§ 9.2]

Роль выбросов при усилении импульсов. Выбросы, с которыми мы до сих пор встречались, называются линейными, так как они обусловлены переходными процессами в линейной цепи. Нелинейные выбросы мы рассмотрим несколько позже.

Напомним, что однополярный линейный выброс получается при наличии в схеме лишь одной цепочки связи или смещения. При наличии N цепочек выброс М- 1 раз изменяет свою полярность (рис. 3.15). Поэтому, хотя выброс представляет собой единый

3-36%

Рис. 9.9. Наложение очередного импульса на выброс от предыдущего.

переходный процесс, часто пользуются терминами: первый (отрицательный), второй (положительный) выброс и т. д. Величина последующего выброса меньше предыдущего.

Проблема выбросов заключается в том, что очередной выходной импульс может наложиться на один из выбросов предыдущего. При этом амплитуда второго импульса, отсчитанная от нулевого уровня, будет более или менее сильно искажена: при наложении на первый выброс амплитуда уменьшится, при наложении на второй-увеличится и т. д. Это обстоятельство очень существенно в тех случаях, когда последовательные импульсы имеют весьма различную величину, а усилитель должен сохранить на выходе правильное соотношение амплитуд. На рис. 9.9 показаны три случая наложения малого второго импульса на выброс от большого первого импульса. В случае А второй импульс не будет отмечен на выходе усилителя, так как он не выходит за нулевой уровень отсчета; в случае Б второй импульс будет отмечен с заниженной, а в случае В-с завышенной амплитудой. Заметим, что результат наложения зависит как от интервала

между импульсами, так и от величины выброса. Последняя в свою очередь зависит от амплитуды и длительности первого импульса.

В отсутствие наложения наличие выбросов иногда приводит к другому осложнению: второй, положительный, выброс может сыграть роль очередного импульса. Например, если на выходе усилителя стоит чувствительный счетчик импульсов, то он может сосчитать и импульс и его второй выброс, т. е. ложно удвоенное число импульсов.

V он

Рис. 9.10. Нелинейные выбросы:

а) упрощенная схема входа касиада, 6} временные диаграммы. Пу - -

Туть зарядного тока: см-

. при £j, >

Путь разрядного тока

Выше мы упомянули, что выбросы могут быть и нелинейными. Такие выбросы обусловлены протеканием сеточного тока в лампе во время усиливаемого импульса, т. е. перегрузкой усилителя. На рис. 9.10, а показан вход каскада, на который подаются положительные импульсы от источника Если ЕЕсы, то конденсатор заряжается не через сопротивление R, а через гораздо меньшее сопротивление участка сетка - катод. Поэтому даже при коротком импульсе спад вершины и начальный выброс (по окончании импульса) могут быть весьма большими. Разряд же емкости происходит через сопротивление R, т. е. весьма медленно (рис. 9.10, б).

Нелинейные выбросы характерны для усилителей с большим диапазоном входных амплитуд. При разработке таких усилителей возникает следующее противоречие. Если выбрать усиление настолько малым, чтобы даже максимальная амплитуда не вызывала перегрузки, то малые амплитуды будут усилены слабо и не смогут быть использованы регистрирующим или другим выходным устройством. Поэтому приходится ориентировать усиление на

мя ним а ль н у ю амплитуду, и тогда максимальные импульсы вызы- вают перегрузку ламп и нелинейные выбросы.

Помимо описанных выше искажений амплитуды импульсов, не-:* линейные выбросы могут вызвать более серьезные осложнения-блокировку усилителя. Блокировка заключается в том, что большой отрицательный выброс на некоторое время запирает лампу; при этом потенциал ее анода поднимается до уровня Е. Это вызывает сеточный ток в следующей лампе с последующей ее блокировкой отрицательным выбросом и т. д. В результате работа усилителя нарушается на время, необходимое для разрядки соответствующих емкостей.

Все описанные выше явления заставляют, с одной стороны, детально рассчитывать выбросы соответствующих усилителей, с другой стороны, принимать меры к их уменьшению или ликвидации.

Анализ выбросов. Физической основой выбросов является рассеяние той энергии, которая накопилась в элементах связи и смещения за время действия усиливаемого импульса. В усилителях с емкостной связью на всех конденсаторах за время импульса получаются приращения напряжений относительно режимных значений; выброс обусловлен спадом этих приращений по окончании импульса.

Анализ линейных выбросов исходит из того, что они с математической точки зрения являются разностью двух одинаковых переходных функций, сдвинутых друг относительно друга на время, равное длительности импульса. Это следует из того, что сам входной прямоугольный импульс является разностью сдвинутых ступенчатых сигналов. Графическое вычитание переходных функций громоздко.

Практический расчет облегчается тем, что длительность импульсов Гц обычно много меньше времени спада. В этом случае переходная характеристика выброса Д (t) весьма просто представляется аналитически через переходную характеристику усилителя K(t). Действительно, при малых 7н выражение K{t-Т) для tT можно разложить в степенной ряд с ограниченным числом членов

K(t-T )==K(f)-!T,+n-...

Тогда переходная функция выброса выразится следующим образом:

Д (О = K(t)-K(t-Г ) = к (О- Т - П+... (9.16а)

Если ограничиться первым членом и считать

A(t)!K(t)-T , (9.166)

то погрешность даже для начального значения выброса, где она ксимальна, не превышает 20% при 7 = 0,2/сп. С учетом второго члена погрешность уменьшается до 7%, что достаточно для нженерных расчетов. Точную величину начального выброса при