книги из ГПНТБ / Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник
.pdfКИЕВСКОЕ ВЫСШЕЕ ИНЖЕНЕРНОЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ УЧИЛИЩЕ ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ ОБОРОНЫ
В. И. КУЗЬМИЧ, Н. С. СПИРИДОНОВ, И. к. ТРЕГУБ
ос н о в ы
ИМПУЛЬСНОЙ Т Е Х Н И Н И
Киев — 1973
В. И. КузЬмич, Н. С. Спиридонов, И. К. Трегуб
основы
ИМПУЛЬСНОЙ
ТЕХНИКИ
ПОД РЕД. II. С. СПИРИДОНОВА
Утвержден
Главнокомандующим Войсками ПВО страны в качестве учебника для высших военных
училищ Войск ПВО страны
Киев — 1973
, |
Г®с.публичная К |
, |
Ажучко - техни ч»*НМ |
|
библиотека COCf* |
УДК 621.374 |
ЗНЗЕМПЛЯ.'-* |
|
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА |
Щ^ТШд
Учебник по курсу «Основы импульс ной техники» соответствует программе высших военно-учебных заведений Войск ПВО страны.
В книге рассмотрены физические процессы, расчетные соотношения и регулировки в типовых импульсных устройствах, описаны методы построе нии и анализа импульсных устройств, приведены краткие сведения о их применении.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий учебник написан в соответствии с программой курса «Основы импульсной техники» радиотехнических спе циальностей высших инженерных училищ Войск ПВО страны.
В учебнике рассмотрены типовые импульсные устройства и дано описание основных вариантов устройств, что позволяет учащимся изучить принципы построения импульсных устройств и приобрести навыки их анализа. Нерассмотренные в учебнике варианты импульсных устройств могут быть изучены учащими ся самостоятельно.
Построение книги соответствует классификации импульс ных устройств, описанной в вводных сведениях. Авторы счи тают, что принятая ими классификация является полезной и помогает читателю привести в систему большое многообразие типов импульсных устройств.
В учебнике рассматриваются импульсные устройства как на лампах, так и транзисторах. Хотя в настоящее время пер спективными являются импульсные устройства на транзисто рах, краткое ознакомление с ламповыми устройствами необхо димо, так как они пока имеют широкое применение.
Импульсные устройства рассматриваются в следующем по рядке:
—принципиальная схема, назначение элементов устрой
ства;
—физическчие процессы в устройстве;
—временные диаграммы;
—расчетные соотношения;
—основные регулировки в схеме;
—краткие сведения о применении устройства.
Курс «Основы импульсной техники» требует от учащихся умения активно применять знание ранее изученных курсов («Электронные приборы», «Теория электрорадиоцепей» и др.). При необходимости отдельные вопросы этих курсов нужно по вторять.
При работе над курсом большое значение имеет последова тельность и систематичность, Важно при этом не только при
3
обретение знаний, но и получение навыков самостоятельного изучения импульсных устройств.
Авторы рекомендуют работать над книгой с карандашом и бумагой, рисовать схемы, временные диаграммы. Нужно обра щать основное внимание на понимание явлений в изучаемых устройствах. Нельзя пытаться просто запомнить работу уст ройства, необходимо понять последовательность и причинные связи происходящих процессов.
Очень важно до конца разобраться в неясных вопросах, ко торые возникают при чтении книги. Необходимо записывать эти вопросы и обязательно выяснять их па консультации.
Правильная работа над курсом и учебником поможет бы стрее, глубже и прочнее усвоить материал книги.
Работа авторов над учебником распределилась следующим
образом. |
Вводные |
сведения, главы I, IV |
и XII написал |
Н. С. Спиридонов; |
главы II, III, IX и XIII — В. И. Кузьмич; |
||
главы V, VI, VII, |
VIII, X, XI и XIV — И. К. |
Трегуб; главу |
|
XV— Р. |
М. Сергеев. Отредактировал книгу Н. |
С. Спиридонов. |
|
ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1. ЗАДАЧИ КУРСА «ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ»
1. Импульсная техника как область радиоэлектроники
олышшство радиоэлектронных систем (системы радиоло- Л ) нации, радионавигации, телеуправления, телевидения, цифровые вычислительные машины и др.) работает в им пульсном режиме, т. е. напряжения и токи в различных элемен тах этих систем действуют в течение весьма коротких проме
жутков времени.
Импульсной техникой называется область радиоэлектрони ■
. ки, изучающая теорию, методы расчета п проектирования им пульсных устройств, а также методы их анализа, настройки и эксплуатации.
Первые успехи импульсной техники были достигнуты в об ласти телевидения. Быстрое развитие импульсной техники про исходило в годы второй мировой войны в связи с широким при менением радиолокации.
Большое значение для развития импульсной техники имела разработка электронных цифровых вычислительных машин. Широкое применение ЭЦВМ привело к появлению нового на правления импульсной техники — цифровой или дискретной техники.
В настоящее время импульсная техника широко использу ется во всех областях науки, народного хозяйства и военного дела и способствует быстрому техническому прогрессу.
Выделение импульсной техники в отдельную область ра диоэлектроники объясняется широким применением импульс ных устройств, а также тем, что работа радиоэлектронных уст ройств в импульсном режиме характеризуется целым рядом особенностей.
Одной из особенностей анализа импульсного режима явля ется необходимость учета переходных процессов при пе реключении импульсных цепей в электронных устройствах.
Основные задачи импульсной техники как отрасли науки и техники заключаются в исследовании методов н устройств фор мирования, генерирования, преобразования и выделения (се лекции) импульсов, а также методов анализа переходных про цессов и методов синтеза импульсных устройств.
2. Значение курса для военного инженера по радиоэлектронике
В условиях сложной международной обстановки Комму нистическая партия Советского Союза и Советское правитель ство постоянно заботятся о повышении обороноспособности страны, о техническом уровне вооружения, о подготовке воен ных специалистов.
Вооружение современной армии включает сложнейшее ра диоэлектронное оборудование. Роль радиоэлектронной техни ки все время возрастает, а вместе с тем увеличивается слож ность самих радиоэлектронных средств военного назначения. Обороноспособность страны в целом и эффективность боевых систем в настоящее время в значительной степени определяют ся уровнем развития радиоэлектроники.
Все виды вооруженных сил широко используют радиоэлек
тронику для повышения эффективности управления |
войсками |
|||
и оружием. Например, |
при |
современных скоростях |
полета |
|
самолетов и ракет противника их обнаружение |
и |
уничто |
||
жение невозможно |
без |
широкого применения |
в вой |
|
сках ПВО радиолокационных станций для обнаружения и про водки подвижных целей; электронных автоматизированных систем управления для передачи и обработки данных о воз душной обстановке; электронных вычислительных машин для управления реактивными снарядами и наведения пилотируе мых истребителей на скоростные воздушные цели.
В значительной степени радиоэлектронное вооружение со стоит из импульсных устройств, которые должен хорошо знать инженер, эксплуатирующий это вооружение. Поэтому для ра диотехнических инженерных специальностей в вузах читается курс «Основы импульсной техники». Этот курс является базо вым курсом для изучения ряда профилирующих курсов, в ко торых изучается радиотехническая импульсная аппаратура. Изучение курса «Основы импульсной техники» является важным также и для практической деятельности военного инжене ра по радиоэлектронике.
6
Знание основных принципов построения импульсных уст ройств, физических процессов в них, умение рассчитывать, на страивать и анализировать импульсные устройства поможет военному радиоинженеру:
—грамотно эксплуатировать импульсную радиотехниче скую аппаратуру, находить и устранять неисправности;
—держать импульсную радиоаппаратуру в состоянии бое готовности и максимально использовать ее боевые возмож
ности;
—совершенствовать радиоэлектронную технику и повы шать ее боевые возможности;
—самостоятельно изучать новое радиотехническое воору
жение;
—обучать личный состав правильной эксплуатации воору жения.
§ 2. КРАТКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ
Возникновение и развитие импульсной техники обусловли вается потребностями практики и, в свою очередь, оказывает существенное влияние на развитие другие отраслей радиотех ники.
Первое практическое применение импульсных методов ра боты связано с изобретением русским ученым П. Л. Шиллин
гом телеграфа, вскоре усовершенствованного |
Б. С. Якоби и |
С. Морзе (1832—1850 гг.). |
|
После изобретения в 1895 г. А. С. Поповым радио импульс |
|
ный режим работы стал внедряться во вновь |
возникшую об |
ласть техники — радиотехнику, где он широко использовался для передачи информации (радиотелеграфирования). Даль нейшее развитие импульсной техники связано с рядом важных идей и открытий, в разработке которых большая роль принад лежит русским ученым. Исследование кратковременных им пульсных процессов стало возможным в результате разработ ки академиком Л. И. Мандельштамом в 1907 г. метода и схе мы временной развертки. Предложенное им устройство стало прототипом современных осциллографов и индикаторов ра диолокационных станций.
В 1907 г. профессор Петербургского технологического ин ститута Б. Л. Розинг впервые использовал электроннолучевую трубку для приема изображений. Это изобретение явилось ос новой для развития телевидения.
7t
Большое значение для импульсной техники имели работы, выполненные в созданной по инициативе В. И. Ленина Ниже городской радиолаборатории. В 1918 г. руководитель этой ла боратории М. А. Бонч-Бруевич сделал исключительно важное для развития импульсной техники открытие. Он обнаружил, что в апериодическом усилителе, замкнутом в петлю положи тельной обратной связи, токи и напряжения приобретают спо собность к быстрым скачкообразным изменениям. Это откры тие явилось основой для разработки важного класса импульс ных устройств — регенеративных импульсных устройств, ко торые широко используются для генерации импульсов.
Вскоре, в 1919 году, были созданы первые практические ре генеративные устройства. Американские ученые X. Абрагам и Е. Блох создали мультивибратор, а В. Икклз и Ф. Джордан — триггер.
Дальнейшее развитие импульсной техники связано с появ лением радиолокации. Первые работы по созданию импульс ных дальномеров в Советском Союзе выполнены в Ленинград ском отделении научно-исследовательского института связи в 1932 г. под руководством М. А. Бонч-Бруевича. Бурное раз витие радиолокации было связано с потребностями обороны
страны. В предвоенные годы и годы |
Великой |
Отечественной |
|
войны создаются радиолокационные |
станции |
системы ПВО. |
|
За разработку радиолокационных станций |
Ю. Б. Кобзырев, |
||
П. А. ГІогорелко и Н. Я. Черенцов в 1941 г. |
были удостоены |
||
Государственной премии. |
|
|
|
В настоящее время радиолокационные установки — неиз меримо сложнее, выполняют более широкие задачи. Этому, в частности, способствовало и развитие импульсной техники, ко торая занимает большое место в современной радиолокацион ной аппаратуре.
Прогрессу импульсной техники во многом способствовали работы, выполненные видными советскими учеными Я. С. Ицхоки, Л. А. Мееровичем, Н. Н. Крыловым, К. Ф. Теодорчиком, В. П. Гуляевым и другими.
В 40—50-х годах были изданы первые крупные монографии по импульсной технике (Я. С. Ицхоки, Н. Н. Крылова, Л. А. Мееровича и Л. Г. Зеличенко). В этих монографиях науч ные основы импульсной техники получили дальнейшую разра ботку.
Большим стимулом развития импульсной техники послужи ла разработка в 50-х годах электронных цифровых вычисли тельных машин, состоящие в основном из быстродействующих импульсных устройств.
8
В1948 г. появляется новый электронный прибор — тран зистор, который сразу же нашел широкое применение в им пульсных устройствах. Создание импульсных устройств на транзисторах — важный этап в развитии импульсной техники.
Вразработку транзисторной импульсной техники большой вклад внесли советские ученые II. П. Степаненко, Т. М. Агаханян, С. Я. Шац, В. Н. Яковлев.
Внастоящее время импульсная техника переживает новый важный этап развития, связанный с микроминиатюризацией радиотехнических устройств.
XXIV съезд КПСС поставил задачу исторической важнос ти: органически соединить достижения научно-технической ре волюции с преимуществами социалистической системы хозяй ства. Важная роль в решении этой задачи отводится радио электронике.
В отчетном докладе ЦК КПСС XXIV съезду указывается: «II впредь быстрыми темпами будут развиваться электроника, радиопромышленность, приборостроение, т. е. весь комплекс отраслей, создающих техническую базу для автоматизации производства и управления. Этот комплекс по праву может быть назван катализатором научно-технического прогресса».
Развитие радиоэлектроники тесно связано с развитием им пульсной техники, методы и средства которой неустанно со вершенствуются, а области применения непрерывно расши ряются.
§ 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ
1. Основные определения
Электрическим импульсом называют напряжение (ток), от личающееся от постоянного уровня в течение короткого промежутка времени. В дальнейшем будем рассматривать для определенности импульсы напряжения, имея в виду, что ска занное о них относится и к импульсам тока.
Различают два вида электрических импульсов — видеоим пульсы и радиоимпульсы. Кратковременное напряжение одно го направления называется видеоимпульсом (рис. 1). Кратко временное высокочастотное синусоидальное напряжение назы вается радиоимпульсом (рис. 2).
9