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 Uсс представляет собой последовательность коротких положительных импульсов. Транзистор Т1 закрыт в течение tи2 и открыт в течение tи1.
Транзистор Т1 закрыт, не оказывает никакого влияния на работу схемы, и только в конце tи2 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.
Рис. 1. Схема мультивибратора, работающего в режиме синхронизации
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 Iк, 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 Iк, а в сердечнике ИТ возрастающий - магнитный поток.
Возрастающий магнитный поток наводит в базовой обмотке Wб ЭДС такой полярности, что транзистор дополнительно открывается, ток Iк 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.
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 Iб 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 Iк, 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 Uб-э определяется напряжением емкости Uс. В некоторый момент времени t1 Uб-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.
Рис. 4. Ждущий режим работы БГ
В исходном состоянии транзистор закрыт, емкость Сэ 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 Iк, 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.