Генераторы. Генератор пилообразных импульсов. Генератор гармонических колебаний с обратной связью. Метод фазовой плоскости, страница 8

Замыкаем цепь ОС. Состояние равновесия становится неустойчивым. Предположим, что  резко изменилось и стало +1 мкВ (за счёт шумов). На выходе мы получим +10 мкВ, и они без ослабления снова попадут на вход. Развивается лавинообразный процесс, в результате которого ОУ войдёт в состояние насыщения и мы будем иметь  В. Тогда изменятся и входные напряжения (В): . Состояние насыщения зафиксировалось. Будет это состояние устойчиво? Нет, не будет. Конденсатор начнёт заряжаться, и напряжение  будет уменьшаться, стремясь к нулю. Когда это напряжение станет близким к значению , ОУ выйдет из состояния насыщения (если , то и ). Снова разовьётся лавинообразный процесс, в результате которого ОУ войдёт в другое состояние насыщения. Мы получим такие напряжения (В): . Теперь, по мере перезарядки конденсатора (смены полярности), напряжение  будет увеличиваться, стремясь к нулю. Когда напряжения на входах окажутся близкими, опять разовьётся лавинообразный процесс. Итак, устойчивых состояний схема не имеет. Получился генератор прямоугольных импульсов. Напряжения на выходе и на конденсаторе изображены на рис. 7.24б. Период последовательности импульсов легко получить, вычисляя время перезарядки конденсатора. , где .

7.7. Блокинг- генератор.

Этот генератор представляет собой однокаскадный (инвертирующий) усилитель с сильной положительной ОС через трансформатор, рис. 7.25а. Цепь ОС широкополосна. Если её разомкнуть, то получится устойчивый усилительный каскад с трансформаторной нагрузкой. Сопротивление  выбирается так, чтобы транзистор не был насыщен. Стóит замкнуть цепь ОС, и мы получим генератор. За период в нём происходят два лавинообразных процесса, в результате которых транзистор открывается и закрывается. Типичные сигналы на коллекторе и базе транзистора изображены на рис. 7.25б. Отметим важное обстоятельство. Токи первичной и вторичной обмоток в трансформаторе могут меняться скачком одновременно. При этом суммарный магнитный поток, определяющий запасённую энергию, меняется непрерывно.

Начнём рассмотрение с момента t₁, когда транзистор открылся, а конденсатор практически разряжен. Наличие сильной положительной ОС вызовет лавинообразный процесс нарастания токов в базовой и коллекторной цепях транзистора. Процесс закончится, когда транзистор войдёт в насыщенное состояние и напряжение на коллекторе уменьшится до долей вольта. Поэтому последовательно с транзистором часто ставят сопротивление для ограничения тока. Во вторичной обмотке трансформатора появится ЭДС , знак которой указан на рис. 7.25а. Эта ЭДС и будет заряжать конденсатор через открытый входной переход транзистора, поддерживая его в насыщенном состоянии. Но такой процесс не может продолжаться долго. ЭДС имеет тенденцию падать, а напряжение на конденсаторе растёт. В результате ток базы транзистора уменьшается, стремясь к значению, определяемому сопротивлением . Транзистор обязательно выйдет из состояния насыщения и станет управляемым. Сразу разовьётся лавинообразный процесс убывания токов, который приведёт к запиранию транзистора напряжением, запасённым на конденсаторе (момент ). Пока транзистор закрыт и ЭДС отсутствует, конденсатор оказывается подключённым к основному источнику питания выводом, имевшим отрицательный потенциал. Следовательно, конденсатор имеет тенденцию перезарядиться через большое сопротивление . Напряжение на конденсаторе будет поддерживать транзистор в запертом состоянии до момента , пока это напряжение не достигнет потенциала отпирания транзистора.

Процесс зациклился. Устойчивых состояний нет. Получился простой, очень экономичный генератор, поскольку бóльшую часть периода транзистор заперт. Вместе с тем, он может отдавать значительную мощность в импульсе.

После запирания транзистора (момент ) наблюдается характерный, быстро затухающий колебательный процесс в импульсном трансформаторе. Он теряет запасённую энергию.

Период колебаний генератора определяется, в основном, временем разряда конденсатора через сопротивление  и составляет величину порядка  .