Генератор наносекундных импульсов Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 228 1974.

ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ

М. С. АЛЕЙНИКОВ, Е. |П. КОЛЬЦОВ, -К- Л. ПЕСТЕРЕВ, В. С. ТИТОВ, В. И. ИВАНОВ

(Представлена научно-техническим семинаром кафедры приборов и устройств систем автоматики)

Для получения мощных импульсов тока можно использовать принцип заряда и разряда емкости. Разряд емкости должен проходить с большой скоростью. Для переключения емкости из состояния «заряд» в состояние «разряд» можно использовать в качестве ключа тиристоры, которые характеризуются большой эффективностью работы в качестве переключателей в кило- и мегаватном диапазонах по сравнению с полупроводниковыми триодами, так как работают при больших значениях напряжения питания и тока. Предложена схема однотактных формирователей импульсов с возвратом тиристора в исходное состояние [1]. Схема, предложенная в [1], может быть использована в качестве генератора наносекундных импульсов в случае, если ввести следующие изменения схемы: а) в качестве нагрузки использовать импульсный трансформатор тока; б) для уменьшения длительности переднего фронта импульсов необходимо поставить дроссель насыщения. Так как тиристоры должны пропускать большие токи при очень большой скорости изменения тока, то необходимо применять мощные тиристоры,-которые имеют большие габариты, вес и стоимость.

Наиболее выгодной и удовлетворяющей вышеуказанным требованиям является схема, представленная на рис. 1. В этой схеме тиристор 1\ — основной, а тиристор Т2 — вспомогательный. Длительность импульса, равная 50-10-9 секунд, обеспечивается емкостью Со, а максимальная величина тока в нагрузке определяется по формуле:

= Ятр + Я ар + ,

сопротивление импульсного трансформатора; сопротивление дросселя насыщения; ■сопротивление тиристора прямому току.

_

Дирререщирующая цепь

Рис. 2. Схема генератора наносекундных импульсов

Схема обладает тем преимуществом, что тиристор Т2 можно взять маломощным, потому что частота следования импульсов мала (период 5-Ю3 сек), поэтому заряд емкости С0 можно производить 5-103 сек, а для этого требуется очень малый ток заряда, протекающий через тиристор Т2.

Блок-схема разработанного генератора наносекундных импульсов показана на рисунке 2. Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы прямоугольной формы и через импульсный трансформатор подает их на управляющий электрод тиристора в схеме заряда емкости. Тиристор открывается и начинается заряд емкости. По окончании заряда емкости ток заряда становится равным нулю, и тиристор схемы заряда автоматически закрывается. Те же импульсы от задающего генератора 1 поступают на дифференцирующую цепь и отрицательные импульсы от формирующей цепи поступают на задающий генератор 2, который собран по схеме мультивибратора, работающего в ждущем режиме. Положительные импульсы от задающего генератора 2 поступают на управляющий электрод тиристора схемы разряда емкости, тиристор открывается, и емкость разряжается через малое сопротивление дросселя насыщения и импульсного трансформатора тока, во вторичную

где

Ятр

Ядр— Лт! -

Емкость С0

обмотку включена нагрузка. С нагрузки снимаются положительные импульсы тока. Импульсный трансформатор нужен для развязки схемы заряда и схемы разряда емкости. Для синхронной работы двух генераторов задающий генератор 2 работает в ждущем режиме и запускается импульсами (от заднего фронта импульсов) задающего генератора 1.

Принципиальная схема разработанного генератора приведена на рисунке 3. Схема генератора проста, собрана на двух тиристорах и четырех транзисторах. Для запуска тиристора Т1 использована схема мультивибратора с одним эмиттерным конденсатором. Такой мультивибратор позволяет получить короткие импульсы с минимальной длительностью до нескольких десятых долей микросекунд (на диффузионных транзисторах) при большой скважности [2]. Задним фронтом импульса, рассмотренного выше мультивибратора, через дифференцирующую цепь запускается другой мультивибратор, работающий в ждущем режиме, и через диод выдаются импульсы управления на тиристор Т2.

Питается генератор от источника постоянного напряжения 220 вольт и потребляет ток 0,2 ампера.

1. Р. В. Б и л и к и др. Импульсные схемы на диписторах и тиристорах. Издательство «Наука», 1968.

2. Е. Ф. Доронкин. Генераторы импульсов на транзисторах. Издательство «Связь», 1965.

Рис. 3. Принципиальная схема разработанного генератора

ЛИТЕРАТУРА