53. Блокинг-генераторы

Блокинг-генератор представляет собой релаксационный генератор с транформаторной ОС. Такие генераторы дают возможность получать короткие импульсы с крутыми фронтами и большой скважностью, что позволяет использовать их в качестве формирующих устройств, делителей частоты, источников пусковых и синхронизирующих импульсов. Блокинг-генераторы могут быть собраны на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или по схеме с ОБ.

Схема: БГ.

Предположим, что в начальный момент VT закрыт напряжением Uc на базовом конденсаторе С и в этом случае происходит медленный разряд этого конденсатора по цепи C-R-E. В Процессе разряда напряжение на С изменится от Uc до Ek так, что:

Uc=Ek-(Ek-U) , где .

По мере разряда С напряжение на Б транзистора увеличивается и в некоторый момент транзистор отпирается. При этом чз VT, его коллекторную обмотку транзистора Tp L начинает протекать ток I_k, который будет вызывать появление ЭДС самоиндукции е и взаимоиндукции е2, т.о. что создается полярность е+ прикл-ся к Б транзистора => транзистор еще быстрее открывается. Под действием ЭДС напряжение Uk будет меняться Uk=(Ek-e). А напряжение на Базе будет равно e₂. (Uб=е2). Это приводит к еще большему увеличению тока и уменьшению коллекторного напряжения до Umin.

В момент, когда транзистор переходит в режим насыщения, конденсатор С заряжается до макс. значения. Время заряда: = , где n – коэф. трансформации, Zв – ср. значение тока за время заряда С. По мере заряда С формируется плоская вершина импульса на уровне Uk.

Длительность импульса: = .

Когда напряжения на Базе уменьшится до значения Uбн, при кот. транзистор будет выходить из режима насыщения, ток коллектора начинает уменьшаться, что соотвествует уменьшении ЭДС е1 и е2. В результате Uk будет менее положительным, а напряжения Uб станет менее положительным. Этот процесс происходит лавинообразно.

В этом случат РТ начинает перемещаться в область отсечки тока => запирание транзистора.

54. Генераторы пилообразного напряжения

Генераторы пилообразного напряжения (ГПН) применяется в осциллографах, кодирующих устройствах, схемах сравнения, в телевидении. Простейшей цепью, с помощью которой удается создать пилообразное напряжение, является RС-цепь. Основные требования, предъявляемые к генераторам пилообразного напряжения, – высокая линейность прямого хода и большой коэффициент использования напряжения источника питания.

Относительное изменение скорости нарастания (или убывания) напряжения характеризуется коэффициентом нелинейности

, (2.23)

где υ_н – скорость изменения напряжения в начале прямого хода;

υ_к – скорость изменения напряжения в конце прямого хода.

Коэффициент использования напряжения источника питания определяется отношением (2.24)

где U_m – амплитуда пилообразного напряжения;

E_к – напряжение источника питания.

Принцип получения пилообразного напряжения заключается в медленном заряде (или разряде) конденсатора через большое сопротивление во время прямого хода и в быстром его разряде (или заряде) через малое сопротивление во время обратного хода. Для получения линейного изменения во времени напряжения на конденсаторе необходимо обеспечить постоянство тока заряда конденсатора. Это можно осуществить, обеспечив заряд или разряд конденсатора С через токостабилизирующий двухполюсник либо применив положительную обратную связь (принцип компенсирующей эдс).

Рассмотрим принцип работы ГПН (рисунок 2.11, а). В исходном состоянии транзистор VT₂ находятся в активном режиме, транзистор VT₁ насыщен и конденсатор С заряжен до максимального напряжения

, (2.25)

где I_к.н – коллекторный ток насыщения транзистора VT₁.

Когда на базу VT₁ подается управляющий импульс отрицательной полярности (рисунок 2.11, б), транзистор VT₁ запирается на время действия этого импульса. Конденсатор С разряжается через транзистор VT₂ и напряжение U_C понизится (рисунок 2.11, в). Для повышения линейности пилообразного напряжения используется токостабилизирующий двухполюсник (транзистор VT₂).

Транзистор VT₂, включенный по схеме с общей базой, выполняет роль стабилизатора тока. Так как выходное сопротивление транзистора VT₂ велико (порядка 300 Ом), то разрядный ток конденсатора i_c равный току коллектора VT₂, при постоянном токе эмиттера i_э2 изменяется незначительно. В результате этого стабилизируется ток конденсатора i_С. Его стабилизации способствуют также отрицательная обратная связь по току, осуществляемая при помощи резистора R_э. Благодаря этому разрядный ток i_С во время рабочего хода почти не изменяется, а напряжение U_С = U_вых изменяется по закону, близкому к линейному

. (2.26)

После окончания управляющего импульса U_вх транзистор VT₁ открывается и переходит в режим насыщения, конденсатор заряжается через насыщенный транзистор VT₁ и резистор R_к за время обратного хода, длительность которого определяется выражением

Т₀ ≈ 3СR_к. (2.27)

Рассмотренный генератор обеспечивает при высокоомной нагрузке небольшой коэффициент нелинейности (около 0,5 %), высокий коэффициент напряжения (около 0,9), широкий диапазон рабочего хода (от единиц до нескольких тысяч микросекунд) и небольшое время обратного хода, что является достоинством данного генератора. Его недостатками являются: невысокая нагрузочная способность, необходимость иметь значительный управляющий импульс и отдельный источник питания Е_э.