(рис. 11-43, е) диод закрыт и конденсатор приобретает незначительный заряд, который быстро теряется после окончания импульса, поскольку конденсатор разряжается через отпертый диод (СЛд <С Т). К моменту прихода следующего импульса схема находится в исходном состоянии. Следовательно, напряжение на конденсаторе сохраняется близким к нулю и выходное напряжение практически равно входному.

Рис. 11-44. Диаграммы напряжений в фиксаторе сверху с нулевым уровнем (рис. 11-43, а) при действии импульсов положительной полярности.

вх с вых~ Р входе, конденсаторе С и выходе схемы. Принято, что в исходном состоянии для импульсов I и П групп конденсатор С разряжен. ,

При этом отношение площадей Si/S2=/? ? . Из рис. 11-43,6 следует, что фиксация в данной схеме осуществляется по верху В с нулевым уровнем. Изменения амплитуды, длительности и частоты следования импульсов не приводят к изменению уровня выходного сигнала в установившемся режиме - он по-прежнему остается нулевым.

Добавление постоянной составляющей напряжения Ue к входному сигналу не будет менять этого уровня.

Уровень выходного сигнала можно сделать положительным {+Е) или отрицательным (-Е), если последовательно в цепь диода включить дополнительный источник смещения (положительным полюсом к аноду диода в первом и отрицательным - во втором случае).

Фиксатор сверху (рис. 11-43) может действовать и при подаче положительных видеоимпульсов. Во время действия импульсов (рис. 11-44) конденсатор через отпертый диод быстро заряжается; в паузах происходит медленный разряд конденсатора С через резистор R (диод Д при этом заперт). Верх входных импульсов опускается на нулевой уровень независимо от амплитуды входных импульсов, причем Si/S2=/?/i?H. Для модулированных по амплитуде импульсов положительной по-

лярности этот фиксатор превращается в п и-ковый детектор.

При использовании в фиксаторах уровня полупроводниковых диодов необходимо учитывать, что обратное сопротивление диода /?обр оказывается включенным параллельно R, так что в некоторых случаях функции резистора R может выполнять

При выборе сопротивления резистора R в схемах фиксаторов следует иметь в виду, что в установившемся режиме отношение площадей выходных импульсов (для случая £=0), ограниченных участками, где диод заперт и отперт (Si, S2) равно отношению сопротивлений Р/кд независимо от формы входных импульсов. Для иллюстрации на рис. 11-41-11-44 соответствующие площади заштрихованы.

Иногда выходом схемы фиксаторов является сеточная цепь последующего лампового усилителя. В этом случае функции диода может выполнять участок сетка - катод лампы.

11-8. ОСНОВНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА С ЭЛЕКТРОННЫМИ ЛАМПАМИ

Триггеры

Триггером называется устройство, имеющее два устойчивых состояния равновесия, причем переход из одного состояния в другое происходит под воздействием внешнего управляющего сигнала, величина которого должна превышать некоторый уровень - порог срабатывания. Управляющий сигнал чаще всего представляет собой импульс (запускающий импульс) или перепад напряжения. Переход из одного устойчивого состояния в другое (переброс или переключение) происходит весьма быстро, скачкообразно, хотя реальные схемы имеют конечное время переключения, которым определяется быстродействие триггера. Под быстродействием понимается максимальное число переключений в единицу времени. Минимальный интервал времени между двумя переключениями называется разрешающим временем триггера.

Процесс перехода триггера из одного состояния в другое можно разделить условно-на следующие стадии:

запуск, в течение которого триггер под воздействием запускающего импульса доводится до порога срабатывания;

опрокидывание, в течение которого происходит качественное изменение состояния триггера (его переключение);

восстановление, в результате которого в триггере после переключения восстанавливается нормальная чувствительность к запускающим сигналам.

Наибольщее распространение в импульсной технике получили триггеры с использованием усилителей с положительной обрат-

иои связью. Чаще всего в триггерах применяются симметричные схемы в виде двух идентичных резистивных усилителей, взаимно связанных петлей положительной обратной связи.

-0+fa

Рис. 11-45. Схемы триггеров, а - с внешним смещением Е; б - с автоматическим смещением (цепь

На рис. 11-45 изображены схемы основных разновидностей симметричного триггера - с внешним и автоматическим смещением.

Цепь положительной обратной связи образуется соединением анода каждого триода триггера с сеткой другого триода через делитель напряжения из резисторов Ri,2 и Rc\,c2- В симметричном триггере Ra\= =R=R, RiR2=R, Rci=Rc2=Rc; триоды JIi и Лг однотипны.

Состояние триггера, когда обе лампы Л] и Лг отперты и токи tai и taj одинаковы, неустойчиво. Любое случайное изменение токов и напряжений приводит к лавинообразному нарастающему процессу, при котором ток одной лампы будет уменьшаться, а другой - увеличиваться. Например, увеличение анодного тока tai приводит к уменьшению анодного напряжения ui лампы JIi. Часть этого напряжения через делитель Rl - Rc2 подается на участок сетка - катод лампы Лг. Таким образом, уменьшение анодного напряжения лампы Л] приводит к уменьшению сеточного напряжения сг лампы Лг, что в свою очередь вызывает уменьшение тока ia2- Вследствие этого увеличивается анодное напряжение аг лампы Лг, что приводит также к увеличению сеточного напряжения лампы JIi и, следовательно, к дальнейшему увеличению тока tai. Этот процесс прерывается в тот момент, когда изменение напряжения на сетке одной из ламп перестает вызывать изменения анодного тока. Обычно это происходит в момент запирания одной из ламп. После этого схема находится в устойчивом состоянии равновесия.

Переход рассматриваемой схемы в другое устойчивое состояние происходит под воздействием управляющего сигнала, который может быть подведен к сеткам или анодам ламп. Если, например, к сеткам ламп через разделительные конденсаторы Ср подвести управляющие сигналы, подобные показанным на рис 11-46, а, то в момент достижения сигналом некоторого порогового значения пор начинается описанный выше процесс опрокидывания триггера: схема переходит из одного устойчивого состояния в другое. В установившемся режиме на участке анод - катод запертой лампы устанавливается напряжение Ua, близкое к величине напряжения источника питания Er, а иа участке анод-катод отпертой лампы устанавливается напряжение t/а.ост-

Величина hUa = Va-t/а.ост называется выходным перепадом напряжения триггера.

L-i-.

внзп

ISO ргоо£ 3I0 в

Рис. 11-46. Диаграммы напряжений на анодах ламп триггера (а). Характеристики к расчету (б). / - запускающие импульсы на сетки ламп; 2, 3 - импульсы на анодах ламп.

Для устойчивости двух состояний триггера необходимо выполнение следующих условий:

1. Напряжение u=U~ на сетке запертой лампы должно надежно запирать лампу, т. е.

где с-о- напряжение отсечки (отпирания) лампы при Us.-E; t/к--напряжение смещения (для схемы на рис. 11-45,а, Uk=Ec)-

2. Напряжение u=U на сетке опертой лампы должно превышать напряжение отсечки- £с.о. Обычно для повышения стабильности сеточное напряжение отпертой лампы в состоянии покоя поддерживается весьма близким, ио все же несколько большим нуля.

Указанные условия для схем триггеров с внещним смещением (рис. 11-45, а) приводят к выражениям:

= Кос. - £с) Y - £с <- с.о:

f/(+= (£,-£,) Y-£e>0.

а для схем триггеров с автоматическим смещением (рис. 11-45,6):

/;(-) =

(ia.0ct + tk)Y--t/K<-£c.o

при /?а.

R + R

в указанных формулах имеются в виду абсолютные значения э. д. с. источников. Лавинообразный процесс в триггере (опрокидывание) происходит в том случае, когда напряжение обратной связи Аыобр, по- ступающее, например, на сетку левой лампы с делителя - Rci, будет больше того приращения напряжения A ci на сетке лампы JTi (рис. 11-45, а), которое его вызвало.

Это условие для симметричной схемы выполняется, если коэффициент усиления каждого каскада

К> - = 1-I--- или/Cy > 1-Y Rc

Отсюда следует, что минимальное значение коэффициента деления цепи

1 (Rc\ 1

Рассмотрим расчетные соотношения для триггера с внешним источником смещения а примере.

Выберем: £а=220 е; Af/a=.150 е; лампа - двойной триод типа 6НЗП.

Определим Ее, Re, Rr и R.

Сначала графическим способом (по анодным характеристикам) определяют величину анодного сопротивления Rr. Это де- лается следующим образом. От точки Еа по горизонтальной оси влево откладывается величина, соответствующая At/a. Из полученной точки проводится вертикальная прямая до пересечения с анодной характеристикой, построенной для смещения на управляющей сетке с=0 (точка А на рис. 11-46,6). Через точки А и {Еа, 0) проводится нагрузочная прямая. По углу ее наклона ф определяется сопротивление резистора Ra-ctgip. Для нашего примера Rr~22kom. Коэффициент усиления л каскада определяется по приращениям напряжений на сетке Д с и на аноде А а. Для нашего примера при AUe = l в, Д а=30 в

А с

.30.

Отсюда можно определить минимальное соотношение (/?с ?)мпн из условия существования лавинообразного процесса .

Однако это минимальное соотношение может ограничиваться и другим условием: напряжение на сетке отпертой лампы должно быть несколько большим нуля, т. е.

Пренебрегая в знаменателе величиной Ra по сравнению с R и Rc, можно считать

\ R /мга

>

Величина э. д. с. источника смещения Ее выбирается из условия надежного запирания. Если для нашего примера запирание пампы происходит прн с=-£с.о=-10 в, то с двойным запасом можно взять Ее = =20 в. Отсюда

Ее 20 1

>-- = - - - .

/мин Яа 220 11

V R jm

Таким образом, последнее неравенство для нашего примера требует установить большее соотношение ReIR, чем это определено из условия получения минимального коэффициента усиления.

Однако очень большим это соотношение взять нельзя, так как при излишне большом соотношении RdR лампа может не запереться.

Надежное запирание лампы можно получить при условии

/ Re \ Ее-£с.о 20-10 1

1 R /маке t/a.ocT-Ь £с.о 70-Ь10 8