Генераторы импульсов

Требования к генераторам импульсов (ГИ) включают в себя: а) формирование импульсов с заданными параметрами: амплитудой, длительностью, частотой, скважностью, б) необходимость достижения высокого КПД. При этом необходимо учесть свойства межэлектродного промежутка (МЭП) - резко нелинейного элемента электрической цепи.

Стабильность импульсов тока - постоянство их длительности зависит от постоянства свойств промежутка и крутизны переднего фронта импульса напряжения. Чем больше эта крутизна, тем стабильнее импульсы тока.

Импульсные генераторы различают по принципу действия, конструкции и параметрам импульсов. ГИ условно подразделяют на зависимые, ограниченно зависимые и независимые. В первых из них параметры генерируемых импульсов определяются физическим состоянием межэлектродного промежутка. В независимых генераторах импульсы не связаны с состоянием МЭП.

В основе ГИ лежит накопление энергии в реактивных элементах конденсаторе или индуктивной катушке и последующей отдаче ее в виде разряда в МЭП.

Релаксационные генераторы могут иметь разные модификации.

RС-генератор импульсов (рис. 13.2, а) состоит из последовательно соединенных ИП G, ключа К, токоограничивающего сопротивления R₁и накопительного конденсатора С₁, подключенного параллельно МЭП.

LC-генератор (рис. 13.2,б) имеет обмотку вибратора L, через которую протекает зарядный ток конденсатора С. Вначале он притягивает якорь Я электромагнитного вибратора и увеличивает МЭП, поднимая ЭИ.

К концу зарядки конденсатора ток через обмотку вибратора постепенно спадает, удерживающая якорь вибратора электромагнитная сила ослабевает и электроды начинают сближаться, уменьшая МЭП. После пробоя промежутка и прохождения импульса тока цикл работы генератора повторяется. Частота импульсов определяется соотношением L и С.

RLC-генераторы (рис. 13.2, в) имеют в зарядной цепи индуктивность L, что позволяет уменьшить сопротивление R, потери активной энергии на нем, следовательно повысить КПД. Такие генераторы работают при более низком напряжении, чем RС-генераторы, так как при наличии резонанса между индуктивностью и емкостью напряжение на конденсаторе-накопителе оказывается больше напряжения источника питания.

СС-генератор импульсов (рис. 13.2, г), в котором в качестве токоограничивающего элемента используется конденсатор С_1,имеет более высоким КПД по сравнению с LC-генератором. Частотные свойства СС-генератора определяются в основном частотными характеристиками диодов выпрямителя В.

Статические ГИ обеспечивают временные и энергетические параметры в широком диапазоне при отсутствии накопительных элементов. В них легко формируются прямоугольные и униполярные импульсы. Конструктивно они выполнены в основном на транзисторных или тиристорных полупроводниковых приборах.