Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 91
Текст из файла (страница 91)
е. сохранялось неопределенно долгое время, используется либо специальный источник сме. щения, либо цепочка автоматического смещения )г»С„ постоянная времени которой много больше длительности переходных процессов (запирания, отпирания транзисторов). Для «опрокидывания» триггера иа базы транзисторов одновременно подаются отпираюшне импульсы. Отпирание закрытого транзистора приводит к зациранню открытого и переходу триггера в новое устойчивое состояние.
Каждый такой переход приводит к скачкообразному изменению напряжений в цепях. Иэ сказанного следует, что триггер может быть использован в счетных схемах в качестве делителя числа нмпульсоа на два, поскольку возвращение в исходное состояние наступает под действием каждого второго импульса, поступающего на триггер. Он используется также в качестве запоминающей ячейки в системах электронной памяти цифровых вычислительных машин, в устройствах увеличения длительности импульсов, в схемах формирования прямоугольных импульсов н других устройствах. Часто в импульсных устройствах возникает необходимость так преабра.
эовать сигнал, поданный на вход, чтобы напряжение или тон. на выходе были пропорциональны не входному сигналу, а снорости его изменения. Такую операцию преобразования называют дифференцированием входного сигкала, а цепы, которые ее осуществляют, да ф фереця р ующ и м и. Простейшей дифференцирующей цепью может служить последовательное соединение резистора и конденсатора (рис. !1.37,а). Если сопротивление кон- Рис. 11.37. ДифференциРующая цепь. а — схема; б — нппряжения на входе и выходе денсатора С для основных составляюзцих тока импульсов много больше сопротивления резистора Я, то характер изменения тока в цепи определяется в основном конденсатором.
Тон же в цепи конденсатора пропорционален скорости изменения напряжения на нем: Ло СЛи й Л) Л) где Ли/Л! — скорость изменения напряжения. Проходя через резистор этот ток создает на нем напряжение, пропорциональное снорости изменения входного напряжения. Дифференцирующие цепи позволяют получить кратковременные импульсы с крутым фронтом прн подаче на их вход импульсов, близких по форме к прямоугольным (рис. 11.37, б).
Импульс на выходе возникает в момент начала импульса на входе. Чем нруче фронт импульса на входе. т. е. чем больше скорость нарастания напряжения, тем больше амплитуда импульса на выходе. В то время когда рост напряжения на входе замедляется, напряжение на выходе спадает н становится равным,нулю в течение времени, соответствующего плоской вершине входного импульса, т.
е. при неизменном напряжении. При спаде входного напряжения иновь,возникает импульс напряженна на .выходе, но уже противо. положиой полярности, так как скорость изменения напряжения на входе становится отрицательной. Физически разная полярность импульсов объясняется тем, что в первом случае конденсатор заряжается, а во втором разряжается. Все это можно проследить при сравнении входных и выходных напряжений в случае колоколообразного и прямоугольного импульсов, приведенных на рис. 11.37,б. При одинановой амплитуде напряжения на входе амплитуда напряжения на выходе в случае прямоугольного импульса значительно больше. При идеальном д~ифференциро. ванин амплитуда его должна была бы быть равна бесконечности, а импульс иметь бесконечно малую длительность.
Однако наличие резистора в цепи приводит к тому, что амплитуда выходных -импульсов конечна и 'они длятся в течение некоторого отрезка времени. Чем меньше сопротивление резистора цепочни, а следовательно, меньше ее постоянная времени, тем импульсы ближе к идеальным. В риде случаев,.
когда в цепи протенает изменяющийся во времени ток, возникает необходимость получить напряжение, пропорциональное заряду, прошедшему через цепь за некоторый отрезок времени. Для того чтобы определить этот заряд, нужно разбить весь интересующий нас интервал времени на малые отрезки, в течение которых можно с заданной степенью точности считать ток постоянным, и подсчитать сумму зарядов, перенесенных за эти малые отрезки времени. Эту операцию принято называть интегрирован и е м. Можно предложить целый ряд радпотехпичесних схем, которые способны выполнять функцию интегрирования,т.е.
создавать на своем выходе напряжение, пропорциональное интегрируемой (суммируемой) элентрической величине, действующей на ее входе. Простейшей интегрирующей цепью является конденсатор. Действительно, напряжение на его обкладках пропорционально сумме всех накопленных в нем зарядов, принесенных током в его цепь. Остановимся неснолько подробнее на интегрирующих свойствах конденса- 297 и ю Интегрирующая изми Рис.
11.39. Получение пилообразного напряжения: а — схема; б — напряжения на входе н выходе тора С, учитывая, что в его цепи всегда существует некоторое сопротивление потерь (рис. 11.38, а). Если на вход такой цепи подеется имнульс напряже- Рис. 11.38. цепь: а — схема; б — тони и напря- жения в схеме ния прямоугольной формы (рис. 1!.38,б), то напряжение на конденсаторе растет постепенно, стремясь к напряжению на входе.
Для того чтобы нарастающее напряжение на конденсаторе не препятствовало прохождению тока в цепи, оно не должно возрастать за время импульса до значения, соизмеримогй с напряжением на входе. Это достигается включением последователь. но в цель резистора )с весьма большого сопротивления, в результате чего постоянная времени цепи оказывается намного больше длительности импульса. Однако постояняан времени должна быть одновременно настолько малой, чтобы после окончания действия импульса конденсатор успел разрядиться до начала следующего импульса. В не. которых случаях ставится задача интегрирования серии импульсов, тогда постоянная времени соответственно увеличвваегся.
Для получения развертки в осциллографических индикаторах и для других операций, связанных с электрическим отсчетом времени, нужны устройства, создающие напряжение, возрастающее пропорциональна времени. Естественно, что в какой-то момент возрастание напряжения должно прекратиться и начаться снова спустя требуемый отрезок времени. Напряжение в таком устройстве имеет пилообразнуюную форму. Существует довольно много схем, позволяющих получить колебания такого рода. Мы рассмотрим простейшую из них, в которой импульсы напряжения прямоугольной формы преобразуются в импульсы напряжения, изменяющиеся во времени по линейному закону (рнс.
11.39,а). Здесь в анодную цепь лампы (триода) внлючен конденсатор С, зарижающийся от источнника анодного напряжения Е, через резистор )с большого сопротивления, когда лампа под действием напряжения источника постоянного смещения Еь заперта. Процесс увеличения напряжения на конденсаторе показан на рис. 1!.39, б. В своей начальной стаями ом протекает по закону, мало отличающемуся от линейного. В некоторый момент времени на сетку лампы подается кратковременный положительный импульс прямоугольной формы, резко отпирающий лампу.
Последняя выбирается с возможно меньшим ,внутренним сопротивлением, поэтому разряд конденсатора происходит хотя и по экспоненциальному закону, но так быстро, что не создает существенных отклонений выходного напряжения от пилообразной формы. После окончания отпирающего импульса процесс повторя~тся. иг г и иа а Глава двенадцатая РАДИОПРИЕМИЫЕ УСТРОЙСТВА 12.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЕМНИКА Радиоприемное устройство извлекает энергию радиосигнала из электромагнитного поля приходящих волн,преобразует колебания радиосигнала в первичные электрические сигвалы и воспроизводит сообщение в виде звука, изображения, записи и др. Это — обя.
зательиые функции любого приемного устройства, от самого простого до сложнейшего. По мере усложнения ра.диоприемной аппаратурм на нее возлагаютсн и другие функции, например усиление радиосигналов (высокой частоты), усиление сигналов первичной формы (звуковой частоты или видео- импульсов), автоматическая регулировка усиления и др. Познакомиться с функциями приемника удобно на примере простейшей схемы, которая сейчас почти не применяется, но на заре радиолюбительства пользовалась большим успехом.
Это так называемый детекторный приемник, предназначенный для приема АМ ралиотелефонных сигналов (рис. 12.1).. 11 Сб Тл Рис. 12,1. Схема детектор ного приемника Приемная установка состоит из приемной антенны А с заземлением 3 и собственно приемника. Между А и 3 внутри приемника находится так называемое в х одное устройство, содержащее конденсатор переменной емкости С и катушку 1.. Эти элементы входят в цепь антенны и позволяют настроить эту цепь на частоту желательного радиосигнала, т, е., как говорят, на принимаемую станцию. Условием настройки является компенсация реактивного сопротивления антенны Ха+а/.— — 1гтаС=О.
Именно этот резонанс обеспечивает простейшему приемнику из- бирательность, т. е. возможность прнема радиосигналов какой-либо одной радиостанции при подавлении сигналов от радиостанций, излучающих волны других частот. Процесс извлечения энерг и и из электромагнитного поля осуществляется в а н те н н ой ц е н и. ~Приходящие радиоволны наводят ~в приемной антенне ЭДС, частота которой равна частоте, радиосигнала. Это равноценно включению в цепь антенны генератора ЭДС.