Транзисторные блокинг-генераторы. Блокинг-генераторы на интегральных микросхемах

Урок№

§ 5.6. ТРАНЗИСТОРНЫЕ БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ

Блокинг-генератор используется для получения последовательности кратковременных импульсов с большой скважностью, близких по форме к прямоугольным. Он является однокаскадным генератором (см. рис. 5.16), в котором сильная положительная обратная связь обеспечивается с помощью трансформатора. Последнее означает, что при увеличении коллекторного тока i_к в базовой обмотке W_б индуктируется э. д. с. с такой полярностью, которая приводит к дальнейшему увеличению тока i_к. Наоборот, при уменьшении коллекторного тока в базовой обмотке возникает э. д. с. обратной полярности, что ведет к дальнейшему уменьшению тока i_к. За счет сильной обратной связи нарастание и уменьшение токов в цепях транзистора происходят лавинообразно, так что импульсы на выходе схемы имеют крутые фронты.

Выходное напряжение снимается со специальной (нагрузочной) обмотки W_нтрансформатора или с коллектора транзистора.

Выясним, как должен изменяться магнитный поток Ф в сердечнике, чтобы э. д. с. е в обмотке W_н изменялась, как показано на рис. 5,16. При этом будем иметь в виду, что э. д. с. пропорциональна скорости изменения потока:

.                (5.12)

Для того чтобы обеспечить, например, линейное нарастание фронта импульса (т.е. нарастание э. д. с. с постоянной скоростью, поток Ф должен изменяться пропорционально квадрату времени Ф = t², т.е. нарастать с возрастающей скоростью.

Только в этом случае е иФ будут связаны зависимостью (5.12).

Аналогичные рассуждения приводят к тому, что при формировании плоской вершины (е = const) магнитный поток должен нарастать с постоянной скоростью , а при формировании среза импульса – с убывающей скоростью . В последнем случае индуктируемая э. д. с. в каждый последующий момент времени будет меньше, чем в предыдущий, что и соответствует срезу импульса.

Когда магнитный поток спадает (dФ/dt< 0), э. д. с. в обмотках  трансформатора меняют полярности.

Магнитный поток в сердечнике трансформатора определяется результирующим действием токов в разных обмотках. Причем ток в питающей обмотке оказывает намагничивающее действие, а в других обмотках – размагничивающее. Так, в трансформаторе блокинг-генератора (рис. 5.16) намагничивающая сила (н. с.) коллекторной обмотки i_к W_к компенсирует размагничивающие действия базовой обмотки i_бW_би нагрузочной i_н W_н и создает н. с. i_мW_к, которая обусловливает магнитный поток

.

Разделив обе части этого равенства на W_к, получаем

,       (5.13)

где n_б = W_б/W_к,,n_н = W_н/W_к – коэффициенты трансформации.

Напомним, что i_бn_б  и i_нn_нназывают токами, приведенными к коллекторной обмотки – соответственно базовым  и нагрузочным .

В новых обозначениях равенство (5.13) запишем в форме

, откуда

.                                                             (5.14)

Если сердечник не насыщается, то магнитный поток пропорционален намагничивающему току

.                                                                 (5.15)

Принимая во внимание (5.14) и (5.15), можно прийти к выводу, что поток нарастает и при неизменном токе i_к в питающей обмотке, если ток в размагничивающей обмотке (например, i_б) будет уменьшаться.

Надо иметь в виду, что намагничивающий ток i_м изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени

, где L – индуктивность питающей обмотки; R_эк – эквивалентное активное сопротивление цепи.

Параллельно обмоткам трансформатора включены паразитные емкости (межвитковые емкости, емкость нагрузки и т. д.), препятствующее быстрым нарастаниям и спадам напряжений на обмотках. Токи перезарядки этих емкостей , появляющиеся при изменении напряжений и протекающие через обмотки, оказывают на сердечник размагничивающее действие. Это существенно сказывается в ламповых схемах. В транзисторных блокинг-генераторах из-за меньших сопротивлений применяемых резисторов и незначительных сопротивлении открытых переходов паразитные емкости сказываются значительно меньше. Поэтому длительность фронтон импульсов в ламповых блокинг-генераторах определяется в основном  паразитными емкостями, а в транзисторных – инерционностью