Блокинг-генераторы

Блокинг-генераторы (рисунок 26) также работают в автоколебательном режиме и предназначены для получения импульсов напряжения малой длительности, форма которых близка к прямоугольной, а скважность значительно больше 2.

С

Рис

Рисунок 26 – Блокинг-генератор:

а – схема; б, в, г – временные диаграммы

R₁

T

W₂

R₂

W₃

R_h

C₁

C₃

I₃

C₂

VT

VD

E_К

+

+

–

E_К

U_К

a

t₁

t₂

t₃

t₄

t

a

б

хема блокинг-генератора, выполненного на транзисторе VT, включенном с ОЭ, показана на рисунке 26, а. В коллекторную цепь транзистора включена первичная (коллекторная) обмотка W₂ импульсного трансформатора Т. Вторичная (базовая) обмотка W₁ через конденсатор С₂ подключена к базе транзистора. Базовую обмотку включают так, чтобы обратная связь, охватывающая каскад, была положительной. Так как коэффициент трансформации трансформатора Т обычно близок к единице, коэффициент передачи цепи обратной связи β также близок к единице, т. е. глубина ПОС в блокинг-генераторе велика.

t

t

U_Б

0,4 – 0,6 В

в

г

Рассмотрим автоколебательный процесс в блокинг-генераторе, начиная с момента а, когда конденсатор С₂ заряжен. В этот момент транзистор VT закрыт напряжением конденсатора С₂ (т. е. I_К = 0, а U_К = Е_К), который разряжается по цепи: +С₂, обмотка W₁, корпус, – Е_К, +Е_К, R₁, – С₂.

В момент t₁ конденсатор С₂, разрядившись, начнет перезаряжаться, но как только напряжение на нем достигнет примерно 0,4 – 0,6 В, появятся базовый и коллекторный токи транзистора, а на обмотке W возникнет ЭДС взаимоиндукции, способствующая открыванию транзистора VT. Процесс развивается лавинообразно, завершаясь в момент t₂ насыщением транзистора и уменьшением напряжения U_К почти до нуля. Напряжение на обмотке W₂ при этом достигает почти напряжения питания Е_К. Так формируется фронт импульса. Этот процесс, обусловленный глубокой ПОС, называют прямым блокинг-процессором. Длительность фронта импульса составляет доли микросекунды и ограничивается частотными свойствами транзистора (см. рисунок 26, б, в, г).

Под действием ЭДС взаимоиндукции конденсатор С₂ заряжается током базы насыщенного транзистора VT. Вершина импульса формируется в течение времени (интервал t₂ – t₃), пока ток заряда удерживает транзистор в насыщении. По мере заряда конденсатора ток базы уменьшается, транзистор выходит из насыщения и переходит в активный режим, т. е. начинает уменьшаться его коллекторный ток. Так происходит обратный блокинг-процесс, завершающийся в момент t₄ лавинообразным переходом транзистора в режим отсечки. Этот процесс ускоряется ЭДС взаимоиндукции, полярность которой при уменьшении тока коллектора противоположна полярности при прямом блокинг-процессе. Процессы, наблюдаемые в схеме после закрытия транзистора, начиная с момента t₄, связаны с рассеянием энергии, запасенной в магнитном поле трансформатора Т за время формирования импульса. С этого момента t₄ конденсатор С₂ разряжается. Диод VD шунтирует обмотку W₂ трансформатора Т, устраняя опасный для транзистора обратный выброс коллекторного напряжения, который может быть как колебательным, так и апериодическим (см. рисунок 26, б).

Блокинг-генераторы применяют, например, в индикаторных устройствах

радиолокационных станций, а также в телевизионной аппаратуре.