Мы подробно остановились на моменте запуска генератора, так как этот этап представляет известные трудности для понимания и не всегда четко описывается в литературе. Последующий этап прямого хода нуждается лишь в небольших пояснениях.

На этапе прямого хода конденсатор разряжается током /пр и напряжение Uc уменьшается. Приращение AUc можно записать в виде

где Af/K2 = KuUq и Ки < О Следовательно,

Дб1 = т;; (21-44а)

Ак2 = т=- (21-446)

Если ! Ка I > 1 (что всегда выполняется), то Af/gi AUa и Af/g AUc, т. е. потенциал Ui почти не меняется, а напряжение и2 следит за изменениями напряжения Uc. Таким образом, работа генератора соответствует скелетной схеме на рис. 21-8, б, если положить / = /gm; Е == Е; Ui == f/ (0) ~ и /г = = I Ка 1/(1 + I Ки \).

Коэффициент нелинейности рассчитывается по формулам (21-17), а поправочный коэффициент & - по формуле (21-24в). Поскольку 1 - k Ки 1, получаем:

где коэффициент усиления К можно найти из (7-21), полагая /? = = оо. Коэффициент Ка возрастает с увеличением и обычно составляет 50-100 При этом коэффициент нелинейности 8 = 0,5 -;- 1 %.

Большие значения выгодные с точки зрения коэффициента усиления, оказываются невыгодными с точки зрения длительности обратного хода. Действительно, резистор является пассивным зарядным элементом: через него конденсатор С заряжается до напряжения Uc (0) по окончании сигнала. Заряд происходит с постоянной времени, близкой к CR.

Минимальное значение выходного потенциала (f/j) определяется напряжением t/ynp, так как потенциал (Уг уменьшается (по модулю) лишь до тех пор, пока не станет равным потенциалу f/ga == f/ynp - U(,2Q- После этого наступает насыщение транзистора и прямой ход заканчивается. Следовательно (см. рис. 21-1, г):

2 мин = упр ~ б20;

откуда максимальная амплитуда выходного напряжения

OmcE-ynp-iJm. (21-46)

Фантастроны. В основе этого типа 1 ПН лежит тот же интегратор Миллера. Особенности фантастронов заключаются в следующем. Во-первых, длительность прямого хода не зависит от длительности управляющего сигнала, а определяется внутренними процессами в схеме (при этом управляющий сигнал представляет собой короткий пусковой импульс). Во-вторых, амплитуда пилообразного напряжения, определяющая длительность прямого хода, легко регулируется изменением напряжения смещения, что важно для ряда применений [1621. Первая особенность заставляет отнести

vynp

Рис. 21-12. Фантастрон с усилительной следящей связью.

а - принципиальная схема; б - временные диаграммы.

фантастроны к ГПН с самовозбуждением , а тот факт, что в их основе лежит интегратор Миллера, говорит о генерации спадающего напряжения.

Для того чтобы конец прямого хода определялся внутренними процессами, в схеме должно быть пороговое устройство. В ламповой технике для зтого использовался транзитронный эффект (перераспределение токов анода и экранирующей сетки) в пентоде [164, 168]. В транзисторной технике перераспределение токов приходится обеспечивать с помощью дополнительного транзистора. Типичная схема фантастрона показана на рис. 21-12.

Функции транзисторов и те же, что и в схеме на рис. 21-11, а транзисторы и Тз образуют своеобразный триггер с эмиттерной

Помимо ждущего режима фантастроны могут работать и в режиме автоколебаний [168, 169].

связью, в котором роль резистора играет транзистор Ti. Во Бремя прямого хода транзистор Tg и диод Д заперты, так что формирование пилообразного напряжения происходит в тех же условиях, что и в ГПН на рис. 2 -П. Единственное, но существенное отличие состоит в том, что потенциал (Убг в фантастроне определяется не управляющим импульсом (который имеет очень малую длительность и заканчивается в самом начале прямого хода), а делителем Rks, Ri, R2, питаемым от напряжений и Е. Поэтому заключительная стадия прямого хода протекает следующим образом.

Когда потенциал U, уменьшаясь, делается равным потенциалу f/gg, транзистор Тз попадает в режим насыщения, т. е. стягивается в точку , и нагрузкой каскада становится суммарное сопротивление R Ii (/?кз + i) II к2 II вместо прежнего R 11 R. При зтом несколько уменьшается коэффициент усиления Ки и соответственно увеличивается коэффициент нелинейности (21-45). Однако качественное изменение процесса (окончание прямого хода) наступает лишь тогда, когда потенциал из, уменьшаясь вместе с потенциалом транзистора Т, делается равным потенциалу Ug (последний задается делителем Rs, Rt). В зтот момент открывается транзистор Тз и нарастающий ток 1з, ответвляясь через Ri, вызывает регенерацию в системе -Tg. Результатом регенерации является запирание транзистора Tg, сопровождающееся сильным возрастанием тока /gi, как и в схеме на рис. 21-11. Большой ток /б1 приводит к насыщению транзисторов Т и Tg. Режим насыщения сохраняется и тогда, когда ток /gi падает до начального значения /бю ~ EJR, поскольку и это значение намного больше, чем ток до регенерации. Насыщение транзистора Т почти совпадает с отпиранием Ts, поэтому некоторые авторы [169] считают насьщение транзистора Т причиной регенерации, что, конечно, неверно.

После запирания транзистора Tg наступает обратный ход: конденсатор С заряжается через резистор До тех пор, пока потенциал f/кг не достигнет значения ф. В зтот момент отпирается диод Д и фиксирует потенциал f/кг на уровне < к- Таким образом, как видно из рис. 21-12, б, пилообразное напряжение меняется в пределах от Ui Еф [точнее, от £ф - Д(Ук2. где начальный скачок At/K2 рассчитывается по формуле (21-44)1 до f/g ~ f/бз + f/бэг {Т р), где f/бз - потенциал, задаваемый делителем Rg, i?4 во время прямого хода (когда Тз заперт). Меняя потенциал Еф, можно плавно менять амплитуду (U Еф - Vs), а значит, и длительность прямого хода {Т р = 0 Ш, обеспечивая при этом высокую линейность зависимости Т (ф). Фиксация коллекторного потенциала, как .и в других аналогичных случаях, приводит к сокращению времени восстановления, в данном случае - времени обратного хода.

Из приведенного описания следует, что при расчете фантастрона нужно обеспечить в исходном состоянии насыщение транзисторов Tg, Ti и запирание транзистора Га, а в рабочем режиме - насыщение транзистора Та при отпирании