Релаксационные генераторы. Общие сведения о релаксационных генераторах. Симметричный транзисторный мультивибратор. Автоколебательный мультивибратор с одним конденсатором. Заторможенные (ждущие) мультивибраторы. Блокинг-генератор. Стабильность частоты релаксационных генераторов. Ограничители и фиксаторы уровня, страница 4

Для определения условий насыщения   следует использовать эквивалентную схему коллекторной цепи (рис.5.11б), где ток коллектора представлен суммой тока индуктивности  первичной обмотки трансформатора и токов базовой и нагрузочной обмоток, пересчитанных в соответствии с коэффициентами трансформации     и  . При этом влияние базовой цепи представлено на рис.5.11б  резистором     и   ёмкостью  .  Заметим, что постоянная времени цепи при пересчёте не изменяется:   .   Сопротивление нагрузки пересчитывается  в первичную обмотку по общему для трансформаторов правилу: .

При переходе транзистора в насыщение (замыкание ключа к/э в схеме рис.5.11б)  к базовой цепи прикладывается напряжение  и в базе начинает протекать ток, уменьшающийся по мере заряда конденсатора

.                                                                    (5.7)

Ток в коллекторной цепи при этом складывается из трёх составляющих.

В первичной обмотке трансформатора протекает ток индуктивности , нарастающий с постоянной времени , где - сопротивление обмотки. В импульсных схемах используются трансформаторы с небольшим числом витков, т.е. малым сопротивлением . Это позволяет считать обмотку идеальной индуктивностью, ток в которой нарастает как

.                                                      (5.8)

Базовый ток транзистора пересчитывается в коллекторную цепь как

 .                                                      (5.9)

Третьей составляющей коллекторного тока является пересчитанный ток нагрузки:

.                                            (5.10)

Сумма составляющих (5.8-10) представляет изменение тока коллектора насыщения во времени (рис.5.12) . На этих диаграммах можно определить интервал времени (длительность импульса), в течение которого транзистор остаётся в насыщении. Как и обычно, это определяется пересечением диаграмм  кажущегося коллекторного тока   и  тока коллектора (рис.5.12). На этом  рисунке приведена также диаграмма напряжения на коллекторе транзистора. Напряжение на нагрузке определяется величиной и знаком коэффициента трансформации .

Отметим влияние сопротивления  на длительность формируемого импульса. Увеличение сопротивления уменьшает начальную величину базового тока и одновременно увеличивает постоянную времени заряда конденсатора (рис.5.12). В результате длительность формируемого импульса экстремально зависит от сопротивления  (рис.5.13). Выбирая оптимальную величину этого сопротивления, можно уменьшить требования к индуктивности   трансформатора, составляющей наибольшую составляющую в массо-габаритных показателях блокинг – генератора.

Регенеративный процесс перехода транзистора из насыщения в отсечку связан с прекращением протекания коллекторного и базового токов. В то же время ток в индуктивности не может измениться скачком, поэтому в момент закрытия транзистора весь ток индуктивности протекает через  пересчитанное сопротивление нагрузки , создавая напряжение  выброса ,  совпадающее по полярности с напряжением питания Е  и, возможно, превышающее его в несколько раз (рис.5.12).  Это может привести к выходу транзистора из строя. Для исключения этого обычно используется цепочка из резистора с диодом (штриховые линии на рис.5.11б), шунтирующая нагрузку при противоположной полярности напряжения.

Нахождение транзистора в режиме отсечки определяется, как в релаксаторах любых типов. Если резистор  подключён к источнику питания (как на рис.5.11а), после закрытия транзистора будет происходить релаксационный процесс перезаряда  конденсатора и, когда напряжение на базе достигнет нуля, транзистор вновь откроется, т.е. реализуется автоколебательный режим.  Если  присоединён к источнику запирающей полярности, то транзистор останется в отсечке до прихода запускающего импульса (ждущий режим).

5.7. Стабильность частоты релаксационных генераторов

Все типы релаксаторов используют процессы накопления или расхода энергии в реактивностях для приведения схемы в состояние регенеративного перехода в противоположное состояние. Типичный процесс состоит в открытии закрытого транзистора при достижении базовым напряжением  величины «пятки» вольтамперной характеристики .  Момент наступления этого события определяет длительность полупериода автоколебаний (или длительность формируемого импульса), а его изменение в эксплуатационных условиях является мерой стабильности частоты генератора. Используя рис.5.14, определим