4.1.4. Блокінг-генератор

Б локінг-генератор – це електронний пристрій , який складається із транзисторного ключа з трансформатором в колі зворотного зв’язку і служить для отримання імпульсів високої сквапності (Q>10); застосовується в пристроях імпульсної техніки.

В

Рис. 4.10. Схема (а) і потенціальні діаграми (б) блокінг-генератора

блокінг-генераторі струм транзисторного ключа протікає лише протягом невеликої частини коливань, що дозволяє отримувати потужні імпульси при малій середній потужності. До числа інших переваг блокінг-генератора відносяться робочі імпульси різної полярності і амплітуди, висока надійність, обумовлена малою кількістю деталей і елементів. Основним конструктивно-технологічним недоліком блокінг-генератора є наявність імпульсного трансформатора, що не піддається мікромініатюризації.

На рис. 4.10. а приведена схема блокінг-генератора, який працює в автоколивальному режимі. Розглянемо принцип дії схеми, починаючи з моменту, коли конденсатор С зарядився до свого максимального значення U_m, яке закриває транзистор. Через опір резистора R_Б проходить перезарядка конденсатора С. Швидкість перезарядки відносно тривалості робочого імпульсу мала і визначається постійною часу R_БС. при досягненні на ємності потенціалу, що дорівнює +Е_Б, на базі буде нульовий потенціал відносно емітера. Час перезарядки є паузою між робочими імпульсами. Як тільки напруга на базі стане дорівнювати нулю, через транзистор потече малий струм. Збільшення колекторного струму викликає появу ЕРС самоіндукції в колекторній обмотці. Зростає магнітний потік і осерді, і в базовій обмотці з’являється ЕРС взаємоіндукції. Полярність ЕРС в базовій обмотці така, що до бази транзистора прикладається «мінус», а до емітера «плюс». Розвивається лавинний процес. В ході цього процесу формується фронт робочого імпульсу. Цей процес називається прямим блокінг-процесом. Звідси і пішла назва генератора. Закінчується лавинний процес повним відкриванням транзистора і переходом його в насичений стан, який характеризується зупинкою зростання струму колектора. Зупинка зростання струму колектора обумовлює закінчення лавинного процесу. Іде формування вершини плоскої частини робочого імпульсу (рис. 4.10, б). На цьому етапі відбувається розсовування неосновних носіїв, накопичених на базі. Час розсовування неосновних носіїв визначає тривалість плоскої частини робочого імпульсу. Неосновних носії мірі розсовування в базі стає менше, і транзистор виходить із насичення, отримуючи підсилюючі властивості. Зменшення струму колектора викликає появу на базі транзистора ЕРС позитивної полярності, що призводить до ще більшого зниження струму бази і струму колектора. Знову розвивається лавинний процес, який називається зворотним блокінг-процесом. За цей час напруга на конденсаторі С і магнітна енергія осердя не встигають змінитися. Після закривання транзистора від’ємна напруга продовжує зростати. Отримується характерний для блокінг-генератора викид напруги, який пояснюється розсіюванням енергії, накопиченої в осерді трансформатора за час формування вершини робочого імпульсу. Цей викид, додаючись до напруги на колекторі, може досягнути значення напруги U_K ≤ 2E_K, більшої максимально допустимої для даного транзистора. Після викиду можуть настати затухаючі коливання, які своїми тривалими півперіодами можуть виробляти неправдиві спрацювання блокінг-генератора, перетворюючи його в звичайний LC-генератор. Для виключення неправдивих спрацювань в навантажувальну обмотку ставлять діод, який зрізає від’ємний півперіод.

Блокінг-генератор, як і мультивібратор, може працювати в режимі зовнішнього збудження. Для цього необхідно змінити полярність напруги на базі від джерела Е_Б, а пускові відпираючи імпульси подавати через розділяючий конденсатор на базу. Блокінг-генератор, який працює із самозбудженням, має нестабільність частоти такого ж порядку, що і мультивібратор (± 10%). Для підвищення стабільності частоти блокінг-сигнал синхронізації від більш стабільного джерела.