Impulsbreite berechnen

Die folgende Schaltung stammt aus dem Buch The Art of Electronics.

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Unter der Annahme eines Basis-Emitter-Spannungsabfalls von 0,6 V für beide Transistoren lädt sich C1 auf ungefähr 4,4 V (von links nach rechts) auf, wenn der Eingang niedrig ist. Wenn der Eingang hoch geht, werden der Kollektor von T1 sowie die linke Platte des Kondensators auf 0,6 V gezogen, was dazu führt, dass die rechte Platte für einen kurzen Zeitraum auf etwa -4,4 V geht. Wie kann ich die Impulsbreite am Ausgang berechnen?

Ich denke, die Formel, um die Impulsbreite herauszufinden, ist

v C ( T ) = v S + [ v C ( T 0 ) − v S ] e − T − T 0 R C , T ≥ T 0 .
Wo
R C = R 3 C 1 = 100 u S .

EDIT: Wellenformen hinzugefügt

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Antworten (1)

Ihre Analyse scheint ziemlich nah dran zu sein. Wenn T1 ausgeschaltet ist, beträgt die stationäre Spannung an C1 4,4 V. Wenn T1 einschaltet, wird die linke Seite von C1 auf 0,6 V gezogen, was die rechte Seite und die Basis von T2 auf -3,8 V zieht. T2 schaltet sich aus und bleibt ausgeschaltet, bis sich seine Basis wieder auf etwa 0,6 Volt auflädt. Bis T2 einschaltet, bilden R3 und C1 ein einfaches RC-Netzwerk, das von 4,4 V auf -4,4 V aufgeladen wird. Wenn die Spannung an C1 0 V erreicht, erreicht die Spannung an der Basis von T2 0,6 V, und T2 schaltet sich ein und schaltet Ihren Ausgangsimpuls wieder aus.

C1 wird über R3 aufgeladen, was Ihrer berechneten Zeitkonstante von 100 uS entspricht. Die Spannung über der Kappe ändert sich von 4,4 V auf -4,4 V, daher möchten wir wissen, wie viele Zeitkonstanten es dauert, um 4,4 V einer 8,8-V-Änderung zu vervollständigen. Das sind 50 % des Übergangs. -ln(1-0,50) = 0,693 Zeitkonstanten oder 69,3 uS.

Habe nicht verstanden, warum die linke Seite von C1 auf 0,6 V statt auf Masse gezogen wird, wenn der Eingangsimpuls angelegt wird. Liegt es an einem CE-Abfall von 0,6 V? Wenn ja, was ist, wenn Sie davon ausgehen, dass der CE-Abfall nahe Null liegt? Wird der Ladevorgang nicht beendet, wenn die rechte Seite des Kondensators wieder 0,6 V erreicht? Die effektive Änderung der Kondensatorspannung wird also {0,6 - (-4,4)} = 5 V.
@omsai Sie haben Recht, 0,6 V für den CE-Abfall von T1. Und wenn Sie diesen Abfall minimieren oder eliminieren (z. B. durch Verwendung eines FET für T1), erhalten Sie eine längere Impulsbreite, da Sie länger warten müssen, bis T2 eingeschaltet wird. Wenn Sie jetzt einen FET für T2 verwenden, haben Sie natürlich eine andere Schwellenspannung, die vollständig davon abhängt, welchen Teil Sie auswählen.
Danke für deine Antwort. Ich kann jedoch nicht verstehen, warum sich ihre Änderung von 8,4 V ändert. Ich habe Wellenformen hinzugefügt, um zu visualisieren, was genau vor sich geht. Wenn der Eingang angelegt wird, fällt die Spannung am Kondensator auf -4,4 V ab, wobei die linke Platte auf null Volt (unter der Annahme, dass der CE-Abfall null ist) und die rechte Platte auf -4,4 V liegt. Jetzt beginnt der Kondensator zu laden, bis die rechte Platte des Kondensators 0,6 V erreicht, wonach T2 wieder zu leiten beginnt. Die effektive Spannungsänderung am Kondensator beträgt also (0,6 +4,4) = 5 V und nicht 8,4 V (Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch verstanden habe).
Um die Zeitkonstante zu berechnen, müssen Sie so tun, als wäre der Transistor nicht da. Das RC-Netzwerk versucht, einen 8,8-V-Übergang abzuschließen. Das bestimmt die Geschwindigkeit der Kurve. Die Tatsache, dass der Übergang endet, bevor die 8,8 V vollständig sind, legt lediglich fest, wie viel des 8,8-V-Übergangs tatsächlich ausgeführt wird. Die 5 V (oder 4,4 V) aus dem 8,8-V-Übergang sind Ihre Impulsbreite.
OK. Unter Verwendung der oben angegebenen Formel können wir also sagen: Vc(t) = 0,6 V, Vs = 5 V, Vc(t0) = -4,4 V und das Ersetzen dieser Terme in der Gleichung ergibt t = 63,11 us, und das ist die Antwort im Buch gegeben.
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