НЕСКОЛЬКО ПРИМЕРОВ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫХ СХЕМ

В этом разделе мы проанализируем работу нескольких простых схем, в основе которых лежат только что обсуждаемые методы.

Рис. 13.55.

13.25. Высоковольтный усилитель

Начнем со схемы, изображенной на рис. 13.55. Это простой инвертирующий

каскад, предназначенный для возбуждения пьезоэлектрического кристалла импульсами 100 В, первоначально генерируемыми ТТЛ-логикой. Параметры выхода ТТЛ и, следовательно, сигнала, подаваемого на базу, приблизительно равны указанным на рисунке величинам. В этих расчетах мы не будем учитывать , которое мало по сравнению с сопротивлением источника.

Время нарастания.

Начнем с определения скорости роста коллекторного напряжения на выходе из-за «интегрирования»:

Теперь найдем напряжение на коллекторе, при котором процесс напряжения на выходе из линейного переходит к экспоненте:

Это означает, что нарастание коллекторного импульса происходит только экспоненциально, так как ток обратной связи недостаточен, чтобы задержать переход базы в состояние проводимости, задаваемое состоянием источника.

Постоянная времени для коллекторной цепи равна , или , а время нарастания (по уровню от 10 до 90%) равно 2,2 постоянной времени, т. е. . Отсюда ясно, что преобладающим в нарастании оказывается влияние коллекторного сопротивления и нагрузки.

Время спада. Для анализа спада используем формулу, полученную ранее, и найдем:

Последний член зависит от UK, но он незначителен по сравнению с первым членом в скобках. Если это не так, то вам придется оценивать эту величину при нескольких значениях коллекторного напряжения, чтобы получить правильную картину формы спада. Здесь следует отметить, что рассчитанное время спада соответствует частоте около 3 МГц и, следовательно, используемая нами величина вполне реальна МГц). Если рассчитанное время нарастания или время спада соответствует частоте более высокой, чем предполагалось первоначально, то необходимо вернуться и пересчитать время переходного процесса с новым , полученным из первой оценки времени переключения. Этот метод последовательных приближений обычно дает удовлетворительный ответ уже на втором этапе.

Форма выходного импульса. Для этой схемы форма коллекторного сигнала соответствует приведенной на рис. 13.56. На положительном фронте преобладает влияние постоянной времени нагрузки и коллекторного сопротивления, в то время как на спаде больше сказывается обратной связи в сочетании с сопротивлением источника. Другими словами, напряжение на коллекторе падает с такой скоростью, что ток через обратной связи почти достаточен, чтобы подавить отпирающий ток базы и вывести базу из состояния проводимости. В наших допущениях мы всюду считали, что фронты импульса на выходе ТТЛ много короче, чем на выходе нашей схемы. Обычно времена нарастания и спада ТТЛ равны не, что соответствует нашему предположению.

Рис. 13.56.