3 Блокинг-генератор, работающий в ждущем режиме

В отличии от блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме, в ждущем режиме на базу транзистора VT1 поступает положительный потенциал от источника +U_П. Поэтому при отсутствии запускающего импульса транзистор VT1 закрыт и на его коллекторе присутствует отрицательный потенциал. Конденсатор С1 заряжен, причем напряжение на его электроде, соединенным с базой транзистора VT1 положительное (рис.8.4). При приходе положительного запускающего импульса более высокой частоты промежуток (а-b) на коллектор транзистора поступает положительное смещение через открытый диод VD1. В результате через коллекторный переход начинает протекать ток по пути R1, R5, +U_П (земля), что приводит к лавинообразному открыванию транзистора. Далее процесс протекает как и в случае работы блокинг-генератора в автоколебательном режиме, но начиная с точки b (см. рис.6.3). Длительность паузы в этом случае определяется периодом запускающих импульсов. Врем енная диаграмма работы блокинг-генератора, работающего в ждущем режиме, приведена на рис. 8.4 б.

Контрольные вопросы

1. Что такое блокинг-генератор? Укажите области его применения.

2. Нарисуйте форму импульсов на выходе блокинг-генератора и укажите их параметры.

3. Объясните принцип работы блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме.

4. Объясните принцип работы блокинг-генератора, работающего в ждущем режиме.

5. Каким образом можно изменить длительность импульса блокинг-генератора?

6. От каких параметров схемы зависит частота следования импульсов блокинг-генератора?

7. От каких параметров схемы зависит длительность паузы в блокинг-генераторе, работающем в автоколебательном режиме?

8. Поясните назначение диода VD1 в блокинг-генераторе, работающем в автоколебательном режиме?

9. Каким должен быть период следования запускающих импульсов в блокинг-генераторе, работающем в ждущем режиме?

Лабораторная работа № 9 исследование генераторов пилообразного напряжения

Цель работы: исследовать схемные особенности и принципы работы генераторов пилообразного напряжения на биполярных транзисторах со следящей связью, на основе генератора стабильного тока и на основе операционного усилителя.

Лабораторные схемы

Исследование генераторов пилообразного напряжения проводится с помощью лабораторного стенда, принципиальная схема которого приведена на рис.9.1.

Чтобы собрать схему генератора пилообразного напряжения на биполярных транзисторах со следящей связью необходимо соединить перемычкой выход запускающего генератора (точка Вых) со входом формирователя пилообразного напряжения (точка Вх1) (рис.9.1 а). К точке К1 присоединить вход 1 осциллографа для наблюдения запускающего сигнала. Второй вход осциллографа последовательно подключать к точкам К2, К3, К4 для наблюдения сигналов. Точка К4 является выходом генератора пилообразного напряжения. Земляной провод осциллографа присоединить к точке К10. Подключить стенд к блоку питания с напряжением 10…15 В.

Исследуемый формирователь пилообразного напряжения построен на р-п-р транзисторах типа МП42Б. Транзистор VT1 до поступления управляющего импульса от генератора находится в режиме насыщения базовым током через резистор R1. Накопительный конденсатор С2 закорочен закорочен насыщенным транзистором VT1, и поэтому практически разряжен. На базе транзистора VT2 эмиттерного повторителя устанавливается потенциал, близкий к нулю. В зависимости от положения переключателя SA1 транзистор VT2 оказывается либо в режиме близком к осечки (переключатель в положении 2), либо в активном режиме (переключатель в положении 3). В любом случае потенциал на выходе формирователя в точке К4 близок к нулю, и конденсатор большой емкости С4 заряжен практически до напряжения коллекторного питания −U_П.

Положительный запускающий импульс от генератора запирает транзистор VT1, конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R2 и диод VD1. Напряжение на эмиттере транзистора VT2 повторяет изменение напряжения на конденсаторе С2 и передается далее через конденсатор большой емкости С4. В точку К2 поступает компенсирующее напряжение, благодаря чему на резисторе R2 поддерживается постоянная разность потенциалов обуславливающая постоянство зарядного тока через конденсатор С2, на котором формируется линейно возрастающее (по модулю) напряжение.

После окончания запускающего импульса транзистор VT1 переходит в состояние насыщения и конденсатор С2 быстро разряжается, диод VD1 открывается и конденсатор С4 дозаряжается от источника питания до исходного уровня.

Установкой перемычек 1 и 2 можно изменять крутизну нарастания сигнала при рабочем ходе.

Чтобы собрать схему генератора пилообразного напряжения на основе источника стабильного тока необходимо соединить перемычкой выход запускающего генератора (точка Вых) со входом формирователя пилообразного напряжения (точка Вх2) (рис.9.1 б). К точке К1 присоединить вход 1 осциллографа для наблюдения запускающего сигнала. Второй вход осциллографа последовательно подключать к точкам К5, К6 наблюдения сигналов. Точка К5 является выходом генератора пилообразного напряжения. Земляной провод осциллографа присоединить к точке К10. Подключить стенд к блоку питания с напряжением 10…15 В.

Исследуемый формирователь пилообразного напряжения построен на р-п-р транзисторах типа МП42Б. Принцип действия формирователя основан на разряде накопительного конденсатора С6 через генератор стабильного тока, который выполнен на транзисторе VT4, включенного по схеме с общей базой. Разрядный ток определяется источником положительного смещения +U_П и сопротивления резистора R7 (R8) в цепи эмиттера транзистора VT4. В исходном состоянии накопительный конденсатор разряжен через насыщенный транзистор VT3 до напряжения, близкого к напряжению коллекторного питания −U_П. Ток транзистора VT3 протекает через VT4. Входной импульс положительной полярности запирает транзистор VT3 и конденсатор С6 быстро разряжается коллекторным током транзистора VT4, практически независящим от напряжения между его коллектором и базой. По заднему фронту входного сигнала транзистор VT3 переходит вначале в активный режим, а затем и насыщенный. При этом восстанавливается напряжение на зарядном конденсаторе С6.

Перемычка 5 позволяет увеличить ток эмиттера, а следовательно и тока коллектора транзистора VT4. Перемычка 3 позволяет изменять крутизну линейного участка. Перемычкой 4 подключается активная нагрузка к выходу формирователя.

Генератор пилообразного напряжения на основе операционного усилителя построен на ОУ типа 140УД1А (рис.9.1 в). К точке К9 присоединить вход 1 осциллографа для наблюдения запускающего сигнала. Второй вход осциллографа последовательно подключать к точкам К7, К8, К9 наблюдения сигналов. Точка К7 является выходом генератора пилообразного напряжения. Земляной провод осциллографа присоединить к точке К10. Подключить стенд к блоку питания с напряжением 10…15 В.

Структурно данный генератор пилообразного напряжения представляет собой мультивибратор на основе ОУ, охваченного безинерционной положительной обратной связью (резисторы R17 − R19). В цепи отрицательной обратной связи включен конденсатор С8 (С9) с управляемой цепью перезаряда. При положительном потенциале на выходе ОУ конденсатор С8 перезаряжается через генератор стабильного тока на основе транзистора VT5 (переключатель SA2 находится в положении 3) и напряжение на нем изменяется во времени по линейному закону. Быстрый обратный перезаряд конденсатора С8 происходит через резистор R14 и диод VD3 при отрицательном уровне напряжения на выходе ОУ (перемычка 6 или 7 установлена). При этом напряжение на конденсаторе С8 изменяется по экспоненциальному закону. Переключателем SA2 генератор стабильного тока может быть отключен от цепи перезаряда накопительного конденсатора С8 при отрицательном уровне напряжения на выходе ОУ (положение 2). Перемычка 8 позволяет изменять крутизну выходного напряжения при рабочем ходе. Перемычкой 9 можно изменять амплитуду пилообразного сигнала, формируемого на конденсаторе С8.