2.2 锯齿波发生器工作原理
图4为整体电路图,Q2、R5、C3组成恒流充电型锯齿波发生器,因此C3为定时电容,要求精度较高,C2、C4、C5为辅助电容无高精度要求,C2只要求漏电小,可采用小容量独石电容。恒流源对C4充电的电流取决于式(1)
R2、R3、R4和R8组成分压网络,通过S1、S2改变分压比,设置不同的控制锯齿波电压的最大值,从而在2~4的范围内改变脉冲个数。C4、Q4、R10、Q5组成锯齿波电压的最大值控制器,如果D点的电压达到33 V则Q5触发导通,可控硅Q4导通,C3、C5的电压迅速泄放,重新形成锯齿波。
2.3 比较点自动改变的脉冲发生器工作原理
C2、D1、Q3、R7、组成比较点自动改变的脉冲发生器。开始时C2的电压为0 V,因此当A点的锯齿波电压达到33 V时(比较点1)Q3触发导通,控制频闪管的可控硅Q1导通实现一次频闪。此时由于C3和C5远远大于C2(实验表明取10倍以上即可),因此C2迅速被充上Q3的回差电压7 V后Q3截止。A点的锯齿波电压继续上升,电压达到33+7=40 V时(比较点2),Q3触发导通C2迅速再充上7 V,此时C2的电压为7+7=14 V,依此类推。因此比较点1、2、3、4的电压分别是33V、40 V、47 V、54 V。A点的锯齿波电压达到设定的次数控制电压时,Q4导通C3通过D2,C2通过D1迅速放电,重新开始下一个周期。
改变稳压管D2的稳压值可改变锯齿波的起始点,从而改变第一个脉冲到来的时间T1。
2.3 实验结果
由于定时时间为秒量级,触发脉冲时间为微秒量级,因此触发脉冲很难观测到,所以用检测被触发后的频闪管两端的波形来代替触发脉冲的波形。
图5中脉冲数设定2次,上图的定时电容C3为4.7μF,下图的C3为4.7+2.2=6.9μF,改变量约为50%时实际测量的工作波形。
图6中脉冲数设定4次,上图的C3为4.7μF,下图的C3为6.9μF时实际测量的工作波形。
可见电容C3的容量在50%范围内改变时,只是触发脉冲间隔变化,而设定的次数不变,而且由于采用恒流充电方式,触发次数从2~4时脉冲间隔时间几乎一样,如果改变分压比可在1~8内控制脉冲个数。
3 结束语
用一个电容和双向触发二极管并采用逐次电压比较法形成脉冲序列,由于只用了一个电容,所以克服了传统的脉冲序列发生器用2个电容进行定时所产生的种种问题。
实验证明,采用双向触发二极管DB3组成的单电容脉冲序列发生器,无需提供低压工作电源,直接利用频闪用300 V高压,整个电路在微功耗状态下工作。
由于DB3的回差电压为7 V,因此每一个比较点的电压差较大有利于抗干扰。
采用这种电路时,即使定时电容C3的容量改变50%时,发生器也能准确地输出设定脉冲,只是时间间隔变大,而C2作为保持电容,其容量改变100%倍时对定时时间几乎没有影响。在生产中使用的电容一般误差为±lO%,因此很容易满足本电路的要求。