16-3. Релаксационные генераторы (генераторы пилообразного напряжения)

Релаксационными называются генераторы периодических несинусоидальных напряжений. Разновидностью релаксационного генератора является генератор пилообразного напряжения.

Пилообразным называется напряжение, которое сравнительно медленно увеличивается пропорционально времени до своего максимального значения, а затем быстро (почти мгновенно) уменьшается до своего начального значения. На рис. 16-8 показаны идеальная и реальная кривые пилообразного напряжения.

Для получения пилообразного напряжения используются процесс зарядки и непосредственно следующий за ним процесс разряда конденсатора.

Простейший генератор пилообразного напряжения (рис. 16-9) состоит из конденсатора С, неоновой лампы, включенной на его зажимы, и резистора соединенного последовательно с разветвлением.

Если включить генератор на постоянное напряжение (рис. 16-9), то конденсатор начнет заряжаться через резистор напряжение на конденсаторе в течение первой части периода (рис. 16-8) будет увеличиваться по известному закону (16-4)

до тех пор, пока не достигнет значения — напряжения зажигания неоновой лампы.

Рис. 16-8. Идеальная (а) и реальная (б) кривые пилообразного напряжения.

Рис. 16-9. Схема генератора пилообразного напряжения с неоновой лампой.

В этот момент сопротивление лампы резко падает и конденсатор начинает быстро разряжаться через лампу. Напряжение на нем будет уменьшаться (16-6):

Когда напряжение упадет до значения — напряжения потухания лампы, сопротивление ее резко возрастет и конденсатор снова начнет заряжаться. Затем процесс периодически будет повторяться.

Постоянная времени , как известно, характеризует скорость протекания процесса зарядки и разряда конденсатора. Изменяя постоянную времени, можно изменять и длительность периода пилообравного напряжения, что достигается изменением сопротивления резистора R или емкости конденсатора С либо регулировкой той и другой величины.

Рассмотренный генератор применяется сравнительно редко, так как обладает рядом недостатков, связанных, в частности, с нестабильностью напряжений зажигания и гашения неоновой лампы, а также недостаточной величиной разности напряжений зажигания и потухания лампы и др.

Замена неоновой лампы тиратроном или специальными схемами на электронных лампах дает возможность получить более совершенный генератор пилообразнрго напряжения.

Рис. 16-10. Схема генератора пилообразного напряжения с тиратроном.

Одна из возможных схем генератора с тиратроном дана на рис. 16-10. Замена неоновой лампы тиратроном, обладающим низким (около 15 В) напряжением потухания и дающим возможность напряжением сеточного смещения регулировать напряжение зажигания тиратрона обеспечивает увеличение амплитуды пилообразного напряжения. Переменное сопротивление резистора дает возможность плавной регулировки периода пилообразного напряжения, а регулируемая емкость и т. д.) — изменять период пилообразного напряжения в широких границах. Трансформатор в цепи сетки тиратрона дает возможность синхронизировать работу тиратрона с тем или иным источником напряжения, о чем будет сказано в § 16-6.