обеспечивает быструю разрядку конден-тасора С6 и, как следствие, снижение до нуля выходного напряжения

Рис. 22. Формы сигналов элементов ПЧН низкой и высокой частотах входного сигнала

по схеме рис. 21: а и б - соответственно при

В результате прохождения тока IC2 через конденсатор С2 происходит постепенная его зарядка, вследствие чего уменьшается до нуля базовый ток транзистора VT2, и он выключается.

При появлении напряжения икл наряду с открытием транзистора VT2 включается и транзистор VT3, поскольку в его базу поступает ток тбЗ=1сз через ранее разрядивший конденсатор СЗ. В результате этого напряжение на базе транзистора VT7 снижается, что обеспечивает его выключение с отключением от отрицательного полюса источника питания базы транзистора VT8. Тем самым подготовляется возможность последующей зарядки конденсатора Сб.

При включении транзистора VT3 через резисторы R10 и R11 происходит разрядка ранее заряженного конденсатора С4 и подготовляется включение транзистора VT4 после того, как произойдет выключение транзистора VT3. Но до тех пор, пока транзистор VT3 включен, вместе с транзистором VT4 остается закрытым и транзистор VT5, благодаря чему происходит беспрепятственная зарядка конденсатора С5 через резистор R15. При этом напряжение, подводимое к базе транзистора VT6,

Use = Un-Uc6,(11)

где иС5 - напряжение на конденсаторе С5; Ua - напряжение источника питания ПЧН.

Напряжение, подводимое к конденсатору С6 от эмиттера транзистора VT9 после выключения транзистора

Uce = Use + ДиэБб + Дизвв + ДЦ/о2 - Дивэд,

где ДиЭБб, ДиЭБ8 и ДиБЭ9 - падения напряжения на переходе база - эмиттер соответственно транзисторов VT6, VT8, VT9; ffUVD2 - падение напряжения в диоде VD2.

В первом приближении можно принять, что все указанные падения напряжения имеют одинаковую величину Ди. При этом условии выражение (12) с учетом формулы (11) имеет вид

исб = ип-ис5 + 2Ди.(13)

Напряжение на выходе ПЧН

ивых = иСб-Дивз10-Дивз11,(14)

где ДиБЭ10 и Дивэ11 - падения напряжения на переходе база-эмиттер соответственно транзисторов VT10 и

Если, как и ранее принять, что ДиБЭЮ = АиБЭП =А(У, то формулу (14) можно записать в виде

ивых = Vn-Vc5.(15)

Зарядка конденсатора С6 начинается не сразу после включения транзистора VT3, а только после того, как вследствие зарядки конденсатора С2 произойдет выключение транзистора VT2, и положительный полюс конденсатора С6 будет отсоединен от отрицательного полюса источника питания. Начало этого периода на рис. 22 обозначено точкой Б, а его окончание соответствует моменту выключения транзистора VT3, т. е. при уменьшении до нуля тока 1БЗ =IC3. Зарядка конденсатора С6 осуществляется через резистор R19, имеющий малое сопротивление. Благодаря этому зарядка данного конденсатора до напряжения источника зарядки, равного величине Un - иС5+2Ди, происходит в очень короткий промежуток времени (рис. 22), который всегда короче максимально возможного периода его зарядки (до момента выключения транзистора VT3), определяемого интервалом между точками Б и В. Таким образом, гарантируется нормальное функционирование ПЧН даже при значительных разбросах параметров комплектующих изделий его времязадающих цепей.

Конденсатор С6 к его зарядной цепи подключается практически в конце зарядки конденсатора С5, когда он уже заряжен до максимального значения напряжения UC5max (соответствующего данной частоте входных сигналов). Для этого случая формулы (13) и (15) следует записать в виде

= Un - Uc5max + 2Ди;(16)

UBhjlX=Un-Uc5max.(17)

После того, как вследствие зарядки конденсатора СЗ произой-ден выключение транзистора VT3, на его коллекторе появится напряжение икз высокого уровня. При этом включится транзистор VT7, вследствие чего будет прервана связь между конденсатором С6 и источником его зарядки. В то же время через ранее разрядившийся конденсатор С4 и резистор R10 в базу транзистора VT4 поступит ток, что обеспечит включение как данного транзистора, так и транзистора VT5 (вследствие замыкания цепи тока IB5 его базы). В результате этого через открытый переход коллектор - эмиттер транзистора VT5 и резистор R14 низкого сопротивления произойдет быстрая разрядка конденсатора С5 (рис. 22).

Протекание тока через конденсатор С4 приведет к постепенной его зарядке с уменьшением до нуля силы тока 1Б4. Следствием этого является закрытие транзисторов VT4 и VT5, после чего начинается новый цикл зарядки конденсатора С5. Из анализа формулы (17) следует, что (7ВЫХ возрастает по мере уменьшения напряжения ис5тах. С повышением частоты входных сигналов напряжение Uc5max уменьшается и, следовательно, возрастает выходное напряжение иВЫх.

Таким образом, в течение любого цикла действия входного сигнала установившееся значение напряжения на конденсаторе С6 определяется напряжением Uc5max, до которого конденсатор С5 зарядился в конце предшествовавшего цикла. С учетом этого напряжение, действующее на выходе ПЧН в течение i-го цикла входного сигнала,

UBhalXi = Un - UC5max(i - 1),(18)

где UC5 max(i-1) - максимальное напряжение на конденсаторе С5 в конце (i - 1)-го цикла.

Зависимость напряжения ивых на выходе ПЧН от частоты f входных сигналов, полученная при испытаниях ПЧН, выполненного по схеме рис. 21, является нелинейной (рис. 23). Однако, как это показано штриховыми линиями на рис. 23, нелинейная характеристика ПЧН может быть с достаточной точностью представлена в виде двух отрезков с линейным изменением выходного напряжения от частоты входного сигнала в диапазонах 20 - 70 и 70 - 130 Гц. Для ряда устройств электронных систем управления агрегатами автомобилей линейность зависимости ивых = F(f) не является обязательным требованием к характеристике ПЧН.

Выходное напряжение ПЧН по схеме рис. 21 является функцией напряжения, до которого заряжается конденсатор С5, При этом несмотря на то, что связь между конденсатором С5 и выходом ПЧН осуществляется через несколько полупроводниковых приборов, в выражении (18) отсутствуют составляющие, зависящие от характеристик этих полупроводниковых приборов. Данная особенность схемы является существенным ее преимуществом, поскольку обеспечивается высокая температурная стабильность характеристики Usblx = F(f) ПЧН, несмотря на значительное влияние температуры на параметры полупроводниковых приборов. Такой результат получен вследствие того, что связь между конденсатором С5 и выходом ПЧН образована с помощью эмиттерных повторителей, выполненных на базе транзисторов типа p-n-р (VT6, VT8) и типа n-p-n (VT9, VT10, VT11). При этом падения напряжения в переходах база - эмиттер транзисторов типов p--n-p и n-p-n имеют

обратные знаки, что обеспечивает их взаимную компенсацию, независимо от температуры окружающей среды. В рассматриваемой схеме вместо одного эмит-терного повторителя на базе транзистора типа р = n= р используется диод VD2, падение напряжения в котором компенсирует падение напряжения в одном из эмиттерных повторителей на базе транзисторов типа п-р-п.

28 40 6Q Зв Wf,Cu,

Рис. 23. Зависимость напряжения на выходе ПЧН по схеме рис. 21 от частоты входного сигнала

Рис. 24. Схема ПЧН с преобразованием входного сигнала в течение цикла, содержащего управляемый фильтр низких частот

У ПЧН, выполненного по схеме рис. 21, имеются провалы напряжения на конденсаторе С6 в периоды его зарядки и разрядки (см. рис. 22). Такие же провалы напряжения передаются от конденсатора С6 на выход ПЧН через транзисторы VT10 и VT11. Этот недостаток устранен в ПЧН, выполненном по схеме рис. 24, которая отличается от рассмотренной выше схемы наличием дополнительного управляемого фильтра низких частот ФНЧ, состоящего из резистора R20 и конденсатора С7.

Источником зарядки конденсатора С7 является конденсатор С6, поэтому напряжение, до которого заряжается конденсатор С7, определяется следующим выражением, в котором для упрощения принято, что падение напряжения в переходе база - эмиттер всех транзисторов является одинаковым и составляет ДД:

Ucy = Uca - ДиБзю = Uca - Ди.(19)

Разрядка конденсатора С7 происходит через диод VD3 при включении транзистора VT4, Особенность подключения фильтра низких частот заключается в том, что периоды зарядки и разрядки конденсаторов С6 и С7 смещены во времени (рис. 25). В течение промежутка времени tn, когда имеется резкое