Про блокинг генераторі: принцип роботи і пристрій приладу

Блокінг-генератор застосовується в електротехніці і електроніці для виникнення значних, але коротких у часі сигналів-імпульсів з різким фронтом і істотним ставленням періоду повторення імпульсів до їх тривалості (шпаруватість). У цьому застосовуються в екранах електронно-променевих приладів (кінескоп, осцилограф).

Приклад блокинг-генератора

Принцип роботи

За своєю суттю, блокінг-генератор є підсилювачем (генератором), зібраним на базі транзисторів, розташованих в один каскад. Область застосування вузька: джерело значних, але швидкоплинних за часом (тривалість від тисячних часток до декількох десятків мкс) сигналів-імпульсів з великою індуктивної плюсовій зворотним зв’язком. Шпаруватість – більше 10 і може доходити до декількох десятків тисяч в відносних величинах. Спостерігається серйозна різкість фронтів, за своєю формою практично не відрізняються від геометрично правильних прямокутників.

Підсилювач, який використовується для виготовлення блокинг-генератора, знаходиться у відкритому положенні виключно в період формування сигналу-імпульсу. На весь інший час – закривається. Звідси випливає, що при величині відношення періоду повторення імпульсів до їх тривалості підсилювальний елемент знаходиться у відкритому положенні істотно меншу кількість часу, ніж в закритому. У підсилювача існує тепловий режим. В даному випадку він безпосередньо пов’язаний із середньою потужністю, віддається колектором. За рахунок високої величини шпаруватості при роботі пристрою отримують істотну потужність протягом сигналу малої потужності.

Принципова схема для складання блокинг-генератора

Істотна величина шпаруватості блокинг-генератора дозволяє йому працювати в економічному режимі, тому що енергія потрібна підсилювача тільки під час відкритого положення (час формування сигналу). Основні режими роботи: автоколебательний і чекає. Розглянемо їх докладніше.

автоколебательний режим

Найчастіше блокінг-генератор збирається на підсилюючих елементах – транзисторах, що включаються за двома основними схемами:

  • із загальним емітером;
  • із загальною базою.

Перша зустрічається частіше, тому що, маючи меншу тривалість фронту, є можливість згенерувати переважну форму сигналів. Друга схема менш схильна до коливань характеристик підсилювачів.

автоколебательний режим

Робочий процес розглянутого пристрою ділиться на 2 стадії:

  • закрите положення транзистора, займає основний час періоду коливань;
  • транзистор у відкритому положенні, сигнал-імпульс проходить стадію формування.

У конденсатора С1 відбувається заряд струмом джерела протягом освіти імпульсу. За рахунок цього С1 забезпечує закрите положення підсилювального елемента. Під час даної стадії у конденсатора С1 відбувається неспішна розрядка через істотний опір резистора R1. При цьому на базі діода VT1 створюється близько нульовий потенціал, що не дозволяє йому відкритися.

При досягненні порогу напруги відкриття у підсилювального елемента відбувається процес відкривання, і крізь обмотку I, що називається колекторної, трансформатора Т потече струм. У цей момент в основний або базової обмотці II відбувається індукція потенціалу. Полярність повинна бути така, щоб утворюється на базі транзистора напруга мало позитивну полярність. У разі помилкового підключення обмоток трансформатора пристрій генерувати сигнали не буде. В цьому випадку потрібно перепідключити кінці однієї з обмоток. Блокінг-генератор запрацює.

Важливо! Обвальне розвиток процесу відкриття транзистора має назву прямого блокинг-процесу.

У I обмотці трансформатора з’являється позитивне напруга, що веде до зростання різних струмів і, отже, продовження зниження напруги колектора і бази підсилювача. Здійснюється різке наростання колекторного струму і напруги на усилительном елементі. В наступний момент напруга падає майже до нуля, і пристрій переходить в режим насичення.

Важливо! Обвальне розвиток процесу закриття транзистора має назву зворотного блокинг-процесу.

Відкриття підсилювача відбувається практично миттєво, тому протягом усього цього часу потенціал конденсатора С1 і величина енергії в трансформаторі практично не зазнають змін. Фронт імпульсу сформований. Відбувається утворення вершини імпульсу, конденсатор С1 починає заряджатися.

Вихід підсилювального елемента з режиму насичення означає, що струм у колектора знову починає залежати від кілько
сті накопиченого в базі транзистора заряду, а базовий струм зменшується. Підсилювальні властивості транзистора починають відновлення. У цей момент в первинній обмотці трансформатора формується негативне щодо транзистора напруга. Даний процес веде до продовження зменшення колекторного струму. Відбувається формування зрізу імпульсу.

Підсилювальний елемент знаходиться в закритому положенні. Відбувається перехід в початковий стан. Фізична суть зводиться до розсіювання енергії, що з’явилася за період появи сигналу-імпульсу в різних реактивних частинах схеми. Так як тут різниця потенціалів на конденсаторі і величина енергії в трансформаторі не змінилися, то закриття транзистора провокує зростання напруги на колекторі. У цей момент у блокинг-генератора відбувається викид напруги. У деяких випадках з’являються паразитні коливання.

Ті »(3 – 5) R1С1 – таким виразом характеризується автоколебательний режим.

режим очікування

При режимі очікування роботи розглянутого пристрою генерація сигналів відбувається тільки за допомогою зовнішнього впливу – на вхід необхідно подати довільні запускають імпульси.

Режим очікування роботи

У початковому стані підсилювальний елемент закривається негативним зміщенням на базі, і лавиноподібне розвиток процесу відкриття транзистора почнеться виключно тільки після подачі протилежної за знаком імпульсу відповідної амплітуди на базу.

Поява імпульсу відбувається по повній аналогії автоколебательного режиму, розглянутого вище. Конденсатор С1 розряджається до початкового напруги бази. Далі транзистор залишається в закритому стані до появи наступного імпульсу, що запускає. Тривалість сигналів, а також їх форма, що виходять від розглянутого пристрою, знаходяться в повній залежності від параметрів зібраної схеми.

Щоб ланцюг запуску не чинила ніякого впливу на роботу знаходить в режимі очікування блокинг-генератора, в представленій схемі присутній спеціальний розділовий діод VD2. Його завданням є закриття відразу за закінченням процесу відкривання транзистора. Ця дія обриває зв’язок між зовнішнім джерелом і цікавлять нас пристроєм. Допускається додавати в розрахунок представленої схеми емітерний повторювач.

Таким чином, підсумовуємо принцип роботи блокінг генератора на польовому транзисторі: якщо при зникненні напруги на базі транзистора умови, необхідні для повторення циклу без зовнішнього впливу, не виконуються, то цей режим роботи називається чекають. Якщо ж при зникненні напруги там же починається новий цикл за освітою нового імпульсу без залучення зовнішнього джерела, то режим роботи схеми автоколебательний.

Ссылка на основную публикацию