Блокинг генератори

1

Т2/5.БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРИ


1. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ.

Блокинг-генераторът е еднотранзисторен релаксационен генератор, в
който положителната обратна връзка се осъществява чрез импулсен
трансформатор. Този вид генератори се използуват за получаване на
мощни краткотрайни импулсни сигнали със стръмни фронтове и малък
коефициент на запълване. Наречени са така, защото през краткото време на
импулса транзисторът в схемата на генератора е насите н, а в
продължителната пауза между импулсите — запушен (блокиран). Двата
работни режима— чакащ и автогенераторен — се осъществяват чрез
подаване на запушващо, съответно отпушващо напрежение към емитерния
преход на транзистора. Основните схемни варианти се определят главно от
начина на свързване на транзистора.

2. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР С ОБЩ ЕМИТЕР.
В тази най-често използвана схема на блокинг-генератор в
колекторната и в базовата верига на транзистора са включени двете
намотки на импулсния трансформатор, всяка с брой на навивките w с ,wв.

2.1. ЧАКАЩ РЕЖИМ.
Основната принципна схема на блокинг-генератор с общ емитер в
чакащ режим и формата на напреженията в нея са показани на (фиг.1). В
изходното устойчиво състояние транзисторът е запушен от външното
напрежение (отрицателно за NPN и положително за PNP транзистор).
Всички токове в схемата, магнитният поток в трансформатора, както и

напреженията върху трите му намотки практически са равни на нула
(началото на всяка намотка е означено с точка).
Схемата се задействува от краткотраен отпушващ импулс, кой
подава към базата на транзистора. Най
• през диод или кондензатор с малък капацитет директно в
базата;
• чрез специална пускова намотка в трансформатора (могат да се
използуват както положителни, така и отрицателни импулси);
• през диод към коле
който се инвертира от трансформатора и постъпва в базата на
транзистора.
Задействуването чрез диоди (разделителни диоди) има
предимството,
че още в началото на превключването диодът се запушва, пусковата
се отделя от веригата на положителната обрат
напреженията върху трите му намотки практически са равни на нула
(началото на всяка намотка е означено с точка).
Схемата се задействува от краткотраен отпушващ импулс, кой
базата на транзистора. Най-удобните начини за това са:
през диод или кондензатор с малък капацитет директно в
чрез специална пускова намотка в трансформатора (могат да се
използуват както положителни, така и отрицателни импулси);
през диод към колектора (фиг.1) се подава зап
който се инвертира от трансформатора и постъпва в базата на
транзистора.
Задействуването чрез диоди (разделителни диоди) има
Фиг.1
че още в началото на превключването диодът се запушва, пусковата
се отделя от веригата на положителната обратна връзка, не я шунтира и не
2
напреженията върху трите му намотки практически са равни на нула
Схемата се задействува от краткотраен отпушващ импулс, който се
удобните начини за това са:
през диод или кондензатор с малък капацитет директно в
чрез специална пускова намотка в трансформатора (могат да се
използуват както положителни, така и отрицателни импулси);
ктора (фиг.1) се подава запускащ импулс,
който се инвертира от трансформатора и постъпва в базата на
Задействуването чрез диоди (разделителни диоди) има
че още в началото на превключването диодът се запушва, пусковата верига
на връзка, не я шунтира и не

3

влияе върху регенерационния процес. В противен случай скоростта на
превключването би се намалила.
С отпушването на транзистора базовият ток започва да се увеличава,
съответно се увеличават колекторният ток, магнитният поток в
трансформатора, индуцираните напрежения в базовата и в товарната
намотка. При правилно свързване на намотките (показано на фиг.1)
нарастването на напрежението U2 води до по-нататъшно увеличаване на
базовия ток. При условие, че усилването в тази затворена верига е K 0>1,
така описаният регенерационен процес на превключване протича
лавинообразно. Той завършва с насищането на транзистора, т. е. при
нарушаване на условието К0>1. В резултат напреженията в схемата се
изменят скокообразно: колекторното от Е сс до нула (формира се предният
фронт); в базовата намотка — от нула до n вЕсс (nв=
=
=
=
U
); в товарната
намотка — от нула до =
UЕсс(=
U=
=
2
=
U
).
Продължителността на генерирания импулс се определя от времето,
през което транзисторът е наситен. Процесите в схемата като цяло
протичат в посока на намаляване на заряда в базата, натрупан при
превключването. Вследствие на насищането на транзистора напрежението
върху първичната (колекторната) намотка се поддържа постоянно и равно
на Е
СС. Нека допуснем, че през времетраенето на импулса магнитната
сърцевина не се насища и, че магнитният поток зависи линейно от
намагнитващия ток. Тогава намагнитващият ток на трансформатора
нараства приблизително линейно и води до увеличаване на колекторния
ток през наситения транзистор. Магнитният поток също расте по линеен
закон и поддържа постоянно индуцираното напрежение U
2. То от своя
страна определя тока в базата. При наличие на кондензатор С базовият ток
постепенно намалява, понеже кондензаторът се зарежда и напрежението
му расте. В схеми без такъв кондензатор (тогава запушващото напрежение

4

се подава през базовата намотка) базовият ток се поддържа постоянен.
Като се съпоставят процесите в колектора и в базата, се вижда, че те
протичат в посока на извеждане на транзистора от насищане, т. е. след
известно време, равно на продължителността на импулса, транзисторът се
оказва в активен режим и схемата отново се превключва лавинообразно-
този път в обратна посока - докато транзисторът се запуши. Тъй като двата
фронта на изходния импулс се определят от еднакви процеси, тяхната
продължителност е приблизително еднаква.
Начините за извеждане на изходния импулс към товара са:
• чрез отделна товарна намотка;
• чрез разделителен кондензатор Ср в колектора;
• от резисторите върху които се получават почти идеални
правоъгълни импулси.
Наред с ограничаването на максималния ток през транзистора,
резисторите Re и Rc стабилизират продължителността на генерирания
импулс, която пък може да се регулира чрез резистора R доп., включен в
базовата верига.
Възстановяването на изходното състояние на схемата зависи от двата
реактивни елемента: кондензатора С и индуктивността на намагнитване L
на трансформатора. При рязкото запушване на транзистора в тях остава
запасена практически цялата енергия, натрупана по време на импулса.
Кондензаторът С се разрежда бавно през сравнително високоомния
резистор и практически определя максималното време tВ необходимо за
възстановяване на схемата. От друга страна, вследствие на енергията в
индуктивността на трансформатора могат да се възбудят трептения в
кръга, образуван от L, и пълния паразитен капацитет С 0 (сума от
капацитета на трансформатора, колекторния и монтажния капацитет,
капацитета на товара, приведен към първичната колекторна намотка).

Първата полувълна на
прекъсната линия, сумирана с напреже
да причини пробив в базата н
използуват високочестотни дрейфови транзистори, трябва да се постави
диодът D в. Втората полувълна може да предизвика отпушване на
транзистора и генериране на импулс, без да е постъпил пусков сигнал. За
това трансформаторът се шунтира с последователно свързаните диоди
и резистор Rш, така че да се осигури апериодично за
трептенията. В схеми без кондензатор
възстановителния стадий се определя само от про
енергията, натрупана в трансформатора, в шунтиращата верига.

2.2. АВТОГЕНЕРАТОРЕН


Принципната схема (фиг.2
само по полярността на постоянното напрежение в базова
като то е отпушващо -
напрежението върху кондензатора С,
напрежение, се стреми по експоненциален закон към стойността
Първата полувълна на Uв на тези трептения, показани на
прекъсната линия, сумирана с напрежението върху кондензатора С, може
да причини пробив в базата на транзистора. За защита, особено когато се
честотни дрейфови транзистори, трябва да се постави
Втората полувълна може да предизвика отпушване на
ра и генериране на импулс, без да е постъпил пусков сигнал. За
нсформаторът се шунтира с последователно свързаните диоди
така че да се осигури апериодично за
трептенията. В схеми без кондензатор С продължи
възстановителния стадий се определя само от процеса на изразходване
енергията, натрупана в трансформатора, в шунтиращата верига.
2.2. АВТОГЕНЕРАТОРЕН РЕЖИМ.
Фиг.2
Принципната схема (фиг.2.а) се различава от схемата в чакащ режим
само по полярността на постоянното напрежение в базова
- в случая положително (най- често
напрежението върху кондензатора С, а следователно и базовото
напрежение, се стреми по експоненциален закон към стойността
5
на тези трептения, показани на (фиг.1.б). с
нието върху кондензатора С, може
а транзистора. За защита, особено когато се
честотни дрейфови транзистори, трябва да се постави
Втората полувълна може да предизвика отпушване на
ра и генериране на импулс, без да е постъпил пусков сигнал. За-
нсформаторът се шунтира с последователно свързаните диоди Д
Ш
така че да се осигури апериодично затихване на
продължителността на
цеса на изразходване на
енергията, натрупана в трансформатора, в шунтиращата верига.
а) се различава от схемата в чакащ режим
само по полярността на постоянното напрежение в базовата верига. Тъй
често ЕВВ = ЕСС),
следователно и базовото
напрежение, се стреми по експоненциален закон към стойността + ЕВВ.

6

Когато то стане малко по-голямо от нула, т. е. достигне прага на
отпушване на транзистора, схемата се превключва лавинообразно и се
генерира импулс (фиг.2.б). Процесите по време на импулса са напълно
еднакви с процесите в чакащия блокинг-генератор. За обяснението на
автогенераторния режим най-съществено е зареждането на кондензатора С
от базовия ток на транзистора. В края на импулса напрежението върху
кондензатора достига своята максимална стойност. След превключването
на схемата това напрежение поддържа транзистора запу шен.
Продължителността на паузата е равна на времето, за което базовото
напрежение (равно на напрежението на кондензатора), стремейки се към
+Евв, достига прага на отпушване на транзистора.
Период на повторение на импулсите - тъй като по време на импулса
кондензаторът С се зарежда бързо от базовия ток на транзистора, а по
време на паузата се разрежда много по-бавно през високоомния резистор
генерираните импулси имат много малък коефициент на запълване, т. е.
периодът на повторение практически е равен на паузата.

3. РАЗНОВИДНОСТИ НА БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРИ

3.1. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР С ОБЩА БАЗА
На (фиг.3) е показан блокинг-генератор с обща база, който може да
работи в чакащ или автогенераторен режим в зависимост от полярността
на постоянното напрежение в емитерната верига. Особеностите в
действието на схемата са:
• Условието за лавинообразно превключване е:
>NЕ

Където: w
<.
р
<
w


• Тъй като кондензаторът се зарежда през нискоомната емитерна
верига на транзистора, генерираните импулси могат (в срав
нение с генератора с общ емитер) да бъдат с много по
продължителност и с много по
запълване;
• Температурната стабилност на периода на повторение на
импулсите е по
емитера. Същото важи и за продължителността на генерирания
импулс, тъй като температурната стабилност на
висока от тази на
• Фронтовете на импулсите имат по
в схемата с общ емитер. Това се вижда от условието
голямо усилване в затворената верига на положителната
обратна връзка е необходимо
влиянието на паразитните капацитети на трансформатора.
Схемата от (фиг.4
емитер и с обща база —
времеви параметри на импулсите.

Тъй като кондензаторът се зарежда през нискоомната емитерна
верига на транзистора, генерираните импулси могат (в срав
нение с генератора с общ емитер) да бъдат с много по
продължителност и с много по -малък коефициент на
Температурната стабилност на периода на повторение на
импулсите е по-висока поради по-малкия топлинен ток в
емитера. Същото важи и за продължителността на генерирания
импулс