4.7. Генераторы с дискретной регулировкой длительности импульсов

Цепочечная структура ОИЛ позволяет регулировать длительность импульсов тока нагрузки за счет разряда различного числа ячеек. При этом минимальная дискретность регулирования определяется числом звеньев линии , а длительность формируемых импульсов , где .

На рис. 4.17 приведены импульсы тока нагрузки 10-звенной линии при включении двух, четырех, шести, восьми и десяти ячеек. Из рисунка видно, что при таком способе регулировки увеличиваются относительные длительности фронта и среза, но их абсолютная величина остается неизменной. Понятно, что ручное подключение или отключение части ячеек линии не представляет интереса.

Рис. 4.17

Поэтому практическую реализацию данного способа регулирования длительности можно осуществить, используя два принципиально различных подхода:

 заряд посредством электронного или электромеханического зарядного коммутатора необходимого числа ячеек ОИЛВ, разряд которой на нагрузку обеспечивается одним разрядным ключом VT (рис. 4.18);

Рис. 4.18

 разряд необходимого числа ячеек полностью заряженной ОИЛ с уп­равляемыми вентилями, также включенными последовательно с индуктивностями ячеек (рис. 4.19). В случае одновременного включения всех вентилей с помощью системы управления СУ такая линия представляет собой ОИЛВ, но требует зарядного устройства, обеспечивающего раздельный заряд каждой ячейки.

Рис. 4.19

Перспективным способом дискретной регулировки длительности ОИЛ является способ разбиения цепочечной структуры линии на отрезки, формирующие импульсы разной длительности. Коммутация таких отрезков на нагрузку в различной последовательности позволяет заметно сократить чис­ло разрядных управляемых вентилей.

Рассмотрим ОИЛ, содержащую n звеньев и разделенную на m неодинаковых отрезков таким образом, что длительность импульса, формируемого каждым последующим отрезком, в два раза больше, чем предыдущим: , где .

Приведенная на рис. 4.20 схема ГИТРД позволяет формировать в нагрузке импульсы, длительность которых изменяется дискретно в следующих диапазонах:

, где ; .

Здесь ₁ – длительность импульса, формируемого первым отрезком ОИЛ. Работа схемы (рис. 4.20) обеспечивается тем, что выход любого j-го отрезка линии соединен со входами каждого предыдущего отрезка: (j – 1); (j – 2), ...., 2; 1 и с нагрузкой.

Рис. 4.20

Сравним схемы генераторов с равными дискретами длительностей ₁ (см. рис. 4.18 и 4.19) и генератора с дискретами, изменяющимися по закону двоичного кода при одинаковых значениях _max (см. рис. 4.20) по количеству используемых вентилей.

Зависимость величины дискретности длительности импульса от числа разбиений ОИЛ на отрезки значительно сильнее выражена во втором случае.

Действительно,

; ,

причем при m  2, где и – относительные величины минимальных длительностей импульсов, реализуемых, соответственно, при равномерном и при неравномерном законах разбиения ОИЛ на одинаковое число отрезков.

В случае равномерного разбиения ОИЛ на отрезки (при этом число отрезков может быть меньше, чем число ячеек, т. е. m < n) число вентилей

.

При неравномерном разбиении ОИЛ на отрезки по закону двоичного кода зависимость числа вентилей от числа разбиений следующая:

.

При двоичном законе разбиения ОИЛ на отрезки максимальная длительность импульса , откуда .

Для одинаковых величин дискретности  < 0,33 вариант разбиения ОИЛ на отрезки по закону двоичного кода предпочтительнее по числу используемых вентилей, чем при равномерном разбиении. Однако следует учесть, что неравномерное разбиение ОИЛ на m₂ отрезков позволяет реализовать и неравномерный дискретный ряд .

Таблица 4.3

	, %	m2
1	100	1	1	1
1/3	33	2	3	3
1/7	14	3	7	6
1/15	6,7	4	15	10
1/31	3,2	5	31	15
1/63	1,6	6	63	21

На практике выбор варианта должен определяться необходимой точностью регулирования. Как видно из табл. 4.3, например для случая   10 %, варианты равнозначны по числу вентилей, но второй вариант обеспечивает более высокую точность регулирования (выше заданной), так как при  = 10  = 0,1, а при  = 10  = 0,067.