Параметры импульса. Периодический импульсный сигнал. Тригонометрический ряд Фурье

Зарегистрирован в м/к Под № ____ От _____________201 __г. Курс лекций для обучающихся по профессии 11.01.02 «Радиомеханик» по дисциплине: Раздел 3 «Импульсная техника» РАССМОТРЕНО На заседании МК от «__» _____________201__г Председатель МК _____________. УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по УР ____________ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Лекции разработаны для первого курса по профессии 11.01.02 «Радиомеханик» с целью изучения тем общепрофессиональных и специальных дисциплин учебного плана: • Основы электроники; • Основы телевидения; • Основы цифровой и микропроцессорной техники; • Электро-радиоизмерение; • Технология выполнения монтажа и демонтажа узлов и элементов радиоэлектронной и радиотелевизионной аппаратуры; • Технология обслуживания и ремонта электронной радиоаппаратуры; • Технология обслуживания и ремонта средств информационных технологий; • Технология инсталляции, регулировки, настройки, техническое обслуживание и ремонта аудио- и видеоаппаратуры; • Технология инсталляции, регулировки, настройки, техническое обслуживание и ремонта телевизионной аппаратуры. Содержание §3.1 Параметры импульса………………………………………………….. 4 §3.2 Периодический импульсный сигнал…………………………………..5 §3.3 Тригонометрический ряд Фурье …………………………………….. 5 §3.4 Спектральная диаграмма ……………………………………………. 6 §3.5 Линейные элементы и цепи ………………………………………….. .7 §3.6 Интегрирующая цепь…………………………………………………...7 §3.7 Дифференцирующая цепь.……………………………………………..9 §3.8 Транзисторный ключ на биполярном транзисторе.....….…………..10 §3.9 Релаксационные генераторы. Ждущий мультивибратор…………….13 §3.10 Автоколебательный мультивибратор………………………………..16 §3.11 RS - триггер…………………………………………………………….17 §3.13 Генератор линейно изменяющегося напряжения……………………17 §3.14 Автогенератор линейно изменяющегося напряжения………………18 Импульсная техника Импульсной техникой называют электронные устройства, с помощью которых вырабатывается, и преобразуются различной формы импульсный сигнал. Электрический импульс - это отклонение напряжения или тока от некоторого постоянного уровня в течение короткого промежутка времени, где время соизмеримое со временем переходного процесса в электронном устройстве. 3.1 Параметры импульса 1. Форма импульса: прямоугольная, треугольная, пилообразная. 2. Полярность импульса: положительная, отрицательная.  Рис. 3.1 Одиночный импульс 3. Определения отдельных частей импульса: а) вершина импульса - верхняя часть импульса; б) основание импульса - нижняя часть импульса; в) передний фронт - передний участок импульса на котором напряжение отклоняется от исходного значения; г) задний фронт (срез) - задний участок импульса в котором напряжение приходит к исходному состоянию; д) Um - максимальное значение напряжения импульса (амплитуда); е) ∆U - изменение напряжения импульса в области вершины от уровня 0,9 до 1; ж) tu - длительность импульса - временной участок в основании импульса на уровне 0,1; з) tф - время фронта - временной промежуток передней части импульса от уровня 0,1 до 0,9; и) tс - время среза - временной промежуток переходной части импульса от уровня 0,9 до 0,1. Um – амплитуда определяется разностью уровней напряжения до и после перепада. Перепад - это быстрое изменение напряжения или тока между двумя уровнями. 3.2 Периодический импульсный сигнал Периодическим импульсным сигналом называют сигнал, у которого импульсы повторяются через равные промежутки времени. Рис. 3.2 Периодический импульсный сигнал tп - время паузы - время отсутствия импульса Tu - период повторения импульсов, т.е. время между одноименными фронтами двух соседних однополярных импульсов: Tu = tu + tп . ƒ =  - частота следования импульсов. Скважность – это величина, которая показывает во сколько раз период больше длительности импульса: Q = . Если tп = tu , то такой периодический импульсный сигнал называют меандр, где скважность будет равно двум (Q = 2). 3.3 Тригонометрический ряд Фурье         Любой импульсный сигнал различной формы, полярности, периодичности можно представить в виде ряда гармоник различной амплитуды, частоты и фазы относительно друг друга. Это условие впервые определил французский математик Фурье. Если импульсный сигнал представить, таким образом, то можно предположить, что импульсный сигнал – это гармонический сигнал. На основании этого можно получить очень важное практическое следствие. Импульсный сигнал обрабатывается, усиливается по таким же законам, что и гармонический. Это означает, что параметры электронной схемы определенные для гармонического сигнала можно использовать и для параметров импульсного сигнала. Для этого достаточно представить импульсный сигнал как гармонический с помощью тригонометрического ряда Фурье.        Импульсный сигнал, показанный на Рис 3.2 можно представить математически в виде тригонометрического ряда гармоник: U(t) = U0 + Um1 cos ωt + Um2 cos 2ωt + …+ Umn cos nωt , где: U0 - постоянная составляющая напряжения гармонического ряда; Um1, Um2, ... ,Umn ,- амплитуда напряжения гармоник;  ω1 = ω =   - первая гармоника; ω2 = 2ω = 2 - вторая гармоника; ………………………………………..  ωn = nω = n - n - я гармоника.         Как правило, с увеличением частоты гармоник амплитуда её уменьшается. 3.4 Спектральная диаграмма Рис. 3.3 Спектральная диаграмма периодического импульсного сигнала         Совокупность гармоник образующих импульсный сигнал, называют спектром, а графическое изображение спектра называют спектральной диаграммой. Параметры спектральной диаграммы:   , , … - называют узлами спектральной диаграммы. В этих точках диаграммы гармоник нет. F =  – определяет частотный интервал спектра. Интервал определяет разницу частот соседних гармоник, величина которого равна частоте первой гармоники. Если Tu → 0 (ƒ → ∞), то импульс сольётся в постоянную составляющую. Если Tu → ∞ (f → 0), то периодический импульсный сигнал сольётся в одиночный импульс. Таким образом, Tu определяет плотность спектра. Для определения верхней границы полосы частот используют условия 95% мощности передаваемой энергии. Верхней частотой считается та, при которой все предыдущие гармоники несут 95% мощности импульсного сигнала и определяется: Fв =   - верхняя частота полосы; Fн = 0 - нижняя частота полосы.   3.5 Линейные элементы и цепи. Переходной процесс в линейных цепях         В схеме используют линейные и нелинейные элементы. У линейных элементов параметры от приложенного напряжения не зависят. К ним относятся R, C, L. Цепи образованные из подобных элементов называют линейными, например интегрирующая и дифференцирующая цепи. Элементы у которых параметры от приложенного напряжения меняются, называют нелинейными. Данные элементы имеют переменную вольт- амперную характеристику. К ним относятся все полупроводниковые приборы. Цепи образованные этими элементами называют нелинейными цепями.         В электрических цепях различают стационарные и переходные процессы.  Стационарным называют процесс, при котором электрические параметры с течением времени не меняются. Например, работающая схема генератора, усилителя и т.д.         Переходным называют процесс перехода схемы из одного стационарного состояния в другое. Например, процессы, происходящие в схеме генератора, усилителя при включении или выключении питания.         Для переходного процесса в линейных цепях определены два закона коммутации: 1. Ток в катушке не может меняться скачками по причине самоиндукции. 2. Напряжение на ёмкости меняется постепенно, если она подключена к источнику через резистор. 3.6 Интегрирующая цепь         В импульсных схемах, как и в других цепях, имеется входной и выходной сигнал. Импульсный сигнал, действующий на вход цепи, называют возбуждением. Выходной импульсный сигнал в цепи называют откликом (реакцией). Рис. 3.4 Временная диаграмма удлиняющей цепи              Рис. 3.5 Схема интегрирующей цепи                 Если на вход цепи подать запускающий импульс прямоугольной формы, то на выходе получим отклик параболической формы, её форма определяется величиной постоянной времени τ = RC. При появлении переднего фронта входного сигнала конденсатор начнёт заряжаться по следующей цепи: (+)1 вывод → R →(+)С сверху →(-)4 вывод. В момент появления возмущения, по закону коммутации, все напряжение источника будет приложено к сопротивлению, т.к. конденсатор не может принять заряд мгновенно. По мере заряда конденсатора появляется убывающий ток через сопротивление и падение напряжения на нём. Это означает, что в это время в схеме будут происходить переходные процессы. Переходной процесс будет протекать до тех пор, пока конденсатор не зарядится до напряжения входного сигнала. При отключении источника входного сигнала ёмкость будет разряжаться и станет источником тока разряда, который будет протекать по след. цепи: (+)С сверху → R → 1 вывод → внутреннее сопротивление источника входного сигнала → 4 вывод →( -)С снизу. В результате на выходе появится искажённый треугольный импульс, длительность которого больше длительности входного сигнала. По этой причине эту цепь называют удлиняющей. Подобные цепи часто используют для получения пилообразной формы сигнала из прямоугольного. Для этого подбираются параметры элементов так, чтобы τ > tu. В этом случае будет использоваться прямолинейный участок заряда и разряда ёмкости. Амплитуда выходного напряжения  будет несколько меньше чем величина входного напряжения.             τ = RC = [ом × ф] =  = [сек] – называют постоянной времени и определяет параметры импульсной цепи. 3.7 Дифференцирующая цепь Рис. 3.6 Схема дифференцирующей цепи         В данной цепи входной сигнал подается на С1, а выходное напражение снимается с R1. Во время подачи фронта входного сигнала С1 будет заряжаться по следующей цепи: (+) 1 вывод → С1(+слева) → R1 → (-) 4вывод. В момент подачи входного сигнала все напряжение будет выделяться на R1, т.к. С1 не может зарядиться скачком. Таким образом, на выходе появится напряжение входного сигнала. Пo мере заряда С1, ток заряда будет уменьшаться и соответственно будет уменьшаться падение напряжения на R1. По окончании заряда С1 ток заряда будет отсутствовать, и на выходе напряжения не будет. Эта схема будет находиться в таком состоянии, пока не появится срез входного сигнала, то есть источник импульсного сигнала отключился. Далее источником выходного напряжения будет напряжение заряда С1, который будет разряжаться по следующей цепи: С1(+слева) → 1вывод → внутреннее сопротивление источника → 4 вывод → R1 → С1(-справа). Ток, протекающий через R1, создаёт на нём обратное падение напряжения - это означает, что напряжение выходного сигнала сменило полярность. Величина этого напряжения вначале будет равна амплитудным, так как в этот момент времени ток разряда С1 и падение напряжения на R1 будут максимальными. Далее по мере разряда С1 ток разряда будет уменьшаться и будет уменьшаться величина выходного напряжения. Таким образом, на выходе цепи мы получим укороченный разно полярный выходной сигнал. Такой сигнал будет в случае если τ < tu по времени меньше входного и наоборот если τ > tu, то выходной сигнал будет повторять входной. В этом случае данная цепь будет использоваться как переходная цепь между каскадами. В первом случае дифференцирующая цепь применяется для запуска импульсных схем, генераторов, триггеров или в цепях синхронизации. Рис. 3.7 Временная диаграмма работы дифференцирующей цепи 3.8 Транзисторный ключ на биполярном транзисторе         Ключом называют электронное устройство для подключения или отключения нагрузки к источнику с помощью сигнала управления. В полупроводниковой технике в качестве активного элемента используют биполярные или полевые транзисторы. Транзисторный ключ является базовой схемой импульсных и цифровых схем. Если в качестве активного элемента в схеме ключа используется биполярный транзистор, то основными режимами для него будут режим отсечки, насыщения. Режим усиления используется в качестве переходного процесса (переключения). Как правило, транзистор включается по схеме с общим эмиттером, где пассивная нагрузка ограничивает ток коллектора. Рис. 3.8 Схема транзисторного ключа на биполярном транзисторе   Рис. 3.9 Входная и выходная характеристика транзистора из кремния        Для того чтобы транзистор переключился из режима отсечки в режим насыщения необходимо на его эмиттерный переход подать запускающий импульс. Причем величина напряжения этого импульса должна быть больше порогового напряжения. Пороговое напряжение существует для кремниевых транзисторов - это прямое напряжение, подаваемое на эмиттерный переход при котором он открывается. Величина порогового напряжения определяется с помощью входной характеристики транзистора. Так же на открывание влияет входная и проходная емкость, где входная емкость – это емкость эмиттерного перехода (Сб.э.), а проходная - коллекторного перехода (Сб.к.). Эти две емкости соединяются между собой параллельно через выходную емкость каскада, которая состоит из выходной емкости транзистора (Ск.э.), емкости монтажа (См.), и ёмкости входной цепи следующего каскада или исполнительного устройства. Таким образом резистор во входной цепи и Сб.э., Ск.б. образуют между собой интегрирующую цепь, которая в основном будет влиять на режим переключения транзистора. При отсутствии входного сигнала транзистор будет в режиме отсечки и на его коллекторе напряжение будет равно Ек. При подаче фронта входного сигнала вышеуказанные емкости на входе транзистора не смогут получить заряд скачком, а будут заряжаться постепенно. Поэтому он будет находиться в закрытом состоянии, пока напряжение на базе не станет больше порогового. По этой причине изменение напряжение на коллекторе транзистора будет запаздывать. Когда напряжение на базе станет больше порогового, транзистор откроется и переключится из режима отсечки в режим усиления. При дальнейшем увеличении напряжения на базе, транзистор будет приоткрываться и его рабочая точка на динамической характеристике будет перемещаться из точки А в точку В. Когда напряжение на коллекторе станет меньше чем на базе коллекторный переход откроется и транзистор переключится в режим насыщения. Время открывания транзистора определяет время фронта выходного импульса. При дальнейшем увеличении напряжения на базе конденсаторы продолжат накапливать заряд и в режиме насыщения. В этом случае напряжение на коллекторе и выходное сопротивление транзистора будет стремиться к нулю.. Это будет продолжаться до тех пор пока, не появится срез входного сигнала. При наличии среза входного сигнала прямое напряжение на переходе будет присутствовать за счёт предварительно накопленного заряда входной ёмкости транзистора. Далее эта ёмкость будет разряжаться, и на ней будет рассасываться заряд. Некоторое время, после отключения входного сигнала, транзистор будет в состоянии насыщения, пока напряжение на базе не станет меньше чем на коллекторе и только тогда переключится в режим усиления. Это приведёт к задержке нижнего уровня выходного сигнала. Далее по мере разряда входной емкости напряжение на базе будет уменьшаться, а выходное сопротивление увеличиваться. В это время будет формироваться срез выходного импульса. Когда напряжение на базе станет меньше порогового транзистор закроется и на коллекторе появится напряжение Eк. Из работы схемы ключа видно, что выходной импульс запаздывает по отношению входного и имеет трапецеидальную форму. Рис. 3.10 Временная диаграмма работы транзисторного ключа Работа ускоряющего конденсатора.         Для более качественной работы ключа, то есть уменьшения времени запаздывания во время переключения, необходимо использовать некоторые схемотехнические решения. Например, параллельно R подключается ускоряющий конденсатор небольшой ёмкости. Во время подачи фронта входного сигнала, C не заряжена, общее сопротивление R параллельно включенный С резко уменьшается и появится дополнительно ток заряда входной емкости транзистора. Входная ёмкость будет заряжаться быстрее и как следствие уменьшится время запаздывания передней части импульса.         Когда появится срез входного сигнала напряжение заряда С будет создавать дополнительно противоток току разряда входной ёмкости транзистора. Это вызовет уменьшения запаздывания среза выходного импульса. Так же можно уменьшить время запаздывания путём применения в схеме ключа более качественный транзистор имеющий малую входную ёмкость, например, использовать транзисторы СВЧ. 3.9 Релаксационные генераторы. Ждущий мультивибратор         Релаксационными генераторами называются генераторы, которые вырабатывают импульсный сигнал. Импульсный сигнал - это сигнал, имеющий прямоугольную, треугольную, пилообразную и другую форму. Генератор, который вырабатывает прямоугольные импульсы, называют мультивибратором. Схемы мультивибратора различают на ждущий мультивибратор и автоколебательный. Ждущим называется мультивибратор, который запускается внешним импульсным сигналом. Рис. 3.11 Схема ждущего мультивибратора         Схема работает в двух режимах - это режим, ждущий и режим запуска. Ждущий режим         В   ждущем  режиме  на  входе   схемы   отсутствует входной сигнал. Элементы схемы подбираются таким образом, чтобы в этом режиме VT1 находится в режиме отсечки, а VТ2 в режиме насыщения. VT2 находиться в режиме насыщения за счёт его тока базы протекающего по следующей цепи: + EК → ┴ → R4 → ЭБVT2 → R5 → ̶ EК.          За счёт тока базы также заряжается и С2 по цепи: + EК → ┴ → R4→ ЭБ VT2 → C2(+справа) → R3 → ̶ EК.         Ток коллектора VT2, будет протекать по следующей цепи: + EК → ┴ → R4 → ЭКVT2 → R6 → ̶ EК.         Ток протекающий через R4 создаёт на нём падение напряжения и это напряжение будет обратным для эмиттерного перехода VT1. Данное напряжение в режиме покоя схемы должно быть больше  прямого. Прямое напряжение на эмиттерном переходе VT1 образуется делителем напряжения батареи коллектора R1, R2. Таким образом, на эмиттерный переход VT1 действует два напряжения, включённые между собой последовательно и встречно – это падение напряжения на R2 ̶ прямое и падение напряжения на R4 ̶ обратное. Причём UR2 < UR4, потому общее напряжение, образованное от этих напряжений будет обратным и будет удерживать VT1 в режиме отсечки. Режимы запуска.         В режиме запуска на базу VT1 через С1 подается кратковременный импульс в отрицательной полярности. Под действием этого импульса VT1 переходит из режима отсечки в режим усиления. Вследствие этого выходное сопротивление транзистора резко уменьшится и подключит напряжение заряда С2 к эмиттерному переходу VT2. Это напряжение для него будет обратным и транзистор через усилительный режим перейдет в режим отсечки. По мере закрывания VT2 его ток коллектора будет уменьшаться, и будет уменьшаться падение напряжения на R4. Этот процесс будет происходить лавинообразно, то есть VT2 будет закрываться, а VТ1 будет открываться до насыщения, так как падение напряжения на R4 резко уменьшится. В этом состоянии схема будет находится пока не разрядится С2 по следующей цепи: С2(+справа) → R5 → R3 → C2( ̶ слева). Когда С2 разрядится, то появится ток базы VТ2 и транзистор лавинообразно откроется. Его ток коллектора будет увеличиваться и будет создавать падение напряжения на R4, что приведёт к лавинообразному закрыванию VТ1. Схема вновь перейдет в режим ожидания. Время закрытого состояния VТ2 зависит от постоянного времени, которое можно регулировать τ = С2(RЗ+R5). Таким образом, можно регулировать время задержки среза выходного импульса. Данная схема используется для преобразования входного сигнала в сигнал прямоугольной формы, а так же для временной задержки входного сигнала. 3.10 Автоколебательный мультивибратор         Данная схема автоматически вырабатывает прямоугольные импульсы. Схема состоит из двух схем усилителей связанных между собой положительной обратной связью. Для симметричной схемы, которая вырабатывает меандр, одноименные элементы усилителей должны быть одинаковы, так R1= R2, RЗ = R4,С1= С2,VТ1= VТ2.          В момент включения питания транзисторы находится в усилительном режиме за счёт образованных токов базы. Ток базы VТ1 будет протекать по следующей цепи: + ЕК → ЭБVТ1 → R4 → EК, а ток базы VТ2 по цепи: + ЕК → ┴ → БVT2 → R3 → ̶ Ek. Одновременно токи базы заряжают С1, С2. С1 заряжается по цепи: + ЕК → ┴ → ЭБVТ2 → С1(+справа) → R1 → ̶ ЕК, а  С2 будет заряжаться через следующую цепь: +Еk → Э.Б.VТ1 → С2(+слева) → R2 → -Ек. Таким образом на эмиттерный переход каждого транзистора будут действовать два напряжения. На эмиттерный переход VТ2 действует напряжение заряда С1 ̶ обратное и падение напряжения на выходном сопротивлении VТ1 ̶ прямое. Рис. 3.12 Схема мультивибратора  Эти напряжения будут включены между собой последовательно и встречно. Если VТ2 находится в усилительном режиме, то это означает, что прямое напряжение немного больше обратное и общее напряжение будет прямым для эмиттерного перехода VТ2. На эмиттерный переход VТ1 действует также два напряжения включенных последовательно и встречно ̶ это напряжение заряда С2 ̶ обратное и падение напряжения на выходном сопротивлении VТ2 ̶ прямое. Общее напряжение от выше указанных будет так же прямым для эмиттерного перехода VТ1, и будет удерживать его в данный момент времени в усилительном режиме. После накопления энергии схемой далее на её работу будет оказывать разброс параметров элементов. Например, VT1 будет открываться медленнее, чем VТ2, то есть VТ1 , "отстаёт". По этой причине напряжение на коллекторе VТ1, будет несколько больше чем на коллекторе VТ2 и VT2 автоматически приоткроется, а VТ1 увеличит своё выходное сопротивление. Этот физический процесс будет происходить лавинообразно до тех пор, пока VТ1, полностью не закроется, а VТ2  перейдёт в режим насыщения. Далее С1 до зарядится до напряжения батареи коллектора, а С2 будет разряжаться по след, цепи: С2(+слева) → R4 → R2 параллельно внутреннему сопротивлению EК → ┴ → ЭКVТ2 → С2( ̶ справа) и будет подключён через открытый VT2 к эмиттерному переходу VT1. Напряжение заряда С2 будет обратным для эмиттерного перехода VT и будет держать его в закрытом состоянии до окончании разряда С2. На входе VT1 будет логическая единица, а на коллекторе VT2 логический ноль. Когда С2 разрядится, то появится ток базы  VT1 и он откроется. По этой причине напряжение заряда С1 будет подключено к эмиттерному переходу VT2. Это напряжение для него будет обратным и будет лавинообразно закрывать транзистор. Тогда VT2  закроется , а VТ1  откроется до насыщения. Далее С2 будет заряжаться до напряжения батарей коллектора, а С1 будет разряжаться по следующей цепи: С1(+справа) → R3 → R1 параллельно внутреннему сопротивлению EК → ┴ → ЭКVT1 → C1( ̶ слева). В этом случае на коллекторе VT1 будет логический ноль, а на К VT1 будет единица. Далее все физические процессы будут автоматически повторятся . Время переключения транзисторов будет несоизмеримо малым, поэтому можно считать, что генератор вырабатывает  прямоугольные импульсы. 3.11 RS - триггер Рис. 3.13 Схема RS - триггера         Триггер - это электронное устройство, которое находится в устойчивом состоянии и состоит из двух схем усилителей, связанных между собой цепями положительной обратной связи Триггеры различают симметричные и несимметричные. Симметричным триггером называют триггер, у которого одноимённые элементы одинаковы. Переключение схемы обеспечивается внешним импульсом. Схема работает в двух режимах в ждущем и режиме переключения. Ждущий режим.          Ждущим режимом называют режим, когда отсутствует на входе схемы возмущение. В этом случае один транзистор будет обязательно находиться в режиме отсечки, другой в режиме насыщения. В данной схеме возьмём VT1 закрытым (лог. 1), а VT2 открытым (лог.О). Так как VT1 закрыт, то на его коллекторе будет напряжение близкое к напряжению источника питания . Это напряжение подаётся на делитель напряжения R2, R5. Падение напряжения на R5 будет прямым и большим по величине для эмиттерного перехода VT2. Ток коллектора VT2 будет протекать по цепи: + ЕК →R7 →КЭ VТ2 → R4 → ┴ → ̶ ЕК. Падение напряжения на R4 является обратным для эмиттерного перехода VT1,VT 2. На эмиттерный переходе VT 2 действуют два напряжения включённых последовательно и встречно ─ это падение напряжения на  R5 – прямое и падение напряжения на R4 – обратное, тогда напряжение на базе VT2 будет равно: UБVT2 = UR5 – UR4. Так как UR5 > UR4, то VT2 будет открыт до насыщения. VT1 будет закрыт за счёт обратного напряжения, которое сформировано на эмиттерном переходе транзистора. Это напряжение создаётся двумя источниками – это падение напряжения на R3 ̶ прямое создаваемое делителем напряжения на коллекторе VT2 R6,R3 и падение напряжения на R4 –обратное, тогда напряжение на базе VT1 будет равно: UБVT1 =  UR3 – UR4. Так как UR3 > UR4, то он будет закрыт. Режим переключения.         В данном режиме на базуVT1 и VT2 одновременно подаются запускающие импульсы в отрицательной полярности через VD1,VD2. Из схемы видно, что запускающий импульс будет работать на открытие VT2 и на его коллекторе напряжение резко повысится. Падение на R4 резко уменьшится, что в итоге создаёт условие для лавинообразного открывания  VT1. Далее открытый VT1 будет удерживать в закрытом состоянии VT2 до следующего запускающего импульса, где С1 и С3 ускоряющие ёмкости. 3.12 Генератор линейно изменяющегося напряжения Рис. 3.14 Схема генератора пилообразного напряжения внешним возбуждением Генераторы линейно изменяющегося напряжения - это генераторы, которые вырабатывают пилообразно импульсное напряжение.         Для запуска данной схемы используется внешние импульсы малой длительности, которые переводит транзистор из режима отсечки в режим насыщения. При отсутствии входного сигнала С1 заряжается по цепи: + ЕК → R2 → С1(+сверху) → ┴ → EК. При появлении фронта входного сигнала транзистор открывается до насыщения и его выходное сопротивление стремится к нулю. Это означает, что сопротивление цепи разряда конденсатора стало значительно меньше сопротивление цепи заряда. Поэтому С1 будет разряжаться по следующей цепи: С1(+сверху) → КЭ VT → ┴ → С1( ̶ снизу). При наличии среза входного сигнала цепь разряда отключается и С1 будет вновь заряжаться по выше указанной цепи. R1,С1 в данной схеме называют времязадающей цепью, которая формирует пилообразное напряжение. Постоянная времени τ =R1С1 подбирается таким образом, чтобы использовался линейный участок заряда и разряда конденсатора - этим обеспечивается линейность выходного сигнала. Время заряда ёмкости будет всегда намного больше времени заряда, где tЗ – время заряда (время прямого хода), tР – время разряда (время обратного хода), Т= tЗ + tР (период импульсного сигнала). 3.13 Автогенератор линейно изменяющегося напряжения Рис. 3.15 Схема генератора импульсов пилообразной формы         Генератор вырабатывает автоматически импульсы пилообразной формы повышенной линейности. Схема собрана на VT1 и VT2 разной проводимости, где для них общей нагрузкой является R4. Для питания схемы используется два источника E1 и E2. E1 формирует выходной импульс, а E2 обеспечивает  ток базы VT2 . C1, C3  элементы положительной обратной связи. В момент подачи питания схемы включается в усилительный режим транзистор VT2 за счёт тока базы протекающего по следующей цепи: + E2 → R5 → БЭVT2 → R3 → ┴ → ̶ E2. Своим выходным сопротивлением он подключает цепь заряда  С1 к источнику E1 и ток заряда ёмкости будет протекать по цепи: + E1 → R1 → БЭVT1 → С1(+сверху) → КЭ VT2 → R3 → ┴ → ̶ E1. В начале ток заряда С1 будет на столько большим, что VT1 сразу переключится в режим насыщения и подключит своим выходным сопротивлением цепь заряда С3, который будет от источника E1 по цепи: + E1 → R1 → ЭКVT1 → С3(+сверху) → БЭVT2→ R3→ ┴ →- E1. Ток заряда С3 так же будет очень большим и переключит VT2 из режима усиления в режим насыщения. По мере заряда С3 ток заряда начнёт уменьшаться и будет уменьшаться ток базы VT2 . В какой-то момент времени VT2 вновь переключиться в режим усиления и его выходное сопротивление возрастёт. На этом формирование фронта импульса заканчивается. Вследствие увеличения выходного сопротивления VT2 , увеличивается напряжение на коллекторе. Это напряжение будет складываться с напряжением заряда C2 , т.к. они включены между собой последовательно и согласно. Когда напряжение на базе VT1 станет больше чем на эмиттере, транзистор закроется. Закрытый VT1 обрывает цепи заряда С2 и С3 и далее эти ёмкости начнут разряжаться. Сопротивление цепи разряда будет намного больше цепи заряда, и соответственно время разряда будет значительно больше. С1 будет разряжаться через R2, а С3 по следующей цепи: С3(+сверху) → R4 → КЭVT2 → R3 → ┴ → С4 (ёмкость фильтра питания) → R5 → С3( ̶ снизу). По мере разряда С3 минус на нижней обкладке будет уменьшаться, а ток базы VT2 увеличиваться и транзистор будет далее приоткрываться. Его выходные сопротивление будет уменьшаться и будет уменьшаться положительное напряжение на коллекторе VT2, в это время будет также разряжаться и С2. В какой-то момент времени напряжение на базе  VT1 станет меньше чем на эмиттере, транзистор откроется и закончиться формирование среза импульса. Далее всё физические процессы будут повториться. По мере разряда С3 будет уменьшиться положительное напряжение на верхней обкладке конденсатора относительно корпуса. Также одновременно будет уменьшаться выходное сопротивление VT2. Эти два элемента одновременно будут создавать линейность во время среза выходного импульсного сигнала.