàí³ âèçíà÷àºòüñÿ âíóòð³øí³ìè

ïðîöåñàìè â ñõåì³ ìóëüòèâ³áðàòîðà. Òàê³ ìóëüòèâ³áðàòîðè âèêîðèñòî-

âóþòüñÿ äëÿ ôîðìóâàííÿ ³ìïóëüñ³â íàïðóãè íåîáõ³äíî¿ òðèâàëîñò³, à

òàêîæ äëÿ çàòðèìêè ³ìïóëüñ³â íà âèçíà÷åíèé ÷àñ. Ìóëüòèâ³áðàòîð, ùî

ïðàöþº ó òàêîìó ðåæèì³, ìຠíàçâó îäíîâ³áðàòîðà.

Ó ðåæèì³ ñèíõðîí³çàö³¿ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ìóëüòèâ³áðàòîð, ùî ïðà-

öþº â àâòîêîëèâàëüíîìó ðåæèì³, àëå éîãî ïåðåõ³ä ³ç îäíîãî ñòàíó â

³íøèé çàáåçïå÷óºòüñÿ çîâí³øíüîþ ñèíõðîí³çóþ÷îþ íàïðóãîþ. Äëÿ éîãî

íîðìàëüíî¿ ðîáîòè â öüîìó ðåæèì³ íåîáõ³äíî, ùîá ÷àñòîòà ñèíõðîí³çó-

þ÷îãî ñèãíàëó ïåðåâèùóâàëà ÷àñòîòó âëàñíèõ êîëèâàíü. Ó ðåçóëüòàò³

÷àñòîòà êîëèâàíü ìóëüòèâ³áðàòîðà ïðàêòè÷íî íå çàëåæèòü â³ä äåñòàá³ë³-

çóþ÷èõ ôàêòîð³â, ùî âïëèâàþòü íà éîãî åëåìåíòè. Âèêîðèñòîâóþòüñÿ

òàê³ ìóëüòèâ³áðàòîðè äëÿ ñòâîðåííÿ ãåíåðàòîð³â ñòàá³ëüíî¿ ÷àñòîòè ³

ïðè êåðóâàíí³ ñêëàäíèìè åëåêòðîííèìè ïðèñòðîÿìè, ðîáîòà ÿêèõ ñèí-

õðîí³çîâàíà ÿêîþñü çîâí³øíüîþ ä³ºþ (íàïðèêëàä, ñèíõðîí³çàö³ÿ ðîçãîðò-

êè åëåêòðîííîãî îñöèëîãðàôà).

Çàãàëîì, ìóëüòèâ³áðàòîðè ïîâèíí³ çàáåçïå÷óâàòè ñòàá³ëüí³ñòü ÷àñ-

òîòè ³ äîâæèíè ³ìïóëüñ³â, à òàêîæ íåîáõ³äíó (çàçâè÷àé ì³í³ìàëüíó) òðè-

âàë³ñòü ¿õí³õ ôðîíò³â.

5.3.2. Ìóëüòèâ³áðàòîð ç êîëåêòîðíî-áàçîâèìè çâ’ÿçêàìè

ó àâòîêîëèâàëüíîìó ðåæèì³

Íà òðàíçèñòîðàõ àâòîêîëèâàëüíèé ìóëüòèâ³áðàòîð íàé÷àñò³øå áó-

äóþòü çà ñèìåòðè÷íîþ ñõåìîþ ç êîëåêòîðíî-áàçîâèìè çâ’ÿçêàìè.

³í ÿâëÿº ñîáîþ äâîêàñêàäíèé ï³äñèëþâà÷ ç ðåçèñòèâíî-ºìí³ñíèìè