13.2. Делитель частоты накопительного типа

Типичная схема импульсного делителя частоты накопитель­ного типа изображена на рис. 13.2. Здесь также используется блокинг-генератор, но он работает не в режиме автоколебаний, а в ждущем режиме: генератор вырабатывает выходной им­пульс только после того, как на его вход поступит определен­ное, заранее заданное число импульсов. Следовательно, при такой схеме построения релаксатор, в частности блокинг-гене­ратор, работает в качестве делителя частоты следования им­пульсов или в качестве счетчика импульсов. Характеристики работы схемы определяются длительностью входных импульсов и параметрами схемы.

Рис. 13.2. Схема делителя частоты накопительного типа.

До поступления определенного числа импульсов в схему транзистор находится в закрытом состоянии, что обусловлено действием положительного напряжения, подаваемого на эмиттер. При помощи переменного резистора Ri можно устанавли­вать нужную величину напряжения, подаваемого на эмиттер, и таким образом регулировать порог отпирания транзистора, ко­торый является основным параметром такой схемы делителя частоты следования импульсов. Предположим, что уровень от­сечки транзистора равен 0,5 В, а при помощи переменного рези­стора на эмиттер подается напряжение 40 В. При этих услови­ях запирающее напряжение смещения превысит напряжение от­сечки на 39,5 В. При подаче первого входного импульса через конденсатор С_ь диод Д₂ и конденсатор С₂ будет протекать ток сигнала, причем электроны будут двигаться к конденсатору С₂ в направлении, показанном стрелками. В результате лротекания тока конденсаторы С₁ и С₂ будут заряжаться, но из-за большой постоянной времени цепи заряда и сравнительно малой дли­тельности импульса оба конденсатора за время действия им­пульса успеют зарядиться только до незначительной величины напряжения. Следовательно, после первого импульса конденса­тор С₂ окажется заряженным лишь на небольшую часть ампли­туды напряжения входного импульса. Хотя это напряжение на конденсаторе С₂ приложено между базой и эмиттером транзи­стора, пока оно лишь незначительно уменьшает уровень об­ратного смещения транзистора.

В течение интервала времени до прихода второго импульса заряд на конденсаторе С₂ сохраняется, поэтому напряжение е& между базой и землей сохранит уровень, равный приросту на­пряжения на конденсаторе С₂ (рис. 13.2,6). На рис. 13.2,6 вход­ные импульсные сигналы обозначены как е_вх; первый импульс находится под цифрой 1.

Так как конденсатор Ci заряжен с указанной на рисунке по­лярностью, он будет разряжаться через диод Д1 и входную цепь. На конденсаторе С₂ заряд будет сохраняться, поскольку он не может разряжаться ни через диоды, ни через закрытый транзистор.

С приходом второго импульса на вход схемы диод Д₂ от­крывается вновь и конденсатор С₂ получает дополнительный заряд. Как и в предыдущем случае, поскольку длительность импульса мала по сравнению с постоянной времени схемы, кон­денсатор С₂ получит лишь незначительный добавочный заряд, Во время интервала между вторым и третьим импульсами на­пряжение на конденсаторе С₂ будет сохраняться (рис. 13.2,6). Таким образом, последовательное нарастание и сохранение напряжения между базой и землей приводит к тому, что это напряжение имеет ступенчатый вид. Так как конденсатор С? заряжается по экспоненциальному закону, то каждая последую­щая ступенька напряжения на нем уменьшается (рис. 13.2,6).

Верхняя обкладка конденсатора С₂ соединена с базой тран­зистора через первичную обмотку трансформатора. Следова­тельно, по мере нарастания напряжения на конденсаторе об­ратное смещение на транзисторе будет уменьшаться. Таким образом, если напряжение отсечки транзистора составляет 0,5 В, как было указано ранее, а при помощи переменного ре­зистора Ri потенциал эмиттера устанавливается равным 40 В, то для отпирания транзистора напряжение е_б должно достиг­нуть уровня 39,5 В. Когда напряжение е& достигнет этого уров­ня, транзистор откроется и в этом состоянии будет иметь малое внутреннее сопротивление. Тогда конденсатор С₂ начнет раз­ряжаться через транзистор. Транзистор будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока напряжение на конден­саторе С₂ в процессе разряда не снизится настолько, что сме­щение, задаваемое резистором Ri, не приведет опять к запира­нию транзистора. Во время нарастания и спада тока через транзистор при его открывании и закрывании на третьей об­мотке трансформатора формируется выходной сигнал.

Таким образом, схема выполняет функцию деления частоты следования импульсов, так как при заданном числе входных импульсов она вырабатывает только один выходной импульс.

Если при помощи переменного резистора на эмиттере тран­зистора задается напряжение 20 В, то транзистор откроется при достижении напряжения на базе, равного 19,5 В. Следова­тельно, при помощи переменного резистора можно регулиро­вать коэффициент деления схемы.