Работа мультивибратора в режиме синхронизации

 

Особенностью мультивибраторов, работающих в автоколебательном режиме, является низкая стабильность частоты. Для стабилизации частоты на генератор подается синхронизирующий сигнал высокостабильной частоты, принуждающий мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме, работать в режиме синхронизации. В этом случае мультивибратор работает синхронно с генератором синхросигнала.

Для организации режима синхронизации в цепь базы транзистора Т₁ (рис. 1) подадим синхросигнал (рис. 2). Синхросигнал U_сс представляет собой последовательность коротких положительных импульсов. Транзистор Т₁ закрыт в течение t_и2 и открыт в течение t_и1.

Транзистор Т₁ закрыт, не оказывает никакого влияния на работу схемы, и только в конце t_и2 транзистор Т₁ открывается в момент времени t₂ за счет синхроимпульса. Если первый синхроимпульс появится в момент времени t₁ то 14 синхроимпульс открывает Т₁. Таким образом, частота мультивибратора в 14 раз ниже частоты синхроимпульса. Если увеличим амплитуду синхросигнала, то можно получить другое соотношение. Поэтому постоянство амплитуды синхроимпульсов обеспечивается специальной схемой ограничения.

 

Rк1

Rб2

Т1

Uвых2

Uвх1

Т2

Rб1

Rк2

Uсс

 

 

Рис. 1. Схема мультивибратора, работающего в режиме синхронизации

t

Uвых1

t

Uб1

t

tи1

tи2

Uвых2

t

Uб2

t

Uсс

t1

t2

 

 

Рис. 2. Автоколебательный мультивибратор в режиме синхронизации

 

 

БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ

Блокинг-генератор (БГ) представляет собой источник мощных импульсов с длительностью от долей микросекунд до долей миллисекунд и скважностью, изменяющейся в пределах от единиц до нескольких десятков тысяч. Такая скважность не может быть получена ни от одного генератора импульсов. Импульсы на выходе БГ близки к прямоугольным, по амплитуде могут многократно превышать напряжение питания, если использовать выходную обмотку импульсного трансформатора (ИТ) в качестве повышающей. Сильная положительная обратная связь в БГ обеспечивается с помощью ИТ, который позволяет при увеличении тока через коллекторную обмотку создать в базовой обмотке ЭДС с полярностью, приводящей к отпиранию транзистора и еще большему увеличению коллекторного тока. И наоборот, при уменьшении коллекторного тока в базовой обмотке возникает ЭДС обратной полярности, что ведет к дальнейшему уменьшению I_к, т. е. при изменении тока, намагничивающего сердечник, на размагничивающий, ЭДС наведенная в обмотках ИТ меняет знак.

Блокинг-генератор может работать в автоколебательном, ждущем и режиме синхронизации.

Работа БГ в автоколебательном режиме

Схема и диаграммы, иллюстрирующие работу БГ в автоколебательном режиме, представлены на рис. 3.

В момент времени t₁ напряжение на конденсаторе С спадает до нуля и транзистор начинает отпираться, появится коллекторный ток I_к, а в сердечнике ИТ возрастающий - магнитный поток.

Возрастающий магнитный поток наводит в базовой обмотке W_б ЭДС такой полярности, что транзистор дополнительно открывается, ток I_к увеличивается, следовательно, возрастают магнитный поток и ЭДС, что ведет к большему отпиранию транзистора. Этот процесс протекает лавинообразно, транзистор полностью открывается, напряжение на коллекторе падает почти до нуля (см. рис. 3), ЭДС в базовой обмотке возрастает до максимального значения.

+

-

-Ек

С

Wк

Wнх

-

+

+

-

R

Rн

Wбх

t1

t3

t

t

t

Uc

Uб

Uк

t1

t2

t2

t3

 

Рис. 3. Работа блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Транзистор заходит в область насыщения, и потенциал базы не вызывает изменения коллекторного тока. Транзистор теряет усилительные свойства, формирование переднего фронта заканчивается при t = t₂, длительность переднего фронта Dt = t₂ – t₁.

За промежуток времени Dt разность потенциалов на обкладках конденсатора С практически не изменяется, и только после времени t₂ конденсатор начинает заряжаться через открытый переход эмиттер – база. Ток базы I_б и разность потенциалов эмиттер – база уменьшаются, что ведет к намагничиванию сердечника при неизменном токе коллектора. В это время формируется плоская часть вершины импульса, и уменьшающийся ток базы выводит транзистор из насыщения, у него восстанавливаются усилительные свойства (момент времени t₃). Уменьшение тока базы вызовет уменьшение I_к, следовательно, сердечник начнет размагничиваться, что вызовет изменение знака ЭДС в базовой обмотке, способствующее запиранию транзистора.

После запирания транзистора начинается разряд конденсатора С, в этой стадии напряжение U_б-э определяется напряжением емкости U_с. В некоторый момент времени t₁ U_б-э достигнет нуля и транзистор откроется, начнет формироваться новый импульс.

 

Ждущий режим работы блокинг-генератора

В ждущем режиме в исходном состоянии БГ закрыт и может находиться в таком состоянии бесконечно долго, до прихода запускающего импульса. С подачей запускающего импульса БГ формирует один единственный импульс и снова запирается. Иногда ждущий режим называют заторможенным.

Заторможенный режим обеспечивается различными способами получения запирающего напряжения. Для этого используют или вспомогательный источник или делитель напряжения. На рис. 4 представлена схема блокинг-генератора в ждущем режиме. Запирающее напряжение снимается с R₂ и подается в цепь база – эмиттер.

Rб

+

+Ек

С2

-

+

-

Rн

L2

R1

Сэ

R2

L3

L1

Uз

 

Рис. 4. Ждущий режим работы БГ

В исходном состоянии транзистор закрыт, емкость С_э заряжена частью падения напряжения с R₂. Запускающий положительный импульс открывает транзистор, в базовой обмотке наводится ЭДС, способствующая еще большему открыванию транзистора. Транзистор очень быстро входит в насыщение и теряет усилительные свойства, начинает формироваться вершина импульса, уменьшается I_к, и ЭДС в базовой обмотке меняет знак, начинает формироваться заданный фронт импульса. Транзистор закрывается и остается в закрытом состоянии до следующего отпирающего импульса. Важно, чтобы временной интервал между запускающими импульсами был больше времени формирования импульса блокинг-генератором.

Режим синхронизации БГ

Принципиально работа БГ в режиме синхронизации не отличается от работы БГ в автоколебательном режиме. Разница в том, что синхроимпульсы запускают БГ несколько раньше того момента, в котором он запустился бы самостоятельно (t = t₁) (см. рис. 3). При этом частота импульсов БГ кратна или равна частоте следования синхроимпульсов, кроме того стабильность БГ полностью определяется стабильностью синхрогенератора.