Подстановка полученных значений корней Si и постоянных Di в уравнение (1.28) позволила рассчитать осциллограммы импульса напряжения на объекте испытания и по ним определить основные параметры импульса в соответствии со стандартом.
Однотипность корней s1-4 и постоянных интегрирования D1-4 во всех трех диапазонах изменения параметров схемы замещения ГИН обусловливает одинаковую форму импульса напряжения на объекте (рис. 15).
Для предельного максимального r длительность фронта импульса значительно превышает 1,2 мкс но всех случаях. Даже при наименьших расчетных значениях Сo, Lo, Lк она равна 2 мкс, что гораздо больше допустимого значения, и следовательно, значение rф нужно брать меньшим максимального.
Предельное максимальное сопротивление R обеспечивает импульсы напряжения на объекте длительностью T=40—70 мкс при расчетных Lo и Сo.
В связи с этим вычисления выполнены также при rф=0—500 Ом. Рассчитанные значения основных параметров импульса показывают, что импульс со стандартными параметрами можно получить в очень широком диапазоне, лишь при L=50 мГ длительность импульса меньше стандартной с учетом отрицательного допуска.
В диапазоне малых значений Со и Lо длительность фронта импульса гораздо меньше стандартной (равна 0,55—0,67 мкс), и на амплитуде имеется всплеск напряжения, поэтому необходимо, чтобы фронтовое сопротивление было больше 500 Ом.
Коэффициент использования ГИН в этих условиях не падает ниже 0,85, а амплитуда первого обратного пика не превышает половины основного.
Во многих ГИН конструкцией предусмотрено переключение конденсаторов ступеней, позволяющее увеличить, например, вдвое ударную емкость. Хотя при этом номинальное напряжение ГИН уменьшается вдвое, такое переключение часто облегчает получение выходного импульса со стандартными параметрами, особенно при малых Lо или Rо.
В связи с этим расчет формы выходного импульса напряжения проведен также для той же схемы ГИН при Ск=48 000 пФ, rд=0, R= 3800 Ом и различных значениях r, LK, Lo, Сo, представленных в табл. 4. Рассчитанные на ЭЦВМ кривые (рис. 16—19) показаны в одном масштабе по напряжению и в двух масштабах по времени: для фронта и для спада импульса.
Таблица 4
Анализ расчетов позволяет количественно оценить влияние параметров разрядной цепи на форму выходного импульса.
Индуктивность Lo объекта испытаний, как видно из рис. 16, а (кривые 1—4), практически не изменяет фронта выходного импульса даже в случае, когда ее влияние максимально. Согласно расчету при rф = 50 Ом, L= 100 мкГ, Со=500 пФ увеличение индуктивности от 50 до 200 мГ вызывает увеличение амплитуды лишь на 0,125%.
В конце импульса при медленных процессах разряда ГИН уменьшение Lo от 200 до 50 мГ приводит к сокращению длительности импульса на уровне половины амплитуды (рис. 16, б) от 68 до 38 мкс.
Входная емкость Сo объекта испытаний в зависимости от сопротивлений rд и rф может заряжаться по апериодическому либо колебательному закону, обусловливая соответствующую форму выходного импульса напряжения (рис. 17). Фронт импульса удлиняется (рис. 17, а) от 1 до 1,6 мкс при rф=50 Ом и Сo, соответственно равной 1000 и 1500 пФ.
При колебательном заряде одинаковое увеличение Сo обеспечивает более быстрый рост длительности
фронта импульса и периода колебаний при больших Lк, что хорошо видно из сопоставления кривых 4, 5, 6 и 7, 8, 9 на рис. 17; увеличение Со приводит также к некоторому снижению амплитуды импульса.
Если сумма сопротивлений rд и rф близка к критической, то с увеличением Сo выходной импульс может перейти из колебательного в апериодический (рис. 17, а, кривые 10—12).
На спаде импульса влияние входной емкости значительно меньше и для расчетных параметров схемы замещения им можно пренебречь (рис. 16,б, кривые 4 и 6).
Фронтовое сопротивление r в диапазоне от нуля до 50 Ом не оказывает существенного влияния на декремент затухания колебаний импульса (рис. 18,а, кривые 15, 7). Рост r до 500 Ом приводит к тому, что фронт импульса становится апериодическим даже при малых Сo (кривая 13 для Со=1500 пФ). Изменение r от 500 до 1700 Ом при Сo = 1500 пФ сопровождается удлинением фронта импульса от 1,5 до 4,6 мкс.
На спаде импульса фронтовое сопротивление не оказывает влияния при условии, что rф<R (рис. 18,6, кривые 7, 15). Если r сопоставимо с R, особенно при значительных Сo, это влияние может стать заметным (кривая 13).
Ударная емкость С практически не влияет на фронт импульса, поскольку Ск>Со. Расчет для значений Ск 24 000 и 48 000 пФ при прочих равных условиях показал, что напряжение на фронте импульса в обоих случаях увеличивается по одному закону, достигая практически одного и того же амплитудного значения с погрешностью 1 % в один и тот же момент.
За амплитудой импульса Ск существенно влияет па весь процесс, что приводит к изменению длительности импульса; для рассматриваемых условий при Lo = 80мГ увеличение Сo от 24 000 до 48 000 пФ вызывает удлинение импульса па уровне половины амплитуды от 22 до 32 мкс (рис. 19, кривые 1 и II соответственно).
Индуктивность LK разрядного контура обусловливает колебания вблизи максимума напряжения даже при значительном фронтовом сопротивлении, например, равном 500 Ом, и при сравнительно небольшой емкости объекта С=500 пФ (рис. 17, а, кривая 10 и рис. 18,a, кривая 13). Поэтому ее необходимо учитывать, даже если она мала.
Проведенные вычисления импульса напряжения на выходе ГИП и анализ влияния различных параметров разрядной цепи на форму этого импульса позволяют, как будет показано ниже, реализовать в режиме диалога человека с ЭЦВМ алгоритм автоматизированного синтеза ГИП, обеспечивающего получение стандартных импульсов, т. е. решить и вторую из поставленных ранее задач. При этом методика анализа и синтеза может быть распространена на любые схемы замещения ГИН до шестого порядка включительно.
