本帖最后由 Roses 于 2018-12-25 12:03 编辑
间歇振荡器电路图与工作原理
间歇振荡器是脉冲技术中的基本电路之一。它可以产生持续时间很短（从十分之几微秒到几百微秒）的窄脉冲。这个持续时间tu比脉冲重复周期T小很多，或者说脉冲间隔度Ttu很大（从几到几万）。脉冲的前后沿很陡，形状接近于矩形，而且脉冲幅度很大。另一方面，这种振荡器的线路非常简单，所用零件极少。因此，它在脉冲技术中获得了很广泛的应用。例如，电视接收机的行扫描和帧扫描主振级（这里要求产生比扫描正程短很多的窄脉冲），大都采用间歇振荡器。在要求输山脉冲功率的场合，例如雷达发射机的脉冲调制器，也常采用间歇振荡器。
间歇振荡器工作原理
图1是间歇振荡器的电路图。骤然看来，这个电路可能有一个平衡状态，即各个元件上的电压和电流具有恒定数值的状态。但是，如果变压器线圈间的耦合足够强，这个平衡状态就是不稳定的。当屏流偶有变化或栅路中出现电流时，平衡状态就被破坏，电路中就会产生振荡。这个振荡可以分为四个过程：（1）休止期，（2）形成脉冲前沿，（3）形成脉冲顶，（4）形成脉冲后沿。这四个过程依次周而复始地循环着。
休止期。我们从休止期开始进行分析。在休止期间，电容器C上充有很高的电压，其极性如图1所示（这一点以后将会证实）。这个电压使电子管处于截止状态，屏流ia和栅流ig都等于零，而屏压ua等于电源电压Eg，如图2中在t1以前的一段时间内的各个曲线所示。在休止期内，电容器通过大电阻R以及变压器栅极侧线圈G放电。因为R和C的数值很大（时间常数很大），所以放电很缓慢，放电电路中线圈的作用可以忽略。由于放电，电容器上的电压uc逐渐减小（图2a），电子管栅压ug逐渐升高（图2b），但是在升高到电子管截止栅压-Ego以前，电子管都是截止的，振荡器一直保持为休止状态。
形成脉冲前沿。当栅压ug由于电容C的放电而上升到截止栅压-Ego时（图2中t1点），电子管开始导电。这时电子管将处于正反馈放大状态，电流和电压能够发生寻崩式的突变，形成很短的脉冲前沿。为了说明这一点，我们把图1电路从aa'两点断开，画成图3的样子。这样就成了一个变压器耦合放大器。从a点输入一个交变电压△ug，在a'点就有一个交变电压△ug'输出。适当选择变压器的变压比，显然很容易使放大倍数大于1。同时，按图3所示极性连接变压器，使得a'点对交流电压的相位和a点相同。这样，把aa'点连起来，就成了一个正反馈放大系统。这时，如果屏流略有增加，它就在变压器的两个线圈中产生出如图3所示极性的电压。a'点的电压通过耦合电容C送到电子管的栅极，使栅极电位升高，而栅极电位升高又使屏流进一步增大，屏流增大又在变压器中感应出更高的电压，使栅极电压进一步升高……。这样循环不已，就产生了一个雪崩式的突变过程。一方面，屏流突增到很高的数值。另一方面，线圈G、A中突然产生很高的感应电压，使栅压突然从负值经过零增到很大的正值，出现很大的栅流，而屏压则从Ea突然降到很小的数值（图2中t1到t2间的各曲线）。
但是由于电子管特性的限制，屏流不可能无限地增长。由于栅压升高，屏压降低，往往会使栅压比屏压还要高很多。从电子管阴极发射的电子，有相当大的部分落到栅极上，形成强栅流。电子管达到强栅流工作状态，其等效跨导就降低，使得图3所示那个放大器的放大倍数降低。当放大倍数小于1时，雪崩过程就会停止，屏流就稳定下来（图2中t2点）。这时候，就开始了形成脉冲顶的比较缓慢的过程。
形成脉冲顶。这时候，屏流和栅流都增长到相当大的数值。栅流通过电子管栅-阴极间电阻Rgk对电容C充电，使电容两端的电压uc增加（图2a)。如果变压器线圈两端的感应电压基本上不变，电容C上的电压增加就使栅极电压ug下降（图2b）。栅极电压下降就会使栅流减小（图2e）。
大家会问，既然屏流的变化已经比较缓慢了，为什么线圈A、G两端仍有很大的感应电压呢？这是因为，不仅是屏极线圈A中流过屏流ia，而且栅极线圈G中也流过相当大的栅流ig。变压器线圈中的感应电压不是决定于一个线圈的电流，而是决定于屏流与折合到屏极线圈去的栅流之差，即所谓激磁电流。在脉冲顶期间，虽然屏流变化很慢，但栅流却相当快地减小，所以激磁电流的增长速度还是很快，从而能维持变压器线圈中的感应电压基本上不变。
随着电容C的充电，栅极电压的降低以及栅流的减小，电子管就逐渐从强栅流状态向弱栅流状态过渡，等效跨导逐渐增大，图3所示放大器的放大倍数也逐渐增加。到达t3时，这个放大倍数又重新大于1，电路又处于正反馈状态，于是将出现雪崩式的不稳定过程，脉冲顶就在这一瞬间结束，转入形成脉冲后沿的过程。
形成脉冲后沿。到达t3以后，跨导增大到栅压能够显著控制屏流的地步。栅压ug继续降低，就会使屏流ia显著减小。屏流一减小，线圈G中的感应电压也随着减小，使栅压ug进一步降低。这样又使屏流ia进一步减小，屏流减小又使栅压ug急剧降低……。这个雪崩过程一下子就使电子管截止。电子管截止了，线路的放大倍数就等于零，所以雪崩过程也就终止了。
当电子管截止的时候，变压器线圈中由于感应作用，产生了数值很大但极性相反的电压，不过它们迅速地下降到零。此后就开始了休止期。
我们知道，在形成脉冲顶的期间内，栅流对电容C充电，使uc增加到最大值Uc（图2a），所以在形成脉冲后沿的雪崩过程停止以后，电容器C上充有很大的电压（极性如图1中所示），使电子管处于截止状态。这就是我们一开始分析休止期时所假设的情况。以后，这四个过程就继续循环下去，形成了间歇振荡。
几点说明
从上面的分析可见，在形成脉冲顶期间，电容器是经过电子管栅-阴电阻Rgk从Ego。充电到Uc，而在休止期间，则经过电阻R从Uc放电到Ego。由于R甚大于Rgk，所以休止间（T—tu）要比脉冲持续时间tu大很多倍。休止期大约等于时间常数RC，因此，脉冲重复频率F大致上可按F=1RC计算。脉冲宽度决定于变压器的激磁电感Lm和电容C。Lm和电容C越大，则脉冲越宽。一般是先根据给定的脉冲宽度来确定电容C的数值，然后用改变R的办法来改变重复频率。脉冲前后沿所占时间的大小决定于变压器的分布电容和漏感，在绕制变压器时应尽量减小它们。
为了把脉冲输出到其它电路，通常在变压器上另绕有负载线圈。这个线圈的匝数应使得间歇振荡器的参数和外电路相匹配。利用负载线圈能得到正极性或负极性的脉冲。也可以直接从屏极取得负极性的脉冲（这时脉冲幅度一般达到电源电压的80％左右），或从栅极取得正极性的脉冲。最后，还可以在电子管阴极电路中接一个小电阻（10～500欧），从阴极取得正脉冲。
电路的变形
以上讨论了间歇振荡器的典型电路。实际应用时，有时把电路的接法作某些改变，如图4所示，但其工作原理是大同小异的。图4a中只不过把电容C的位置换了一下，电路结构没有变化。图4b中把R也换到线圈G的外面。它的工作过程和典型电路不同的地方是，在休止期间，电容器C直接经过R放电，而不通过变压器的线圈G。但是，由于电容器的放电速度很慢，脉冲变压器线圈的电阻又很小，事实上在休止期间可以认为线圈G是短路的。放电电流是否通过这个线圈，对振荡器的工作并没有什么影响。
图4c和图4b不同的地方是R不接阴极，而是接到阳极电源去。对于图4b的电路，在休止期间，电容C上电压uc的变化趋势是从最大值Uc放电到零（图5a）。但是对于图4C的电路，由于电源Ea和电阻R的作用，电源力图把电容器反向充电到Ea（图5b）。但是，由于电子管在ug=-Ego时即已开始导电，产生雪崩过程，所以反向充电到此为止。而在形成脉冲顶的期间，由于栅流的作用。uc仍充电到最大值Uc。从图5a和5b的对比可以看出，即使在时间常数τ=RC相同的条件下，图4C电路的周期T'也比其余各种电路的周期T小。另外，由于在休止期间电容C被反向充电的曲线较陡，所以它和-Ego线的交点也比较固定，即电子管开始导电的时刻比较固定。因此，图4C电路的工作比较稳定。
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