Блокинг-генераторы.

БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ. ТРИГГЕРЫ.

Лекция №6

Блокинг-генератором называется однокаскадный усилитель, охваченный глубокой обратной связью с помощью трансформатора. Он мо­жет работать в автоколебательном, ждущем режиме и в режи­мах синхронизации и деления частоты. В автоколебательном режиме блокинг-генератор используется для получения мощных прямоугольных импульсов малой длительностью (от наносекунд до миллисекунд) и большой скважности (несколько тысяч). Однако стабильность частоты блокинг-генератора ниже, чем у мультивибратора.

В ждущем режиме блокинг-генератор применяется для усиления, преобразования и формирования коротких импульсов с крутыми фронтами. При этом устройство может играть роль как усилителя-формирователя, так и усилителя-ограничителя. В первом случае длитель­ность выходного импульса определяется параметрами схемы. Во втором, длительность выходного импульса зависит от длительности входного импульса.

Блокинг-генератор обладает высокой экономичностью, так как потребляет энергию только в течение стадии формирования короткого выходного импульса. Усилительный элемент схемы пропускает ток в течение коротких промежутков времени, поэтому можно использовать сильно форсированный режим, В этом случае сравнительно маломощный транзистор обеспечивает токи значительной величины.

Трансформатор, применяемый в обратной связи, с одной стороны усложняет конструкцию генератора, с другой позволяет согласовать выход устройства с нагрузкой, получать несколько выходных напряжений требуемой полярности.

Схема блокинг-генератора на транзисторе с общим эмиттером при­ведена на рис. I, а временны диаграммы его работы - на рие.2.

_· -Е_п

R_б - · ·

+ w_б w_в R_н

С w_к

VT1

Рис.1

U_c t₁ t₂

U_cmax

t

U_б t₀ t₁ t₂

U_к

Е_к

U_к2

Рис.2

Рассмотрим работу схемы блокинг-генератора. Рассмотре­ние начнем с момента t = t_o . К моменту t_o конденсатор С заряжен за счет генерирования предыдущего импульса. Напряжение конденсато­ра приложено к базе транзистора и запирает его – выходное напряжение отсутствует. Во время паузы происходит перезарядка конденсатора по цепи Е_п , R, w_б , с постоянной времени t₁ =RC. В процессе перезарядки конденсатора С, напряжение на базе уменьшается и при достижении Uc=0 (момент времени t₁) транзистор начинает открываться, увеличивается ток коллектора. В результате этого возникают быстро нарастающие ток намагничивания и магнитный поток в сердечнике. Во вторичной обмотке (w_б) трансформатора наводится ЭДС, способствующая росту тока базы. Указанную катушку следует включить таким образом, чтобы минус ЭДС. обратной связи был приложен к базе транзистора. Происходит лавинообразный процесс перехода транзистора в режим насыщения.

Время разряда конденсатора определяет длительность паузы меж­ду импульсами, а так как Т = t_и + t_п и t_и << t_п , то определяет и период следования импульсов:

С момента t₁ начинается стадия формирования импульса. В это время всхеме происходит заряд конденсатора С по цепи w_б, С, r_вх (входное сопротивление транзистора). Суммарное напряжение на базе транзистора в это время отрицательно и почти экспоненциально падает до нуля. Таккак транзистор на этой стадии насыщен, то его коллекторный ток остается неизменным, а, следовательно, и U_к остается малым и постоянным.

Длительность импульса в общем случае определяется суммарным временем, включающим время заряда конденсатора и время рассасыва­ния носителей в базе. Как правило, время рассасыва­ния носителей много меньше времени заряда конденсатора, и длительность импульса определяется постоянной t₂ = r_вхС. После выхода транзистора из насыщения (момент времени t₂) начинается второй лавинообразный процесс, в результате которого транзистор скачком переходит в состояние отсечки. В конце этого процесса из-за энергии, накопленной в трансформаторе, возможно образование сильного выброса напряжения. Это плохо по двум причинам. Во-первых, суммарное напряжение на коллекторе может оказаться больше допустимого, во-вторых, выброс искажает прямоугольную форму импульса. Для ослабления выброса в обмотку включают диод.

Так как r_вх<<R, то время нахождения транзистора в открытом состоянии, а, следовательно, и длительность импульса t_и<<T.