Радиоконструктору
Генераторы прямоугольных импульсов на лавинных транзисторах перекрывают диапазон длительностей от единиц и долей наносекунды до единиц и десятков секунд, в связи с этим они характеризуются разнообразием как методов формирования прямоугольной формы импульсов, так и схемной реализацией.
B микросекундном диапазоне длительностей при временах нарастания импульсов порядка десятков наносекунд простыми и удобными являются генераторы, построенные на основе мультивибраторных схем. Их достоинством является хорошая форма вершины импульсов и широкий диапазон плавной и грубой регулировки длительности импульсов.
Рис. 5.23. Многофункциональная импульсная схема на одном лавинном транзисторе.
Простейшими являются схемы, выполненные на одном лавинном транзисторе (рис. 5.23). Такие схемы формируют импульсы с амплитудой до 20—25 В. При емкости нагрузки Сн≈100 пФ, время нарастания импульсов составляет ≈ 0,3 мкс, а длительность среза — менее 0,1 мкс. Большое время нарастания переднего фронта объясняется тем, что он формируется при запирании лавинного транзистора. При этом рост выходного напряжения происходит с относительно большой постоянной времени RsCн.
С конденсатора С1 можно снимать импульсы пилообразной формы. При изменении С1 длительность импульсов можно менять от долей микросекунды до единиц и более секунд. Плавно до 50 раз длительность импульсов изменяется при изменении напряжения Е2 или сопротивления R5.
Значительно меньшее время нарастания импульсов (не более 30 нс) имеет ждущий мультивибратор (рис. 5.24) . Передний фронт импульса формируется при включении лавинного транзистора Т1, а задний — при включении транзистора Т2. Амплитуда генерируемых импульсов ≈ 3В, а длительность (при С2=510 пФ) около 6 мкс. При изменении С2 можно получить широкий диапазон изменения длительности от долей микросекунды до тысяч миллисекунд и выше. Ценным свойством описанных схем является малое время восстановления, которое может быть меньше длительности генерируемых импульсов.
Рис. 5.24. Схема генератора прямоугольных импульсов на базе ждущего мультивибратора.
Генераторы прямоугольных импульсов с хронирующими RС цепями имеют сравнительно низкую стабильность длительности импульсов, так как последняя зависит от параметров транзисторов и напряжения питания. Высокую стабильность длительности импульсов имеют генераторы с накопительной линией. Такие генераторы перекрывают диапазон длительностей от долей наносекунды до десятков микросекунд. При большей длительности импульсов габариты линий заметно возрастают и их применение становится нежелательным.
Рис. 5.25. Схема генератора прямоугольных импульсов с накопительной линией.
Типичная схема генератора прямоугольных импульсов с накопительной линией, выполненая на специальном транзисторе ГТ338Б, показана на рис. 5.25.
Для получения импульсов обратной полярности нагрузку можно включить в цепь эмиттера. В табл. 5.3 приведены параметры ряда генераторов, выполненных на транзисторах различного типа.
При использовании коаксиальных линий с малым волновым сопротивлением Rл генераторы с накопительной линией можно использовать для формирования мощных импульсов тока прямоугольной формы. Для увеличения мощности включаются параллельно несколько генераторов (рис. 5.26). Генератор на нагрузке Rн≈10 Ом формирует импульсы с амплитудой 60 В и временем нарастания и спада менее 1 Нс. Длительность импульсов получена порядка 4 и 20 нс (зависит от применяемой линии). Особенностью схемы является включение развязывающих дополнительных линий задержки ЛЗ в цепи запуска и в выходные цепи, что обеспечивает устранение взаимного влияния лавинных транзисторов в момент запуска. Импульс на нагрузке появляется после того, как регенеративный процесс включения всех транзисторов успевает устойчиво развиваться.
Таблица 5.3
Для увеличения амплитуды импульсов по напряжению можно использовать последовательное включение лавинных транзисторов.
Рис. 5.26. Схема генератора мощных прямоугольных импульсов тока.
Генераторы нано- и пикосекундных импульсов с запуском мощных полевых транзисторов от лавинного транзистора
Генераторы