Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1947 года по МПК H03K3/53 

Общеизвестен метод получения кратковременных импульсов близкой к прямоугольнику формы путем использования разряда естественной или искусственной многозвенной линии. При такой системе в течение сравнительно большого промежутка времени между посылками импульсов происходит медленный заряд линии от специального выпрямителя, а затем в течение короткого промежутка времени, определяемого параметрами линии, происходит разряд линии на нагрузку. Управление разрядом линии производится при помощи управляемого разрядника того или иного вида, например, тиратрона, тригатрона или вращающегося разрядника. Выходное напряжение выпрямителя должно быть равно тому напряжению, до которого должна быть заряжена линия. При сопротивлении нагрузки, равном волновому сопротивлению линии, это напряжение равно удвоенному напряжению на нагрузке. Когда осуществление выпрямителя на требуемое высокое напряжение затруднительно, иногда применяются для заряда линии более сложные устройства, позволяющие

строить выпрямитель приблизител1,но на половинное напряжение, т. е. равное напряжению на нагрузке.

Однако выигрыш в напряжении выпрямителя достигается обычно путем значительного усложнения всей системы.

Согласно изобретению предлагается новая схема генератора прямоугольных импульсов, при использовании которой зарядное устройство и вся система значительно упрощаются и удешевляются.

Принцип действия и схема предлагаемого генератора ясны из рассмотрения фигур 1-4.

На фиг. 1 изображена схема генератора. Здесь 1 - зарядный дроссель, 2 - искусственная линия, 3 - высокочастотный дроссель, 4 - сопротивление нагрузки и 5 - разрядник.

Параметры искусственной линии выбираются как обычно, т. е. в зависимости от сопротивления нагрузки, длительности импульса и импульсной мощности.

Величина дросселя 1 выбирается такой, чтобы зарядная цепь оказалась настроенной на частоту напря135жения питания Е. Импеданц высокочастотного дросселя на частоте питания должен быть очень Л1ал, а на частотах - комнонентах имнульсного разряда достаточно велик, существенно превышая нагрузочное сопротивление. Работа разрядника 5 тем или иньш способом синхронизируется с частотой нитания, благодаря чему пробои происходят в требуемые моменты времени. Рассмотрим процесс заряда, начинающийся с момента прекращения пробоя в разряднике и заканчивающийся при наступлении нового пробоя. Эквивалентная схема зарядной цепи приведена на фиг. 2, где L - индуктивность зарядной цепи, / - полное активное сопротивление потерь в зарядной цепи и С - суммарная емкость звеньев искусственной линии. Малые по сравнению с L индуктивности искусственной линии и высокочастотного дросселя на зарядный процесс не влияют и на схеме фиг. 2 не показаны. Течение процесса заряда иллюстрируется фиг. 3. Возрастающее по экспоненциальному закону напряжение на линии в установившемся режиме благодаря резонансу достигает Л1аксил1ального значения , где Q (/ - частота питания). Таким образом, для случая, когда частота питания / гораздо выше частоты следования импульсов F, т. е. когда Т i, режим успеет установиться до наступления пробоя,, и линия зарядится до напряжения U EQ. При пробое разрядника напряжение на линии мгновенно падает до .. и значения UH - -тг- и остается неизменным в течение всего времени разряда т, определяемого параметрами линии. Эквивалентная схема для режима разряда представлена на фиг. 4. Так как значения добротности зарядной цепи практически могут получиться очень большие (порядка нескольких сотен), то можно получать очень большие выходные напряжения генератора импульсов при малых величинах питающего напряжения Е д;/я случая / F. Если частота следования F близка к частоте питания /, то за время между пробоями режим зарядной цепи установиться не успеет. В этом случае напряжение на линии к концу заряда достигнет значения ЕА, где A Q ), или, после простых преобразований, С (l-e j, где k --p-. В установившемся режиме А Q, а в неустановившемся режиме А возрастает с увеличением Q, стремясь в пределе к значению Атах k. Практически А Атах - k прм Q - 63 k. Из рассмотрения принципа действия генератора следует, что необходимо обеспечить пробои разрядника не только с заданной частотой, но и в требуемые моменты времени, согласованные с изменениями во времени амплитуды и фазы напряжения питания. Такая согласованность достигается рядом способов. Вполне возможно, например, применение управляемых разрядников типа тиратрона, тригатрона, дугового вентиля, а также неподвижного или вращающегося разрядников, пробой которых в требуемый момент времени обеспечивается любым из известных способов. Предмет изобретения 1. Генератор прямоугольных импульсов с использованием для аккумулирования энергии и формирования импульсов естественной или искусственной линии, состоящей из питаемого переменным напряжением контура, образованного последовательно включенными зарядным дросселем, линией и высокочастотным дросселем, и разрядника, при пробое которого запасенная линией энергия расходуется на подключенную

параллельно высокочастотному дросселю полезную нагрузку, отличающийся тем, что суммарная емкость элементов линии и индуктивность зарядного дросселя образуют контур, настроенный на частоту питания, с тем, чтобы пробои разрядника происходили с заданной частотой посылок в моменты времени, когда амплитуда и фаза напряжения на линии достигают заданных значений. 2. Генератор прямоугольных ИМПУЛЬСОВ согласно п. 1, отличающийся тем, что для получения разрядов в требуемые моменты времени применен униполярный разрядник.

3.Генератор прямоугольных импульсов согласно п. 1, отличающийся применением вращающегося синхронного разрядника.

4.Генератор прямоугольных импульсов согласно п. 1, отличающийся тем, что при малой разнице в частотах питания и посылок используется неподвижный разрядник.

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

- -AAW4 ,

Фиг. 4

Ф i П i

TT

I I V f