Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

ный процесс; если коэффициент петлевого усиления К0 превышает единицу, процесс роста токов (и напряжений на обмотках) носит лавинообразный характер и завершается насыщением транзистора..

Если не считаться с нагрузкой и пренебречь изменением тока намагничивания в процессе опрокидывания, то приращение кол­ лекторного тока Д;„ вызывает приращение тока эмиттера Діа= = Аіи/п, а последнее приводит к новому приращению тока коллек­ тора, равному аДь = сіАік/п.

Таким образом, коэффициент петлевого усиления Ко равен а/л,

ра ОБ, пересчитанное в коллекторную цепь. Так как а <С 1, то не­ обходимо, чтобы у трансформатора в схеме блокинг-генератора на

гими словами, ток эмиттера іэ, заряжающий конденсатор в схеме ОБ, много больше тока базы іо, заряжающего С в схеме ОЭ). В результате схема ОБ позволяет получить более короткие им­ пульсы.

3. При рассмотрении схемы ОЭ было отмечено, что за время обратного опрокидывания іф напряжение на конденсаторе С

конденсаторе, в начале паузы, что приводит к уменьшению дли­ тельности паузы и уменьшению скважности формируемых импуль­ сов.

В схеме ОБ рассасывание Qrp через переход коллектор — база не приводит к изменению напряжения на конденсаторе С; поэтому даже при небольших емкостях С удается получить значительную скважность импульсов (порядка сотен и тысяч).

(или длительности паузы и периода колебаний в автоколебатель­ ном блокинг-генераторе) в схеме ОБ выше, чем в схеме ОЭ, так как эмиттерный ток /э0 закрытого транзисторамного меньше До» и поэтому выполнение условия Ia0Ra <С Еэ не вызывает затруднений.

341

Следует, кроме того, отметить более высокую стабильность коэффициента а (по сравнению с ß), и поэтому длительность импульса в схеме ОБ более стабильна.

5. Длительность фронтов импульсов в схеме ОБ обычно больше, чем в схеме ОЭ. Это объясняется тем, что для получения большого коэффициента петлевого усиления (что необходимо для увеличе­ ния скорости регенеративного процесса) приходится выбирать коэффициент трансформации « < 1. При этом возрастает роль па­ разитных параметров, прежде всего паразитных емкостей транс­ форматора.

6.5. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ НА СЕРДЕЧНИКАХ

СПРЯМОУГОЛЬНОЙ ПЕТЛЕЙ ГИСТЕРЕЗИСА

Вждущих блокпнг-генераторах в качестве сердечника импульс­ ного трансформатора можно использовать ферромагнитный сер­ дечник с прямоугольной петлей гистерезиса1).

Схема генератора приведена на рис. 6.11. В исходном состоя­ нии транзистор заперт напряжением смещения EQ, а магнитное состояние сердечника характеризуется величиной индукции Всм = = —Bs\ последняя создается благодаря постоянному смещающему полю Нсм = —# s (рис. 6.12, точка Р): Нсм = ICMwcJl, где / см — постоянный ток в обмотке даСм сердечника; обычно ток / см подают

Для запуска схемы необходимо открыть транзистор и перевести рабочую точку на ППГ в область Н ^ /У, (рис. 6.12), так как при этом будет восстановлено действие положительной обратной связи с коэффициентом петлевого усиления, превышающим единицу (на

.нижнем пологом участке, где Н < . Н и изменение индукции незна­ чительно и условия возникновения регенеративного процесса могут не выполняться).*)

*) Свойства подобных сердечников, а также процессы их перемагннчивания импульсами тока и напряжения рассматриваются в гл. 2 .

-342

Следовательно, коллекторный ток в результате запуска к мо­ менту ttl начала опрокидывания должен достигнуть уровня (без учета приведенного тока нагрузки)

В результате запуска транзистор насыщается, и в течение вре­ мени ta формирования вершины импульса вследствие роста тока намагничивания и, следовательно, коллекторного тока происходит рассасывание заряда в базе транзистора (в течение tu ток базы транзистора можно считать неизменным, так как в цепи базы от­ сутствует конденсатор). К концу интервала ta сердечник оказы­ вается в состоянии магнитного насыщения [Н(/„) ^ Hs], т. е.

343-

при B(tn) ж Bs

(6.64)

С выходом транзистора из режима насыщения начинаются про­

цессы формирования заднего фронта импульса (/ф) и восстанов­ ления исходного состояния. При этом сердечник под действием по­ стоянного магнитного смещения перемагничивается по предельной петле гистерезиса и на коллекторе транзистора формируется об­ ратный выброс (рис. 6.13). Амплитуду его можно приблизительно определить так же, как и в блокинг-генераторе на сердечнике с непрямоугольной петлей гистерезиса:АС/шк« / мпкс(/?ш||/?;,)=/максУ?іиэ,

где /?шэ — эквивалентное сопротивление, шунтирующее трансфор­

достаточно малым сопротивление Rm.

Блокинг-генератор на сердечнике с ППГ по сравнению с обыч­ ным блокинг-генератором позволяет формировать импульсы бо­ лее стабильной длительности, так как ta в основном зависит от параметров сердечника, а не транзистора. Для формирования им­ пульсов высокостабильных по длительности в широком темпера­ турном диапазоне используются ленточные пермаллоевые сердеч­ ники с ППГ, параметры которых в меньшей степени зависят от температуры, чем параметры ферритовых сердечников.

Схема рис. 6.11 может совмещать функции блокинг-генератора и логического элемента. Именно так выполняются феррит-транзи- сторные элементы.

Схема может быть использована для получения импульсов тока

величиной, определяемой ф-лой (6.60). Следовательно, максималь­

и может быть сделано весьма малым при большом шк.

344

Так как /мако и /і не зависят от величины Ra или от мгновенных, значений напряжений на нелинейной нагрузке, то можно утверж­ дать, что в рассматриваемом случае блокинг-генератор представ­ ляет собой генератор импульсов тока. В таком режиме блокинггенератор широко применяется для формирования управляющих (тактовых) импульсов в магнитных коммутационных устройствах.

6.6. ПРИМЕНЕНИЕ БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРОВ В КАЧЕСТВЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ИГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Принципиальная схема преобразователя напряжения показана на рис. 6.14; когда транзистор насыщен, напряжение на первичной (коллекторной) обмотке равно Ек и коллекторный ток нарастает практически линейно. Напряжение на обмотке шн имеет поляр­ ность, при которой диод Д И заперт. При переходе транзистора а режим отсечки изменяется полярность напряжения на всех обмот­ ках трансформатора, диод Д„ оказывается смещенным в прямом направлении и конденсатор Си заряжается. Если емкость С„ до­ статочно велика, то напряжение на ней в установившемся режиме

изменяется мало и практически остается равным пнЕк = - ^ Ек.

При пв > 1 получаем на выходе постоянное напряжение, уровень которого больше Ек. На практике применяются различные ва­ рианты подобных преобразователей.

На рис. 6.15 приведена принципиальная схема генератора на­ пряжения прямоугольной формы. Обмотка wK трансформатора включена таким образом, что, когда один транзистор насыщен, второй заперт, и наоборот. Отпирание транзистора происходит бла­ годаря обратному выбросу напряжения на обмотках при запирании другого транзистора. Для преобразования низкого напряжения

345