Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Аналоговая схемотехника», страница 9

 6.7 От чего зависит время восстановления у ждущего мультивибратора?

 6.8 Принцип работы симметричного мультивибратора?

 6.9 Принцип работы несимметричного мультивибратора?

 6.10 Принцип работы ждущего мультивибратора?

 6.11 Как формируется запускающий импульс в схеме ждущего мультивибратора?

 6.12 Как уменьшить время восстановления в схеме ждущего мультивибратора?

 6.13 Влияние параметров ОП на параметры выходных импульсов мультивибратора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА АС-4

БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1  Исследование схем блокинг-генераторов с трансформатором тока и трансформатором напряжения.

2 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

2.1 Изучите методические указания к лабораторной работе, литературу [1, c. 202-205],[2, c. 215-227], повторите лекционный материал по теме ‘’Блокинг-генераторы’’.

2.1.1 Теоретическая часть

Блокинг-генератором называется генератор прямоугольных импуль­сов релаксационного типа, построенный на базе однотактного усилите­ля с положительной обратной связью. Положительную обратную связь вводят с помощью дополнительной обмотки импульсного трансформатора.

2.1.2 Импульсный трансформатор

Импульсным  называют трансформатор с ферромагнитным сердечни­ком из магнитомягкого материала (пермаллоя, феррита и т.п.), пред­назначенный для передачи импульсов напряжения или тока. Условное обозначение двухобмоточного импульсного трансформатора приведено на рис.2.1.


Рис. 2.1 Условное графическое обозначение импульсного трансформатора с нагрузкой

Одним из основных параметров импульсного трансформатора (ІТ) является коэффициент трансформации:

                                       (2.1)

где U1, U2 - действующие значения напряжения на первичной и вто­ричной обмотках, В;

I1, I2 - действующие значения токов первичной и вторичной обмоток, А.

ІТ имеет первичную обмотку, содержащую W1 витков, имеющую внутреннее сопротивление постоянному току r1. Аналогично вторич­ная обмотка имеет параметры W2 , r2. Кроме того, различают три индуктивности ІТ: индуктивность рассеяния первичной обмотки LS1, индуктивность рассеяния вторичной обмотки LS2 и индуктивность на­магничивания   Lμ.

Для реальных ІТ параметры лежат в следующих пределах:

r1, r2 – (10-4 … 101) Ом; LS1, LS2 – (10-7 … 10-4) Гн; Lμ – (10-5 … 10-1) Гн.


На рис. 2.2 приведена схема замещения ІТ без учета потерь на перемагничивание и вихревые токи. Здесь  LS2', r2' и RН' – индук­тивность рассеяния, активное сопротивление вторичной обмотки и со­противление нагрузки ІТ, приведенные к первичной обмотке.

Рис. 2.2 Схема замещения импульсного трансформатора


Рис. 2.3 зависимость   Lμ = f (iμ)

Индуктивность Lμ в общем случае зависит от тока намагничи­вания  iμ (рис. 2.3). В ненасыщенном   ІT  Lμ » LS  ее влия­нием можно пренебречь, представив эквивалентную схему ІТ в виде, показанном на рис. 2.4, а. Здесь LК и rК - приведенные индуктив­ность и активное сопротивление обмоток трансформатора в режиме к.з.

 При подаче напряжения на вход ІТ будет увеличиваться ток намагничивания iμ вследствие уменьшения индуктивности Lμ. Это приве­дет к снижению тока в нагрузке и соответственно к ограничению длительности импульса на выходе ІТ (рис. 2.4, б).

 


Рис. 2.4 Схема замещения ненасыщенного импульсного трансформатора и временные диаграммы напряжений

Более подробную информацию об импульсном трансформаторе можно получить, ознакомившись с работой [4, с. 53-68].

2.1.3 Блокинг-генератор с трансформатором тока

Схема БГ с трансформатором тока приведена на рис. 2.5, а. Пусть схема находится в состоянии покоя (все токи и напряжения равны, нулю). В момент времени t = 0 подается питание на схему. Через базовый резистор Rб будет заряжаться конденсатор С. В момент времени t = t1 напряжение на конденсаторе С достигает величины порога отпирания транзистора VT. Транзистор откроется и по первичной обмотке W1 потечет ток коллектора. При этом на обмотках появляется напряжение с полярностью, показанной на рис. 2.5, а без скобок. Это приводит к насыщению транзистора. В нагрузке установится ток амплитудой Iн.max ≈ Ek/Rh. Под действием тока в обмотке W2 конденсатор C начнет перезаряжаться. В момент времени t – t2 напряжение на конденсаторе будет ограничено открывшимся диодом VD1 при этом одно­временно будет расти индукция В в магнитопроводе IТ и при t = t – t3 (В = ВS) – магнитопровод трансформатора TV1  войдет в насыщение. При этом на­пряжение на обмотке W1 (а следовательно, и W2) станет равным нулю. Транзистор выключится, ток нагрузки спадет до нуля. Так как ток в индуктивности намагничивания Lμ, мгновенно прекратиться не может, на обмотках трансформатора возникает противо-ЕДС с полярностью, указанной в скобках. Откроется диод VD2 и ток iμ замкнется через него. Индукция в магнитопроводе будет спадать. На­пряжение на конденсаторе С с момента t3 начнет расти за счет подзаряда через резистор RБ. В момент времени t – t4  транзис­тор VT откроется и процессы повторятся. При этом длительность импульса, формируемого БГ, определяется выражением:

                                     (2.2)

где   W2 - число витков вторичной обмотки IТ;

           S - сечение магнитопровода IТ, м2;

         ВS - индукция насыщения магнитопровода IТ, Тл;

 Е2 = UБЕ + UVD.ПР - ЕДС вторичной обмотки, В.


Рис. 2.5 Блокинг-генератор с трансформатором тока (а) и временные диаграммы (б), поясняющие его работу

Длительность паузы можно рассчитать по формуле

                  (2.3)

где UБЕ = UVD = 0.6 В - напряжение на открытом переходе база-эмит­тер транзистора и диода, В.

Итак, длительность импульса определяется параметрами трансфор­матора и напряжением UБЕ + UVD, а длительность паузы - постоян­ной времени цепочки RБC и напряжением питания БГ.

При расчете БГ придерживаются соотношения W2/W1 < h 21Е транзистора для обеспечения насыщения ІТ.

2.1.4 Блокинг-генератор с трансформатором напряжения

Схема блокинг-генератора с трансформатором напряжения приведе­на на рис. 2.6, а временные диаграммы, поясняющие его работу, на рис. 2.7.