Теоретические сведения. Генераторы пилообразного напряжения применяются для создания временной развертки в электронно-лучевых трубках

Генераторы пилообразного напряжения применяются для создания временной развертки в электронно-лучевых трубках, регулируемой временной задержки импульсов, преобразования аналоговых напряжений в дискретные, получения сигналов с фазово-импульсной модуляцией и т.д. Для формирования напряжения пилообразной формы обычно используется заряд или разряд конденсатора во время рабочего хода с последующим восстановлением исходного состояния во время обратного хода. Поэтому устройства первого типа называются генераторами линейно растущего, а второго – генераторами линейно падающего напряжения.

Для нормального функционирования генератора между зарядным и разрядным сопротивлениями должны выполняться следующие соотношения:

для генератора линейно растущего напряжения:

– во время рабочего хода;

– во время обратного хода;

для генератора линейно падающего напряжения:

– во время рабочего хода;

– во время обратного хода.

Выполнение этих условий обеспечивает отсутствие заметного влияния разрядной цепи на процесс заряда конденсатора и зарядной – на процесс разряда.

Генераторы пилообразного напряжения обычно выполняются с внешним управлением. При этом длительность рабочего или обратного хода определяется длительностью внешнего управляющего импульса прямоугольной формы. Однако возможно построение генераторов, работающих в ждущем или автоколебательном режимах.

Напряжение пилообразной формы характеризуется следующими основными параметрами: начальным уровнем , амплитудой , длительностью рабочего и обратного хода, периодом повторения , средней скоростью рабочего хода , коэффициент использования напряжения источника питания , где – напряжение источника питания.

Рис. 5.1 Пилообразное напряжение.

Напряжение пилообразной формы во время рабочего хода изменяется по закону, близкому к линейному, поэтому его называют линейно изменяющимся. Для оценки степени нелинейности рабочего участка напряжения пользуются понятием коэффициента нелинейности, определяемого выражением: , где и – значения скорости изменения напряжения на конденсаторе, соответственно, в начале и конце рабочего хода.

В простейшем генераторе пилообразного напряжения заряд или разряд конденсатора осуществляется через резистор, при этом напряжение на конденсаторе изменяется по экспоненте. В частности, при заряде конденсатора через резистор : , где – постоянная времени цепи заряда; . Непостоянство скорости изменения напряжения во время рабочего хода в простейшем генераторе происходит потому, что по мере заряда конденсатора убывает ток заряда: .

В то же время для получения должен быть постоянным. Последнее следует из: . Следовательно, , если . Этого можно достигнуть, если заряд (разряд) конденсатора производить не через резистор, а через стабилизатор тока.

По способу стабилизации тока через конденсатор различают следующие типы генераторов:

– генераторы, в которых стабилизатор тока реализован в виде отдельного структурного элемента;

– генераторы, в которых стабилизация зарядного (разрядного) тока конденсатора достигается за счет включенного последовательно с ним источника, напряжение которого изменяется по тому же закону, что и , но имеет обратную полярность (генераторы с компенсирующей э.д.с.).

3. Состав оборудования: генератор пилообразного напряжения в составе ТП «Сапфир – 401», осциллограф.