Блокинг генератор на одном транзисторе расчет: Блокинг генератор: принцип работы

Содержание

Блокинг генератор на одном транзисторе своими руками

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор – это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем – это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение.

Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

2) Детали

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм – 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о мультивибраторах, которые предназначены для генерирования прямоугольных импульсов. Но для этой, же цели применяются и другой тип генератора, который называется блокинг-генератором. Вообще же блокинг-генератор – это регенеративное устройство (генератор импульсов), основанное на однокаскадном усилителе, обратная связь в котором создаётся за счёт импульсного трансформатора.

Основное предназначение блокинг-генераторов заключается в создании мощных коротких импульсов с крутыми фронтами и большой скважностью. В настоящее время они используются в импульсных блоках питания в качестве задающих генераторов

Так же как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в следующих режимах: автоколебательном, ждущем, синхронизации и деления частоты, но наиболее распространенным являются автоколебательный и ждущий режимы.

Автоколебательный блокинг-генератор

Как говорилось выше, автоколебательный блокинг-генератор является наиболее распространённым. Давайте рассмотрим его устройство и принцип работы на основе простейшей схемы, которая изображена ниже


Простейшая схема автоколебательного блокинг-генератора.

Простейший блокинг-генератор состоит из транзистора VT1 по схеме с общим эмиттером, трансформатора обратной связи Т1, демпфирующей цепи в виде диода VD1, времязадающей цепочки R2C1, базового резистора R1 и сопротивления нагрузки Rн.

Рассмотрим работу блокинг-генератора на основе временных диаграмм его работы, которые представлены ниже


Временные диаграммы работы блокинг-генератора.

Первая стадия (формирование фронта импульса) начинается в момент времени t, то есть в момент включения питания либо по окончании периода предыдущего импульса. В этот момент транзистор оказывается заперт, а конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2. По мере заряда конденсатора С1 увеличивается напряжение U

BE на базе транзистора VT1, что приводит к постепенному открытию транзистора и возрастанию коллекторного тока IC. Возрастающий ток коллектора приводит к формированию ЭДС в трансформаторе и на его зажимах формируется возрастающее напряжение и ток пропорционально току коллектора транзистора VT1. Данная стадия заканчивается в момент времени t1, когда транзистор перешёл полностью в режим насыщения.

Вторая стадия (формирование вершины импульса) начинается в момент времени t1. После того как транзистор VT1 перешёл в режим насыщения на него уже мало влияет ток протекающий через базу транзистора, поэтому нарастание амплитуды импульса прекращается и начинает формироваться плоская вершина импульса. В данный период времени напряжение на зажимах трансформатора практически не изменяется, поэтому напряжение на коллекторе не изменяется, но так как происходит разряд конденсатора С1 уменьшается напряжение на базе транзистора VT1, а следовательно и ток базы I

b. По мере уменьшения тока базы Ib начинает уменьшаться ток коллектора IC, но вследствие индуктивного характера коллекторной нагрузки, начинает увеличиваться ток намагничивания трансформатора, а, следовательно, и коллекторный ток транзистора VT1, в результате напряжение на коллекторе остаётся постоянным некоторое время, которое зависит от параметров трансформатора Т1.

Третья стадия (формирование среза импульса) начинается в момент времени t2. В это время ток подмагничивания уменьшается и транзистор VT1 начинает закрываться под воздействием уменьшающегося тока базы Ib, вследствие разряда конденсатора С1. Когда транзистор полностью закроется коллекторный ток уменьшится практически до нуля и потенциал на выводах трансформатора Т1 также уменьшится, но вследствие этого в обмотках трансформатора возникнет ток обратный току коллектора I

C и соответственно току базы Ib, что приведёт к ещё быстрейшему разряду конденсатора и образованию отрицательного всплеска напряжения на базе. Отрицательный импульс напряжения на базе транзистора VT1 ещё быстрее разрядит конденсатор, что уменьшит продолжительность среза импульса по сравнению с фронтом.

Четвёртая стадия (восстановление) начинается в момент времени t3. В это время транзистор находится в полностью закрытом состоянии. В этот период времени происходит рассеивание энергии в конденсаторе и трансформаторе, запасённой в третьей стадии работы блокинг-генератора. В этот период времени в трансформаторе могут возникать некоторые колебательные процессы (изменение напряжения до уровня UK max), что в общем случае нежелательны, поэтому для предотвращения этого параллельно коллекторной обмотке трансформатора включают различные демпфирующие цепи, в данном случае эту роль выполняет диод VD1.

Расчёт блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Как любая электронная схема параметры работы блокинг-генератора полностью зависят от величин элементов составляющих схему, поэтому для расчёта необходимо задаться параметрами схемы.

Для расчёта блокинг-генератора обычно задаются следующими выходными характеристиками схемы: амплитуда импульсов Um, период прохождения импульсов Т, длительность импульса τi, сопротивление нагрузки RH.

Так как в настоящее время блокинг-генераторы очень часто используют в качестве задающих генераторов импульсных блоков питания, то для примера рассчитаем простейшую схему, на основе которой можно создать импульсный блок питания.

Зададим следующие параметры для расчёта: частота прохождения импульсов F = 50 кГц, скважность импульсов Q = 0,3, амплитуда выходных импульсов Um = 5 В, сопротивление нагрузки R

H = 25 Ом, напряжение питания схемы ЕК = 310 В (выпрямленное сетевое напряжение).

1.Первым этапом расчёта является определение типа транзистора, как основного элемента схемы. Транзистор выбирается по следующим параметрам: максимально допустимое напряжение UCBmax, максимально допустимый ток коллектора ICmax и предельная частота fh31e.

где nH — коэффициент трансформации из коллекторной обмотки в обмотку нагрузки.

Примем IC = 0,02 А

Данным параметрам удовлетворяет транзистор MJE13001 со следующими характеристиками:

2.Определим величину сопротивления R1

Примем значение R1 = 390 Ом.

3.Рассчитаем параметры импульсного трансформатора. Коэффициент трансформации для выходной обмотки nH

Коэффициент трансформации для обмотки в цепи базы nB

где Ub – напряжение на базе транзистора VT1.

Выберем UB = 5 В. Тогда

Индуктивность коллекторной обмотки трансформатора

где ti – длительность импульса;

R’H – приведённое сопротивление нагрузки;

r’b – приведённое к коллекторной нагрузке сопротивление базы.

Определим длительность импульса и приведённые сопротивления

где rb – внутреннее объемное сопротивление базы. Тогда

Тогда индуктивность первичной обмотки будет равна

4.Определим величину сопротивления R2 и емкость конденсатора С1. Ёмкость конденсатора С1 определится из следующего условия

Примем С1 = 12 нФ
Сопротивление резистора R2

Примем R2 = 62 кОм.

5.В коллекторную цепь транзистора необходимо включать демпфирующую цепочку. Она позволяет ограничить всплески импульсов на трансформаторе, вследствие чего уменьшаются импульсные помехи и вероятность пробоя транзистора. В данном случае применена простейшая демпфирующая цепь в виде диода VD1, который должен удовлетворять следующим условиям

Данным параметрам удовлетворяет диод типа 1N4004.

Более подробно о демпфирующих цепях я расскажу, когда будем рассматривать индуктивные элементы и импульсные источники питания.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор – это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем – это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение. Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

2) Детали

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм – 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

Создайте свой бустер напряжения — блокинг генератор на одном транзисторе своими руками

Для тех из вас, кто не знает, о чем идёт речь, блокинг генератор — это крошечная схема с самозапиткой, которая позволит вам зажигать светодиоды от старых батареек, напряжение которых упало вплоть до 0.5 Вольт.

Вы думаете, что батарейка уже отжила свое? Подключите её к блокинг генератору и выжмите из неё всё до последней капли энергии своими руками!

Шаг 1: Компоненты и инструмент

Для проекта понадобится всего несколько вещей, которые видны на фотографии, но для тех из вас, кто любит читать, я приложу вариант списка в текстовом виде:

  • Паяльник
  • Припой
  • Светодиод
  • Транзистор 2N3904 или его эквивалент
  • Резистор 1К
  • Тороидная бусина
  • Тонкий провод, двух цветов

Если вы найдёте транзистор 2N4401 или BC337, то светодиод будет гореть ярче, так как они рассчитаны под большую силу тока.

Шаг 2: Обмотайте тороид проводом

Сначала нужно обмотать проводом тороид. Свой я нашел в старом блоке питания. Тороиды похожи по форме на пончик и притягиваются магнитом.

Возьмите два провода, скрутите вместе их концы (вам необязательно делать так, но это немного упростит обмотку тороида).

Пропустите скрученные концы через тороид, затем возьмите два других (нескрученных конца) и обмотайте вокруг тороида. Не перекручивайте провода, убедитесь, что по всей обмотке нет места, где два повода с одинаковым цветом находятся рядом. В идеале нужно сделать 8-11 витков, находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга и плотно прилегающих к тороиду. Как только вы завершите обмотку, отрежьте излишнюю длину провода, оставив около 5 см для соединения с другими компонентами схемы.

Снимите с концов проводов немного изоляции, затем возьмите по одному проводу с каждой стороны, убедившись что они разных цветов. Скрутите их и ваш тороид готов.

Шаг 3: Припаиваем компоненты

Пришло время спаять всё в одно устройство. Вы можете поместить всё на макетную плату, но в инструкции я решил собрать всё на коленке. Можете следовать текстовой инструкции или спаять всё по картинкам — там всё отлично отображено.

Сначала возьмите два внешних контакта транзистора и слегка отогните их наружу, а средний загните внутрь. Контакты светодиода также согните наружу. Это необязательный шаг, но он поможет проще спаять компоненты.

Возьмите один из проводов тороида, которые остались несоединёнными (всё правильно, один из нескрученных вместе проводов). Припаяйте его к одной из сторон резистора. Припаяйте другой конец резистора к среднему контакту транзистора.

Возьмите второй одиночный провод тороида и припаяйте его к коллектору транзистора. Припаяйте положительный контакт светодиода также к коллектору, а отрицательный контакт к эмиттеру.

Всё, что осталось сделать — это припаять удлинительный провод к отрицательному контакту светодиода. Возьмите кусок провода, который у вас был до этого, и припаяйте его к эмиттеру транзистора.

Шаг 4: Пробуем девайс в действии

Всё готово! Вы завершили ваш блокинг генератор на одном транзисторе. Приложите скрученные провода тороида к положительному контакту батарейки, а удлинительный провод к отрицательному контакту. Если всё собрано правильно, то светодиод загорится. Если светодиод не загорится, то попробуйте обмотать тороид более тонким проводом.

Блокинг генератор на двух транзисторах схема

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор — это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем — это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение. Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

2) Детали

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм — 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

Самозапитка блокинг генератора или обратная связь по питанию была продемонстрирована таким деятелем как tiger2007ify в одноименном видео еще в 2011 году

обратная связь по питанию

Изначально автор представил такую схему

(справа — оригинал из видео автора)

Множество человек пытались ее повторить и ничего ни у кого не получилось. Позже выяснилось множество интересных ньюансов, который автор по ошибке или намеренно указал неверно.

1.Съемная обмотка со средней точкой должна мотаться в одну сторону, верхняя и нижняя часть, фактически это одна намотка с отводом от середины, именно такой вариант позволит в положительную полярность превращать как ЭДС, так и ОЭДС. Если от средней точки обмотки намотать в разные стороны, то мы будем снимать только ЭДС или только ОЭДС, что видимо не совсем верный ход. В крайнем случае имеет смысл делать генератор со съемом именно ОЭДС, так как съем ОЭДС не оказывает существенного влияния на потребляемый ток и другие параметры схемы, нагрузка на ЭДС существено повышает потребляемый ток схемы и меняет частоту генерации.

2.Автор не показал конденсатор параллельный индуктору в коллекторной цепи транзистора, а он — необходим. Есть предположения, что у автора конденсатор выполнен ввиде фольги таким образом, чтобы фирритовое кольцо было бы между обкладками этого конденсатора, выступая в роли диэлектрика. И даже без такого хитрого конденсатора генератор работать будет, если туда поставить хоть какой-нибудь небольшой конденсатор в районе 10-100нФ. Без конденсатора блокинг генератор может правильно не заработать, скатываясь в режим качера, в режим ВЧ колебаний. Однако обычный конденсатор не даст СЕ прибавки и только ХК — Хитрый Конденсатор, фактически являющийся приемником СЕ энергии способен дать генератору ту дополнительную энергию, которая преодалеет потери и задействует положительную обратную связь по питанию. Емкость ХК также надо подбирать и желательно, чтобы он был подстраиваемым. Подробнее о ХК позже.

Более усовершенствованая схема блокинг генератора с обратной связью по питанию

Видео показывающее пробный пуск этой схемы от гальванического элемента 1.5 вольт

Проблема низкочастотных блокинг генераторов в сползании режима генерации на ВЧ, фактически в качерный режим. Решается этот вопрос установкой небольшого конденсатора, в данной схеме 47н параллельно индуктору — коллекторной катушке. Но возможности этой схемы шире. Если этот кондёр сделать «хитрым», то блокинг генератор можно будет гонять в режиме самозапита. Хитрый кондёр должен осуществлять энергетическую подкачку системы. Как вариант — устройство генерации энергии на электрохимической ячейке, которая сможет выдавать энергию лишь в купе с этой схемой, а не самостоятельно.

Катушки съема верно мотать в одну сторону, а не в разные, как это говорилось у последователей Тигр2007. В данном случае один диод будет снимать ЭДС, а другой диод ОЭДС заряжая кондёр одной выбранной полярностью. Если съёмные катушки намотать в разные стороны, то оба плеча будут работать фактически параллельно, беря энергию либо только ЭДС либо только ОЭДС, а не обе энергии сразу

Для более детального изучения эффектов можно воспользоваться отдельным генератором частот, что расширяет возможности таких экспериментов

воскресенье, 13 апреля 2014 г.

Блокинг-генератор.

Из анимированного рисунка 3 видно что преобразователь обратноходовый (ток идёт в нагрузку после того как энергия накоплена в дросселе и тогда когда ключ разомкнут), на выходе короткие прямоугольные импульсы. Быть может рисунки немного не грамотные но так визуально проще представить работу блокинг-генератора.
Процесс изготовления преобразователя на блокинг-генераторе показан на видео:

Преобразователь без умножителя выглядит так:

Транзистор лучше прижать (например болтом с гайкой) к радиатору для охлаждения. С выхода трансформатора разрядов может не быть поэтому нужен умножитель. Питать преобразователь можно от батарейки «крона» на 9В. Выводов умножителя лучше не касаться во время работы преобразователя, после отключения питания и прекращения работы преобразователя конденсаторы в умножителе всё ещё будут заряжены и умножитель может «ударить током», чтобы этого не произошло нужно ненадолго замкнуть выводы умножителя с которых возникают разряды при работе преобразователя.

20 комментариев:

Здравствуйте
Благодарим за интересные и полезные сведения на сайте.
Существует ли ещё проще схема генератора для повышения напряжения?

Можно сделать генератор для повышения напряжения на туннельном диоде. Туннельный диод катодом подключается к первичной обмотке, на его анод подаётся небольшое положительное напряжение относительно другого вывода первичной обмотки.

Тогда предложение, — публикация с этим примером 🙂
Более того, можно сделать повышение напряжения до возможно бОльших значений, со ступенчатым выбором уровня. Это даст очень простой, экономичный и не дорогой в изготовлении высоковольтный источник эл.энергии, для опытов и лабораторных исследований.
Можно обойтись минимальным числом во вторичной обмотке трансформатора, а дальнейшее повышение потенциала реализовать многоступенчатым простым множителем напряжения. Либо как вариант — по схеме генератора Маркса, но в качестве промежутков разрядников — неонки.

Интересная мысль таким образом создать подобие электрофорной машинки, но без движущихся частей. Интересных опытов для такого источника много, да и прикладное применение найдётся.

А из чего делается обмотка?

Обмотки делаются из эмалированного провода. Можно из медного эмалированного можно из алюминиевого но лучше из медного. Диаметр провода не помню но 0.5мм наверное точно хватит.

По каким формулам этой схеме рассчитывается количество витков и сопротивление резистора?

То что показано на рисунке 1 определено опытным путём. Сопротивление резистора выбирается таким чтобы было не достаточно низким для того чтобы переход база-эмиттер перегорел и не на столько высоким чтобы транзистор не открылся. Исходя из этого выбирается ток базы Iб. Сопротивление резистора R=Eб/Iб где Eб-ЭДС обмотки w2. Это ЭДС примерно можно найти по формуле: Ew2=(S*w2*dB)/dt где: S-площадь поперечного сечения магнитопровода, w2-количество витков обмотки w2, dB-изменение индукции (т.к. это блокинг-генератор то индукция изменяется до индукции насыщения (не знаю точно от чего но возможно от нуля)), dt-время за которое происходит это изменение индукции dB. dt-это время за которое w1 заряжается до насыщения, не знаю на сколько это правильно, но думаю можно это время рассчитать по формуле: dt=(S*w1*dB)/Eп где: w1-количество витков обмотки w1, Eп-напряжение питания. Количество витков w1 выбирается небольшим для того чтобы коэффициент трансформации был больше и напряжение на выходе было больше.

помогите пожалуйста у меня тема курсовой » Разработка на базе блокинг-генератора с преобразователя напряжения 5В в напряжение 1500В, I=200мкА» как расчитать, с чего начать? работаю в мультисиме, просто нужно собрать схему.

Автогенераторные преобразователи напряжения (блокинг-генераторы)

Источники питания

Автогенераторные преобразователи напряжения


(блокинг-генераторы)

В генераторах с самовозбуждением (автогенераторах) для возбуждения электрических колебаний обычно используется положительная обратная связь. Существуют также автогенераторы на активных элементах с отрицательным динамическим сопротивлением, однако в качестве преобразователей они практически не используются.
Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. 9.1. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов. Фазовый сдвиг для обеспечения условия возникновения колебаний в нем обеспечивается определенным включением обмоток.

 

Рис. 9.1. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связью

Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ.

Блокинг-генератор позволяет получать короткие импульсы при большой скважности. По форме эти импульсы приближаются к прямоугольным. Емкости колебательных контуров блокинг-генератора, как правило, невелики и обусловлены межвитковыми емкостями и емкостью монтажа. Предельная частота генерации блокинг-генератора — сотни кГц. Недостатком этого вида генераторов является выраженная зависимость частоты генерации от изменения питающего напряжения.

Резистивный делитель в цепи базы транзистора преобразователя (рис. 9.1) предназначен для создания начального смещения.

Несколько видоизмененный вариант преобразователя с трансформаторной обратной связью представлен на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Схема основного (промежуточного) блока источника высоковольтного напряжения на основе автогенераторного преобразователя

Автогенератор работает на частоте примерно 30 кГц. На выходе преобразователя формируется напряжение амплитудой до 1 кВ (определяется числом витков повышающей обмотки трансформатора).

Трансформатор Т1 выполнен на диэлектрическом каркасе, вставляемом в броневой сердечник Б26 из феррита М2000НМ1 (М1500НМ1). Первичная обмотка содержит 6 витков; вторичная обмотка — 20 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,18 мм (0,12…0,23 мм). Повышающая обмотка для достижения выходного напряжения величиной 700…800 В имеет примерно 1800 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Через каждые 400 витков при намотке укладывается диэлектрическая прокладка из конденсаторной бумаги, слои пропитывают конденсаторным или трансформаторным маслом. Места выводов катушки заливают парафином.

Этот преобразователь может быть использован в качестве промежуточного для питания последующих ступеней формирования вьюокого напряжения (например с электрическими разрядни­ками или тиристорами).

Следующий преобразователь напряжения (США) также выполнен на одном транзисторе (рис. 9.3). Стабилизация напряжения смещения базы осуществляется тремя последовательно включенными диодами VD1 — VD3 (прямое смещение).

Рис. 9.3. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связью

Коллекторный переход транзистора VT1 защищен конденсатором С2, кроме того, параллельно коллекторной обмотке трансформатора Т1 подключена цепочка из диода VD4 и стабилитрона VD5.

Генератор вырабатывает импульсы, по форме близкие к прямоугольным. Частота генерации составляет 10 кГц и определяется величиной емкости конденсатора СЗ.

Аналог транзистора 2N3700 — КТ630А.

Схема двухтактного трансформаторного преобразователя напряжения показана на рис. 9.4. Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ.

Трансформатор высоковольтного преобразователя (рис. 9.4) может быть выполнен с использованием ферритового незамкнутого сердечника круглого или прямоугольного сечения, а также на основе телевизионного строчного трансформатора. При использовании ферритового сердечника круглой формы диаметром 8 мм число витков вьюоковольтной обмотки в зависимости от требуемой величины выходного напряжения может достигать 8000 витков провода диаметром 0,15…0,25 мм. Коллекторные обмотки содержат по 14 витков провода диаметром 0,5…0,8 мм. Обмотки

Рис. 9.4. Схема двухтактного преобразователя с трансформа торной обратной связью

Рис. 9.5. Вариант схемы высоковольтного преобразователя с трансформаторной обратной связью

обратной связи (базовые обмотки) содержат по 6 витков такого же провода. При подключении обмоток следует соблюдать их фазировку. Выходное напряжение преобразователя — до 8 кВ.

В качестве транзисторов преобразователя могут быть использованы транзисторы отечественного производства, например, КТ819 и им подобные.

Вариант схемы аналогичного преобразователя напряжения показан на рис. 9.5 . Основное различие заключается в цепях подачи смещения на базы транзисторов.

Число витков первичной (коллекторной) обмотки — 2×5 витков диаметром 1,29 мм; вторичной — 2×2 витков диаметром 0,64 мм. Выходное напряжение преобразователя целиком определяется числом витков повышающей обмотки и может достигать 10…30 кВ.

Преобразователь напряжения А. Чаплыгина не содеpжит резисторов (рис. 9.6). Он питается от батареи напряжением 5 В и способен отдавать в нагрузку до 1 А при напряжении 12 В.

Рис. 9.6. Схема простого высокоэффективного преобразователя напряжения с питанием от батареи 5 В

Диодами выпрямителя служат переходы транзисторов автогенератора.

Устройство способно работать и при пониженном до 1 В напряжении питания. Для маломощных вариантов преобразователя можно использовать транзисторы типа КТ208, КТ209, КТ501 и другие. Максимальный ток нагрузки не должен превышать максимального тока базы транзисторов.

Диоды VD1 и VD2 — не обязательны, однако позволяют получить на выходе дополнительное напряжение 4,2 В отрицательной полярности. КПД устройства около 85%.

Трансформатор Т1 выполнен на кольце К18×8×5 2000НМ1. Обмотки I и II имеют по 6, III и IV — по 10 витков провода ПЭЛ-2 0,5.

Преобразователь напряжения (рис. 9.7) выполнен по схеме индуктивной трехтонки и предназначен для измерений высокоомных сопротивлений и позволяет получить на выходе нестабилизированное напряжение 120… 150 В [9.5]. Потребляемый преобразователем ток около 3…5 мА при напряжении питания 4,5 В. Трансформатор для этого устройства может быть создан на основе телевизионного трансформатора БТК-70. Его вторичную обмотку удаляют, взамен нее наматывают низковольтную обмотку преобразователя — 90 витков (два слоя по 45 витков) провода ПЭВ-1 0,19…0,23 мм. Отвод от 70-го витка снизу по схеме. Резистор R1 —величиной 12…51 кОм.

Рис. 9.7. Схема преобразователя напряжения по схеме индуктивной трехточки

Рис. 9.8. Схема преобразователя напряжения 1,5 В/-9 В

Преобразователь (рис. 9.8) представляет собой однотактный релаксационный генератор с емкостной положительной обратной связью (02, СЗ). В коллекторную цепь транзистора VT2 включен повышающий автотрансформатор Т1. В преобразователе использовано обратное включение выпрямительного диода VD1, т.е. при открытом транзисторе VT2 к обмотке автотрансформатора приложено напряжение питания Uп, и на выходе автотрансформатора появляется импульс напряжения. Однако включенный в обратном направлении диод VD1 в это время закрыт, и нагрузка отключена от преобразователя.

В момент паузы, когда транзистор закрывается, полярность напряжения на обмотках Т1 изменяется на противоположную, диод VD1 открывается, и выпрямленное напряжение прикладывается к нагрузке. При последующих циклах, когда транзистор VT2 запирается, конденсаторы фильтра (С4, С5) разряжаются через нагрузку, обеспечивая протекание постоянного тока. Индуктивность повышающей обмотки автотрансформатора Т1 при этом играет роль дросселя сглаживающего фильтра.

Для устранения подмагничивания сердечника автотрансформатора постоянным током транзистopa VT2 используется перемагничивание сердечника автотрансформатора за счет включения параллельно его обмотке конденсаторов С2 и СЗ, которые одновременно являются делителем напряжения обратной связи. Когда транзистор VT2 закрывается, конденсаторы С2 и СЗ в течение паузы разряжаются через часть обмотки трансформатора, перемагничивая сердечник Т1 током разряда.

Частота генерации зависит от напряжения на базе транзистора VT1. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному напряжению посредством R2. При понижении выходного напряжения увеличивается частота генерируемых импульсов при примерно одинаковой их длительности. В результате увеличивается частота подзарядки конденсаторов фильтра С4 и С5 и падение напряжения на нагрузке компенсируется. При увеличении выходного напряжения частота генерации, наоборот, уменьшается. Так, после заряда накопительного конденсатора С5 частота генерации падает в десятки раз. Остаются лишь редкие импульсы, компенсирующие разряд конденсаторов в режиме покоя. Такой способ стабилизации позволил уменьшить ток покоя преобразователя до 0,5 мА.

Транзисторы VT1 и VT2 должны иметь возможно больший коэффициент усиления для повышения экономичности. Обмотка автотрансформатора намотана на ферритовом кольце К10×6×2 из материала 2000НМ и имеет 300 витков провода ПЭЛ-0,08 с отводом от 50-го витка (считая от «заземленного» вывода). Диод VD1 должен быть вьюокочастотным и иметь малый обратный ток.

Налаживание преобразователя сводится к установке выходного напряжения равным -9 В путем подбора резистора R2.

На рис. 9.9 показана схема преобразователя стабилизированного напряжения с широтно-импульсным управлением . Преобразователь сохраняет работоспособность при уменьшении напряжения батареи с 9….12 до 3 В. Такой преобразователь оказывается наиболее пригодным при батарейном питании аппаратуры.

кпд стабилизатора — не менее 70%. Стабилизация сохраняется при уменьшении напряжения источника питания ниже выходного стабилизированного напряжения преобразователя, чего не может обеспечить традиционный стабилизатор напряжения. Принцип стабилизации, использованный в данном преобразователе напряжения.

При включении преобразователя ток через резистор R1 от­крывает транзистор VT1, коллекторный ток которого, протекая че­рез обмотку II трансформатора Т1, открывает мощный транзистор VT2. Транзистор VT2 входит в режим насыщения, и ток через обмотку I трансформатора линейно увеличивается. В трансформаторе происходит накопление энергии. Через некоторое время транзистор VT2 переходит в активный режим, в обмотках трансформатора возникает ЭДС самоиндукции, полярность которой противоположна приложенному к ним напряжению (магнитопровод трансформатора не насыщается). Транзистор VT2 лавинообразно закрывается и ЭДС самоиндукции обмотки I через диод VD2 заряжает конденсатор СЗ. Конденсатор С2 способствует более четкому закрыванию транзистора. Далее процесс повторяется.

Через некоторое время напряжение на конденсаторе СЗ увеличивается настолько, что открывается стабилитрон VD1, и базовый ток транзистора VT1 уменьшается, при этом уменьшается ток базы, а значит, и коллекторный ток транзистора VT2. Поскольку накопленная в трансформаторе энергия определяется коллекторным током транзистора VT2, дальнейшее увеличение

Рис. 9.9. Схема преобразователя стабилизированного напряжения

напряжения на конденсаторе СЗ прекращается. Конденсатор разряжается через нагрузку. Таким образом на выходе преобразователя поддерживается постоянное напряжение.

Выходное напряжение задает стабилитрон VD1. Частота преобразования изменяется в пределах 20… 140 кГц.

Преобразователь напряжения [9.7], схема которого показана на рис. 9.10, отличается тем, что в нем цепь нагрузки гальванически развязана от цепи управления. Это позволяет получить несколько вторичных стабильных напряжений. Использование интегрирующего звена в цепи обратной связи позволяет улучшить стабилизацию вторичного напряжения.

Рис. 9.10. Схема преобразователя стабилизированного напряжения с биполярным выходом

Частота преобразования уменьшается почти линейно при уменьшении питающего напряжения. Это обстоятельство усиливает обратную связь в преобразователе и повышает стабильность вторичного напряжения. Напряжение на сглаживающих конденсаторах вторичных цепей зависит от энергии импульсов, получаемых от трансформатора. Наличие резистора R2 делает напряжение на накопительном конденсаторе СЗ зависимым и от частоты следования импульсов, причем степень зависимости (крутизна) определяется сопротивлением этого резистора. Таким образом, подстроенным резистором R2 можно устанавливать желаемую зависимость изменения напряжения вторичных обмоток от изменения напряжения питания. Полевой транзистор VT2 — стабилизатор тока. КПД преобразователя может доходить до 70… 90%.

Нестабильность выходного напряжения при напряжении питания 4… 12 В не более 0,5%, а при изменении температуры окружающего воздуха от -40 до +50°С — не более 1,5%. Максимальная мощность нагрузки — 2 Вт.

При налаживании преобразователя резисторы R1 и R2 устанавливаются в положение минимального сопротивления и подключают эквиваленты нагрузок Rн. На вход устройства подается напряжение питания 12 В и с помощью резистора R1 на нагрузке Rн устанавливается напряжение 15 В. Далее напряжение питания уменьшают до 4 В и резистором R2 добиваются напряжения на выходе также 15 В. Повторяя этот процесс несколько раз, добиваются стабильного напряжения на выходе.

Обмотки I и II и магнитопровод трансформатора у обоих вариантов преобразователи одинаковы. Обмотки намотаны на броневом магнитопроводе Б26 из феррита 1500НМ. Обмотка I содержит 8 витков провода ПЭЛ 0,8, а II — 6 витков провода ПЭЛ 0,33 (каждая из обмоток III и IV состоит из 15 витков провода ПЭЛ 0,33 мм).

Рис. 9.11. Схема понижающего преобразователя напряжения на основе блокинг-генератора

Схема простого малогабаритного преобразователя сетево­го напряжения, выполненного из доступных элементов, показана на рис. 9.11. В основе устройства обычный блокинг-генератор на транзисторе VT1 (КТ604, КТ605А, КТ940).

Трансформатор Т1 намотан на броневом сердечнике Б22 из феррита М2000НН. Обмотки Iа и Ib содержат 150+120 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Обмотка II имеет 40 витков провода ПЭЛ 0,27 мм; III — 11 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Вначале наматывается обмотка Iа, затем — II, после — обмотка Ib, и, наконец, обмотка III.

Источник питания не боится короткого замыкания или обрыва в нагрузке, однако имеет большой коэффициент пульсаций напряжения, низкий КПД, небольшую выходную мощность (до 1 Вт) и значительный уровень электромагнитных помех. Питать преобразователь можно и от источника постоянного тока напряжением 120 Б. В этом случае резисторы R1 и R2 (а также диод VD1) следует исключить из схемы.

Слаботочный преобразователь напряжения для питания газоразрядного счетчика Гэйгера-Мюллера может быть собран по схеме на рис. 9.12. Преобразователь представляет собой транзисторный блокинг-генератор с дополнительной повышающей обмоткой. Импульсы с этой обмотки заряжают конденсатор СЗ через выпрямительные диоды VD2, VD3 до напряжения 440 В. Конденсатор СЗ должен быть либо слюдяным, либо керамическим, на рабочее напряжение не ниже 500 В. Длительность импульсов блокинг-генератора примерно 10 мкс. Частота следования импульсов (десятки Гц) зависит от постоянной времени цепи R1, 02.

Рис. 9.12. Схема слаботочного преобразователя напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера

Магнитопровод трансформатора Т1 изготавливают из двух склеенных вместе ферритовых колец К16×10×4,5 ЗОООНМ и изолируют его слоем лакоткани, тефлона или фторопласта. Вначале наматывают внавал обмотку III — 420 витков провода ПЭВ-2 0,07, заполняя магнитопровод равномерно. Поверх обмотки III накладывают слой изоляции. Обмотки I (8 витков) и II (3 витка) наматывают любым проводом поверх этого слоя, их также следует возможно равномернее распределить по кольцу.

Следует обратить внимание на правильную фазировку обмоток, она должна быть выполнена до первого включения.

При сопротивлении нагрузки порядка единиц МОм преобразователь потребляет ток 0,4… 1,0 мA.

Преобразователь напряжения (рис. 9.13) предназначен для питания фотовспышки. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе из двух сложенных вместе пермаллоевых колец К40х28х6. Обмотка коллекторной цепи транзистора VT1 имеет 16 витков ПЭВ-2 0,6 мм; его базовой цепи — 12 витков такого же провода. Повышающая обмотка содержит 400 витков ПЭВ-2 0,2.

Рис. 9.13. Схема преобразователя напряжения для фотовспышки

Неоновая лампа HL1 использована от стартера лампы дневного света.

Выходное напряжение преобразователя плавно повышается на конденсаторе фотовспышки до 200 В за 50 секунд. Устройство при этом потребляет ток до 0,6 А.

Для питания ламп-вспышек предназначен преобразователь напряжения ПН-70, являющийся основой описываемого ниже устройства (рис. 9.14). Обычно энергия батарей преобразователя расходуется с минимальной эффективностью. Вне зависимости от частоты следования вспышек света генератор работает не­прерывно, расходуя большое количество энергии и разряжая батареи.

Рис. 9.14. Схема модифицированного преобразователя напряжения ПН-70

Перевести работу преобразователя в ждущий режим удалось О. Панчику, который включил на выходе преобразователя резистивный делитель R5, R6 и подал сигнал с него через стабилитрон VD1 на электронный ключ, выполненный на транзисторах VT1 — VT3 по схеме Дарлингтона. Как только напряжение на конденсаторе фотовспышки (на схеме не показан) достигнет номинального значения, определяемого значением ре­зистора R6, стабилитрон VD1 пробьется, а транзисторный ключ отключит батарею питания (9 В) от преобразователя. Когда на­пряжение на выходе преобразователя понизится в результате саморазряда или разряда конденсатора на лампу-вспышку, стабилитрон VD1 перестанет проводить ток, произойдет включение ключа и, соответственно, преобразователя.

Транзистор VT1 должен быть установлен на медном радиаторе размерами 50×22×0,5 мм.

Шустов М.А


Блокинг-генераторы.

Блокинг-генераторы позволяют получать кратковременные им­пульсы большой мощности, близкие по форме к прямоугольным. Скважность импульсов больше, чем у мультивибраторов, т. е. время импульса много меньше периода колебаний. В схемах электрооборудо­вания блокинг-генераторы используют для переключения триггеров, управления тиристорами и т. п.

 

Рисунок 7.17. Схема блокинг-генератора с ОЭ в автоколебательном режиме:

а) схема; б) диаграмма напряжения.

 

Блокинг-генератор в а в т о к о л е б а т е л ь н о м р е ж и м е является однокас­кадным генератором импульсов, в котором сильная положительная об­ратная связь обеспечивается с помощью трансформатора (рис. 7.17, а).

При увеличении коллекторного тока, проходящего по первичной обмотке трансформатора, во вторичной базовой обмотке наводится ЭДС с такой полярностью, которая приводит к дальнейшему увели­чению тока коллектора, так как плюсовая полярность подключается к эмиттеру. При уменьшении тока коллектора ЭДС в базовой обмот­ке меняет направление, и плюс подключается к базе, что способствует дальнейшему уменьшению тока коллектора. В результате сильной об­ратной связи нарастание и уменьшение тока в цепи коллектора проис­ходит лавинообразно, что обеспечивает крутой передний и задний фронт импульса. Выходное напряжение (импульс) снимается со специальной нагрузочной обмотки трансформатора.

Рассмотрим работу блокинг-генератора с момента времени t1, ког­да напряжение на конденсаторе С падает до нуля (рис. 7.17,б, кривая Uc) и транзистор начинает открываться. С этого момента в коллектор­ной цепи появляется ток, и первичная обмотка трансформатора намаг­ничивает сердечник. Увеличивающийся магнитный поток сердечника наводит в базовой обмотке трансформатора ЭДС положительной по­лярности относительно эмиттера. Увеличиваются ток первичной об­мотки, магнитный поток сердечника, ЭДС базовой обмотки и в итоге коллекторный ток. Процесс развивается лавинообразно. В момент вре­мени t2 транзистор оказывается в зоне насыщения, и напряжение на коллекторном переходе становится минимальным (кривая Uк).За ин­тервал времени t1 t2 ЭДС базовой обмотки достигает максимальной отрицательной величины еб.мах На этом формирование переднего фронта импульса заканчивается.

Интервал времени t1 t2 чрезвычайно мал, и электрическое сос­тояние конденсатора С практически не меняется (кривая Uc). После достижения транзистором режима насыщения конденсатор начинает заряжаться под действием ЭДС базовой обмотки через открытый пе­реход эмиттер-база. Сопротивление цепи заряда невелико, и к моменту времени напряжение на конденсаторе достигнет максимума UСМАХ. При этом уменьшаются отрицательное напряжение uб и ток в цепи базы.

В трансформаторе первичная обмотка оказывает намагничивающее действие, а вторичная — размагничивающее. При неизменном токе коллектора в интервале t2 и уменьшающемся токе базы размагни­чивающее действие вторичной базовой обмотки уменьшается и, сле­довательно, результирующий магнитный поток сердечника растет при­близительно прямолинейно. Если магнитный поток увеличивается с по­стоянной скоростью, то наводимые в обмотках ЭДС сохраняют не­изменные значения, и напряжение UКостается практически постоян­ным. Этим объясняется формирование плоской вершины импульса.

Резкое уменьшение тока базы выводит транзистор из насыщенного состояния и восстанавливает его усилительные свойства. После момен­та времени коллекторный ток начинает уменьшаться, что вызывает снижение скорости нарастания магнитного потока сердечника транс­форматора. Уменьшение ЭДС базовой обмотки, отрицательного на­пряжения UБприводит к уменьшению коллекторного тока.

Из выражения UБ = — ЕБ + UС следует, что, как только ЭДС базовой обмотки еб по абсолютному значению станет меньше напряже­ния на конденсаторе UС, напряжение на переходе эмиттер — база UБ окажется положительным. Это приведет к закрыванию транзистора. Коллекторный ток и намагничивающий поток сердечника трансформа­тора будут резко падать. При этом изменится полярность вторичных ЭДС трансформатора. Электродвижущая сила самоиндукции первич­ной обмотки превысит напряжение uкна величину ΔUК, а напряжение на переходе эмиттер-база станет больше напряжения заряженного конденсатора на величину Δuб. Для уменьшения э. д. с. самоиндук­ции первичной обмотки трансформатора параллельно последней вклю­чают цепочку VD, которая создает разрядный контур для ЭДС. Резистор ограничивает выброс напряжения ΔUК, и силу коллекторного тока до допустимого значения. Таким образом, с момента наступает формирование среза импульса.

После закрывания транзистора начинается медленный разряд кон­денсатора С через базовую обмотку трансформатора, резисторы и Rф, внутреннее сопротивление источника питания Ек. Время разряда конденсатора много больше времени импульса, а индуктивность ба­зовой обмотки не оказывает влияния на процесс разряда. Время раз­ряда конденсатора, которое зависит от емкости последнего и сопротив­ления цепи разряда, определяет время паузы между импульсами. Ког­да конденсатор полностью разрядится, начнется формирование нового импульса.

По аналогии с мультивибратором, для блокинг-генератора ж д у щ и й р е ж и м характерен тем, что схема генерирует импульсы только при поступлении на её вход запускающих импульсов произвольной формы. Для получения ждущего режима в блокинг-генератор должно быть включено запирающее напряжение (рис. 7.18).

Рисунок 7.18 Блокинг-генератор в ждущем режиме  
В исходном состоянии транзистор закрыт отрицательным смещением на базе (-Eб) и прямой блокинг-процесс начинается только после подачи на базу транзистора положительного импульса достаточной амплитуды. Формирование импульса осуществляется так же, как и в автоколебательном режиме. Разряд конденсатора С1 после окончания импульса происходит до напряжения -Eб. Затем транзистор остается закрытым до прихода следующего запускающего импульса. Форма и длительность импульсов, формируемых блокинг-генератором, зависит при этом от параметров схемы.

Для нормальной работы ждущего блокинг-генератора необходимо выполнить неравенство:

 

,

 

где Тз — период повторения запускающих импульсов.

Для устранения влияния цепей запуска на работу ждущего блокинг-генератора включают разделительный диод VD2, который закрывается после открывания транзистора, в результате чего прекращается связь между блокинг-генератором и схемой запуска.

Приведем пример использования блокинг-генератора в одной из судовых схем.Вкачестве проблесковых огней на спасательных средствах морских судов современной постройки начали использоваться импульсные лампы, импульсный источник света высокой интенсивности, в котором используется свечение плазмы, возникающее, например, при конденсированном искровом разряде в инертном газе или при сжигании металлической фольги в кислороде. От газоразрядных источников света непрерывного горения импульсные лампы отличаются большими значениями плотностей тока и более высокой температурой плазмы, достигающей 30000 К.

Проблесковый огонь на спасательных средствах представляет собой огонь, дающий проблески через регулярные интервалы с частотой 120 или более проблесков в минуту. В качестве источника света используются импульсные лампы типа ИФК-120.

Подача питания на импульсную лампу производится посредством высоковольтного преобразователя, показанного на рис. 7.19 , основу которого составляет блокинг-генератор, формирующий на обмотке II трансформатора Т1 импульсы напряжения с необходимой амплитудой. Через диод VD3 они заряжают конденсатор С5, который становится, таким образом, источником питания импульсной лампы.

В цепь питания блокинг-генератора введен транзистор VT2, коллекторный ток которого зависит от тока базы, зависящего, в свою очередь, от тока стока полевого транзистора VT3 . Напряжение на затворе этого транзистора зависит от напряжения на стабилитроне VD1 (транзистор VT1 — его токозадающий «резистор») и соотношения «плечей» делителя R3+R4, R6 (резистором R3 выставляют нужное напряжение на лампе).

 

 

Рисунок 7.19 Преобразователь для проблескового огня на блокинг-генераторе.

 

Немаловажным прибором для судового электромеханика является устройство определения места межвиткового замыкания в обмотках электродвигателей и различных катушек индуктивности

Рисунок 7.20 Прибор поиска межвиткового замыкания в обмотках
Прибор содержит блокинг-генератор (см.рис. 7.20), собранный на транзисторе Тр1. К обмотке III трансформатора блокинг-генератора через выпрямитель на диодах D1 и D2 подключен измерительный прибор ИП1, в качестве которого используется тестер со шкалой измерения 50 мкА. Трансформатор намотан на стержневом сердечнике из феррита 160х8, обмотки выполнены в один слой проводом ПЭВ-2 Φ — 0,15. На свободный конец сердечника трансформатора устанавливают проверяемую катушку.

При подаче кнопкой КН1 напряжения питания на блокинг-генератор последний вырабатывает колебания частотой 85 кГц. Измерительный прибор регистрирует величину выпрямленного тока. При наличии короткозамкнутых витков за счет большого вносимого затухания в контуре блокинг-генератора колебания не возникают, и стрелка прибора остается на нулевой отметке шкалы.

 

 

Триггеры.

Триггером называется устройство, имеющее два устойчивых сос­тояния, т. е. наличие или отсутствие сигнала на выходе. Изменение состояния триггера производится внешним запускающим (переключаю­щим, стартовым) сигналом, вызывающим в схеме лавинообразный про­цесс. Чрезвычайно быстрый переход триггера из одного состояния в другое создает форму выходного напряжения, близкую к прямоуголь­ной. Поэтому триггерные схемы являются генераторами прямоуголь­ных импульсов с внешним запуском.

В отличие от мультивибраторов временное положение и частота следования выходных импульсов триггеров определяются параметрами запускающего напряжения. Это позволяет получать выходные импуль­сы в строго определенные моменты времени и с нужной частотой пов­торения.

В интервале между переключающими сигналами состояние триггера не меняется, т. е. триггер «запоминает» поступление сигнала, что отра­жается значением потенциала на выходе. Это дает возможность исполь­зовать триггер как элемент памяти. При поступлении каждой пары переключающих импульсов потенциал на выходе триггера меняется от высокого к низкому и обратно, Т.е. на выходе формируется один импульс. Таким образом, триггер можно использовать как делитель частоты переключающих импульсов на два.

Триггеры находят широкое применение в счетно-решающих уст­ройствах и в схемах дистанционного автоматизированного управления.

 

С и м м е т р и ч н ы й т р и г г е р с внешним смещением­ показан на рис.7.21. Триггер представляет собой двухкаскад­ный усилитель, где выход одного каскада связан со входом другого делителем напряжения на резисторах R Rб. Обычно схему выпол­няют симметричной, т. е. соответствующие резисторы плеч (каскадов), конденсаторы и транзисторы имеют одинаковые параметры. В схеме используется источник внешнего положительного смещения Еб, И база каждого транзистора имеет потенциал, значение которого лежит между + Еб и отрицательным потенциалом коллектора Ек другого транзистора.

 

 

Рисунок 7.21Симметричный триггер с внешним смещением.

а) схема; б) диаграмма напряжений

Предположим, что транзистор VT1 закрыт и напряжение на пере­ходе эмиттер – коллектор UЕк (начало отсчета на кривой U). При определенном подборе резисторов делителя R1 — R2б потенциал базы транзистора VT2 может быть достаточно отрицательным для насыщения последнего. В открытом состоянии транзистора VT2 по­тенциалы эмиттера и базы транзистора VT1 примерно равны, даже если не учитывать запирающего действия напряжения смещения Еб. Следовательно, в триггере при одном открытом транзисторе второй надежно закрыт.

В отличие от мультивибратора, где потенциал базы транзистора зависит от электрического состояния связывающего конденсатора и при разряде происходит процесс опрокидывания схемы, триггер из одного устойчивого состояния в другое перейти нe может. Чтобы вы­вести схему из устойчивого состояния, необходимо подать на базу закрытого транзистора отрицательный запускающий импульс (кривая Uзап) или на базу открытого — положительный.

Допустим, что под действием импульса откроется транзистор VT2. Время соответствует началу координат на кривых напряжений. При этом возникнет ток в цепи коллектора транзистора VT2, и потенциал коллектора станет менее отрицательным. Это состояние через делитель R2 R передается на базу транзистора VT1, у которого умень­шается ток в цепи коллектора, и потенциалы коллектора VT1 и базы VT2 станут более отрицательными, что приведет к дальнейшему откры­ванию транзистора VT2. Процесс переключения триггера протекает лавинообразно и чрезвычайно быстро, что позволяет считать форму кривых коллекторных напряжений прямоугольной. При регулярной подаче на вход триггера разнополярных запускающих импульсов на выходе возникают импульсы прямоугольной формы.

Конденсаторы С1, С2 называются ускоряющими. Они служат для форсирования процесса переключения триггера. В период паузы между переключениями триггера конденсатор, присоединенный к коллектору закрытого транзистора, заряжается базовым током открытого. В это же время второй конденсатор, присоединенный к коллектору открытого транзистора, разряжается. При лавинообразном переключении базо­вый токоткрывающегося транзистора проходит через разряженный конденсатор и не ограничивается резисторами R1 и R2 ускоряющие конденсаторы ограничивают минимальное время паузы между переключениями триггера. Очередной запускающий импульс приходится подавать после того, как напряжение на ускоряю­щих конденсаторах достигло установившегося значения. Другое отрицательное влияние ускоряющих конденсаторов — некоторое искаже­ние прямоугольной формы выходного импульса из-за времени заряда и разряда конденсатора.

 

Н е с и м м е т р и ч н ы й т р и г г е р с эмиттерной связью (триггер Шмидта) показан на рис.7.22

 

Рисунок 7.22. Триггер Шмидта.

 

.В схеме триггера Шмидта выход левого каскада на транзисторе VТ1 связан со входомправого на транзисторе VТ2 делителем напряжения (рези­сторы R Rб), как в схемесимметричного триггера, а связь правого каскада с левым осуществляется через общий резистор Rэ в цепи обоих эмиттеров. Параллельно общему резистору нельзя подключать конден­сатор, так как в этом случае на не будет возникать быстрых изме­нений напряжения. Конденсатор С является ускоряющим, а конден­сатор Ср — разделительным.

Делитель напряжения (резисторы R1 — R2) обеспечивает необходимый режим работы транзистора VТ1. Как и в симметричном триггере, эта схемаимеет два устойчивых состояния. Любой транзистор может быть закрыт, если его эмиттер имеет потенциал ниже, чем база.

Допустим, транзистор VТ1 насыщен, тогда коллекторное напряже­ние U можно считать равным падению напряжения на резисторе Rэ, которое на графике представлено величиной U′Э. Напряжение U де­лится резисторами R1 — Rб и часть его подается на базу транзистора VT2.

Если насыщен транзистор VТ2, то транзистор VT1 будет закрыт, когда потенциал эмиттера будет ниже, чем базы. Для выполнения этого условия падение напряжения на резисторе RЭ должно быть больше, чем на резисторе R2 (на графике представлено величиной U1б). Этот режим устанавливают подбором резисторов R1 R2.

В открытом состоянии транзистора VТ1 напряжение U1б больше, чем U′э. Когда транзистор VТ1 закрыт, напряжение U1б меньше, чем и″э. Так как напряжение U1б на резисторе R2 не меняется, должно вы­полняться условие

.

 

Процесс переключения триггера происходит следующим образом. Допустим, на базу открытого транзистора VТ1 подается положительный импульс, под действием которого транзистор выходит из насыщенного состояния. В результате ток в цепи коллектора VТ1 становится мень­ше, а потенциал коллектора — ниже. Соответственно ниже становится потенциал базы транзистора VТ2. Увеличиваются ток, проходящий через резистор инапряжение на нем. Потенциал эмиттера VТ1 уменьшается, что способствует дальнейшему закрыванию транзистора VT1.

В итоге транзистор VТ1 закрывается, а VT2 насыщается. При по­даче отрицательного импульса на базу транзистора VТ1 происходит лавинообразный процесс опрокидывания триггера, который заканчи­вается закрыванием транзистора VT2. На выходе возникает напряже­ние, примерно равное напряжению источника Е к.

Триггер Шмидта в схемахавтоматизации часто используется для питания катушек реле исполнительных механизмов. Тому может быть примером схема дистанционного включения клапанов балластных танков (см. рис. 7.23).

 

Рисунок 7.23. Электронное управление клапанами балластных танков.

 

При наборе схемы балластирования или кренования судна с ходового мостика нажимаются кнопки «Пуск» тех танков, которые необходимо заполнить или осушить. После нажатия на кнопку «Пуск» на базу транзистора VT1 поступает положительный потенциал и открывает его по схеме: +12В – кнопка «Пуск» — резистор R1 – база VT1.

После открытия транзистора VT1 транзистор VT2 закрывается, т.к. на его базе полное отсутствие положительного потенциала из-за падения напряжения на резисторах R7 и R3, при чем , на резисторе R7 падение напряжения больше, чем на R8 (так подобраны резисторы) и на базе транзистора VT2 присутствует даже небольшой отрицательный потенциал.

Т.к. транзистор VT2 закрылся, то транзистор VT3 откроется (по цепи: +12ВR7 – база транзистора VT3) и держит открытым транзистор VT1 ( по цепи: +12В – база транзистора VT3R1 — база транзистора VT1). Кнопку «Пуск» можно отпускать.

При закрытии клапана нажимается кнопка «Стоп» и транзистор VT2 открывается, а транзистор VT3 закрывается и клапан теряет питание. Также теряет положительный потенциал и транзистор VT1, тем самым, подавая положительный потенциал на транзистор VT2, кнопку «Стоп» можно отпускать.


Узнать еще:

Лекция № 7 Блокинг-генераторы — Лекция 7 Автоколебательный блокинггенератор. Ждущий блокинггенератор. Синхронизированный блокинггенератор


С этим файлом связано 3 файл(ов). Среди них: 11.-ФОСМатериаловедение-23.02.07_Freeze.pdf, 23.02.03_pm_02_kos.docx, 6 Задачи метрологии.docx.
Показать все связанные файлы
Подборка по базе: Контрольные вопросы к лекциям.docx, 3 лекция.docx, Вопросы к лекциям по электростатике.docx, ПДН лекция Тема 2..docx, 1 лекция Зарождение и развитие учета в дремнем мире.docx, 1 лекция.docx, объект бағыт лекция 2.docx, 03.09 Лекция АФХД для 20-фин-11.docx, 01.09 Лекция ФинКонтроль для 20-фин-11.docx, 3 лекция Психология.docx

Лекция № 7

Автоколебательный блокинг-генератор. Ждущий блокинг-генератор. Синхронизированный блокинг-генератор

 

Блокинг-генератор представляет собой однокаскадный релаксационный генератор кратковременных импульсов с сильной индуктивной положительной обратной связью, создаваемой импульсным трансформатором. Блокинг-генераторы могут быть собраны как на транзисторах, так и на электронных лампах.

Вырабатываемые блокинг-генератором импульсы имеют большую крутизну фронта и среза и по форме близки к прямоугольным. Длительность импульсов может быть в пределах от нескольких десятков наносекунд до нескольких сотен микросекунд. Обычно блокинг-генератор работает в режиме большой скважности -–от нескольких сотен до десятков тысяч.

Транзистор (или лампа) блокинг-генератора отпирается только на время генерации импульса, а остальное время заперт. Поэтому при большой скважности время, в течении которого транзистор отперт, много меньше времени, в течение которого он заперт. Тепловой режим транзистора (лампы) зависит от средней мощности, рассеиваемой на коллекторе (аноде). Благодаря большой скважности в блокинг-генераторе можно получить очень большую импульсную мощность при малой средней мощности.

Амплитуда импульсов блокинг-генератора благодаря повышающей нагрузочной обмотке может быть больше напряжения источника питания.

Блокинг-генератор, как и мультивибратор, может работать в автоколебательном режиме, режиме внешней синхронизации и ли в ждущем режиме.

Автоколебательный режим

Транзисторный блокинг-генератор может быть собран по схеме с общей базой или с общим эмиттером. Схема с общей базой более стабильна по отношению к изменению параметров транзистора, а схема с общим эмиттером обеспечивает меньшую длительность фронта импульсов.

На рисунке 1 приведена основная схема автоколебательного блокинг-генератора на транзисторе структуры p-n-p, включенном по схеме с общим эмиттером, и с конденсатором в цепи базы (возможен также вариант схемы с конденсатором в цепи эмиттера), и графики напряжений. Нагрузку Rн обычно подключают через дополнительную нагрузочную обмотку.

Работу блокинг-генератора можно разделить на две стадии. В первой стадии, занимающей большую часть периода колебаний, транзистор заперт, а во второй- транзистор отперт и происходит формирование импульса. Запертое состояние транзистора в первой стадии поддерживается напряжением на конденсаторе С, заряженным током базы во время генерации предыдущего импульса. В первой стадии конденсатор медленно разряжается через большое сопротивление резистора Rб, создавая положительное напряжение на базе, и транзистор остается запертым.

Когда напряжение на базе Uб достигнет примерно нулевого уровня, транзистор отпирается и через коллекторную обмотку трансформатора Wк начинает протекать ток. При этом в базовой обмотке трансформатора Wб индуктируется напряжение. Полярность которого должна быть такой, чтобы оно создавало отрицательный потенциал на базе. Если обмотки включены неправильно, то генерация не возникнет, и концы одной из обмоток следует поменять местами.

Отрицательное напряжение, возникшее в базовой обмотке, приведет к дальнейшему увеличению коллекторного тока и тем самым – к дальнейшему увеличению отрицательного напряжения на базе и т.д. Развивается лавиноообразный процесс увеличения коллекторного тока и напряжения на базе Uб – транзистор отпирается. При увеличении коллекторного тока происходит резкое падение напряжения на коллекторе Uк.

Лавинообразный процесс отпирания транзистора, который иногда называют прямым блокинг – процессом, происходит очень быстро, и за это время напряжение на конденсаторе и энергия магнитного поля в сердечнике трансформатора практически не изменяются. В ходе этого процесса формируется фронт импульса. Процесс заканчивается переходом транзистора в режим насыщения, в котором транзистор утрачивает свои усилительные свойства, и в результате положительная обратная связь нарушается. Начинается процесс формирования вершины импульса, во время которого рассасываются неосновные носители, накопленные в базе, и конденсатор заряжается базовым током.

Длительность этого этапа, определяющая длительность выходного импульса блокинг – генератора tи, может быть определена по приближенной формуле tи » (3 – 4) rБЭ С , где rБЭ — сопротивление между базой и эмиттером насыщенного транзистора. Оно составляет обычно несколько Ом.

Когда напряжение на базе достигнет примерно нулевого уровня, транзистор выходит из режима насыщения и тогда восстанавливаются его усилительные свойства. Уменьшение тока базы вызывает уменьшение коллекторного тока. При этом в базовой обмотке индуктируется положительное(относительно базы) напряжение, что вызывает еще большее снижение тока базы и тока коллектора и т. д. Возникает лавинообразный процесс, называемый обратным блокинг – процессом, в результате которого транзистор запирается. Во время этого процесса формируется срез импульса.

Т.к. за время обратного блокинг-процесса напряжение на конденсаторе и энергия магнитного поля в сердечнике не успевают измениться, то после запирания транзистора отрицательное напряжение на коллекторе продолжает расти и образуется характерный для блокинг-генераторов выброс напряжения, после которого могут возникнуть паразитные колебания, положительные полупериоды которых могут вызвать отпирание транзистора, т.е. ложное срабатывание схемы. Кроме того, этот обратный выброс значительно увеличивает напряжение на коллекторе запертого транзистора, создавая опасность его пробоя.

Для ограничения обратного выброса включают “демпферный” диод D, а для устранения паразитных колебаний – также шунтирующий резистор Rш (десятки Ом). Во время формирования основного импульса диод заперт и не влияет на работу генератора. Цепь D, Rш может включаться параллельно коллекторной или нагрузочной обмоткам трансформатора.

Затем происходит восстановление исходного состояния схемы (промежуток между импульсами). Оно заключается в медленном разряде конденсатора через резистор Rб. При этом напряжение на базе медленно падает, пока не достигнет потенциала отпирания транзистора, и начнется следующий цикл работы. Период повторения импульсов можно определить по приближенной формуле

Ти »(3 – 5) Rб С

Сопротивление резистора Rб , через которое конденсатор разряжается, много больше сопротивления rБЭ , через которое конденсатор разряжается во время формирования импульса, поэтому скважность импульсов обычно довольно велика.

В транзисторных блокинг-генераторах разряд конденсатора происходит не только через резистор Rб, но и через переход база-эмиттер обратным током базы.

Это обусловлено тем , что сопротивление между базой и эмиттером запертого транзистора имеет конечную величину (сотни килоОм) в отличие от запертой электронной лампы, для которой сопротивление между сеткой и катодом очень велико. В связи с сильной зависимостью сопротивления перехода от температуры стабильность частоты повторения импульсов основной схемы транзисторного блокинг-генератора меньше, чем у лампового. Но при относительно небольшой скважности, когда Rб относительно мало (сотни Ом – единицы колоОм) стабильность частоты следования импульсов удовлетворительная. Существуют схемные решения, повышающие эту стабильность.

В транзисторных блокинг-генераторах используют малогабаритные импульсные трансформаторы с тороидальными ферритовыми сердечниками, позволяющими получить при малом числе витков обмоток достаточную индуктивность и малое рассеяние магнитного потока.

 

Ждущий режим работы блокинг-генератора

 

Этот режим характерен тем, что схема генерирует импульсы только при поступлении на ее вход запускающих импульсов. Вариант схемы ждущего блокинг-генератора приведен на рисунке 2.

На базу подано запирающее напряжение + Uб , и прямой блокинг-процесс может начаться только после подачи на базу запускающего импульса U зап произвольной формы отрицательной полярности с достаточной амплитудой.

Формирование блокинг-генератором одиночного импульса осуществляется так же, как и в автоколебательном режиме. Разряд конденсатора после окончания импульса происходит до напряжения +Uб. Затем транзистор остается запертым до прихода следующего запускающего импульса. Форма и длительность импульсов, формируемых блокинг-генератором, зависят при этом только от параметров схемы генератора. Для нормальной работы ждущего блокинг-генератора период запускающих импульсов должен быть в 5 – 10 раз больше RбС.

Для устранения влияния цепей запуска на работу ждущего блокинг-генератора включают разделительный диод D1, который запирается после отпирания транзистора, в результате чего прекращается связь между блокинг-генератором и схемой запуска. Иногда в цепь запуска включают дополнительный каскад развязки (например, эмиттерный повторитель).

 

Режим синхронизации

Рассмотрим режим синхронизации кратковременными импульсами, подаваемыми на базу. Для устойчивой синхронизации период повторения синхронизирующих импульсов должен быть несколько меньше периода собственных колебаний генератора. Временные диаграммы установления режима синхронизации приведены на рисунке 3.

Без синхроимпульсов блокинг-генератор работает в режиме автоколебаний, период которых определяется исключительно параметрами его схемы. В момент t1 приходит первый синхроимпульс, и напряжение на базе транзистора понижается. Если напряжение на базе транзистора во время действия первого синхроимпульса недостаточно для его отпирания (не достигается потенциал отпирания транзистора), то во время каждого последующего периода происходит перемещение синхронизирующих импульсов относительно моментов отпирания транзистора, пока один из них (на рисунке –третий) не отопрет транзистор. Следующий синхроимпульс и все последующие будут принудительно отпирать транзистор, и в схеме установится режим синхронизации – период колебаний генератора будет равен периоду синхроимпульсов. Значительно уменьшив период синхроимпульсов (относительно периода собственных колебаний блокинг-генератора), можно подобрать такую его величину, что реализуется режим деления частоты, при котором, например, транзистор будет отпирать только каждый второй синхроимпульс. Тем самым произойдет деление частоты синхроимпульсов с коэффициентом 2 – т.е. импульсы блокинг- генератора будут иметь частоту вдвое меньшую , чем синхроимпульсы. Подобрав некоторую меньшую частоту синхроимпульсов, можно добиться деления этой частоты на 3 и т. д.

С самовозбуждающимися релаксационными генераторами можно получить в одном каскаде максимальный стабильный коэффициент деления до 10, так как при большем коэффициенте деления генератор может запуститься предыдущим импульсом и деление будет нестабильным. Для увеличения предельного стабильного коэффициента деления до 15 – 20 принимают меры стабилизации периода собственных колебаний релаксационного генератора.

Блокинг — генератор для работы ламп с холодным катодом. — Блокинг- генератор — Своими руками — Каталог статей

Смотрите видео на каналах:

 

Иногда требуется использовать флюоресцентную лампу с холодным катодом из подсветки старого ЖК монитора, но нет в наличии инвертора. Нам поможет самодельный блокинг — генератор! Схема довольно проста:

 

 

Я взял готовый дроссель из электронного балласта компактной люминесцентной лампы. Эта обмотка, содержащая самое большое число витков, будет выдавать высокое напряжение для лампы.

Нужно аккуратно снять сердечник с дросселя, изолировать скотчем обмотку и намотать сверху обмотку коллектора проволокой примерно такой же толщины. У меня получилось где-то 24 витка. Необходимо мотать виток к витку. Как раз получается один слой.

 

 

Поверх нашей обмотки наклеиваем слой скотча и на него мотаем обмотку базы — около 6 витков проводом такой же толщины. Надеваем назад сердечник. У нас получилась катушка с 6 выводами.

Транзистор КТ835А. Можно использовать другие, но не любой. Из моих запасов многие транзисторы давали плохой результат, либо вообще не генерировали высокое напряжение.

 

 

 

Транзистор обязательно надо ставить на радиатор — сильно нагревается! Резистор тоже сильно греется, поэтому использовал 5 штук по 10 Ом. И 2 конденсатора. Как всё выглядит и работает ниже в фотографиях.

 

 

 

Жду всех на каналах:

                                     Пожалуйста, поделитесь понравившимися видео в соцсетях и на других сайтах!

 

Данное устройство запускалось от компьютерного блока питания. Ток потребления 1А. Если лампа не полностью светится от 5 вольт, то можно постепенно повышать напряжение. После зажигания по всей длине, напряжение можно уменьшить, чтобы лампа меньше грелась.

Также блокинг — генератор позволяет включать люминесцентные лампы даже с перегоревшей спиралью.

Вот пример работы компактной люминесцентной лампы. Кстати, дроссель был взят именно из такой лампы.

 

 

И на этом не заканчивается применение данного изобретения! К высоковольтным проводам вместо ламп можно подключить умножитель напряжения. Тогда на его выходах получается высокое напряжение, способное пробивать воздух, т.е. мы увидим небольшие молнии!

 

 

Только умножитель не должен находится рядом с блокинг — генератором!!! Высокое напряжение выводит из строя транзистор!!! У меня несколько сгорело, пока я не понял в чём дело.

 

Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!

 

 

Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!

 

И схема умножителя напряжения. Конденсаторы подходят только такого типа, как на фото, диоды любые.

 

 

 

Ещё можно сделать более экономичный блокинг — генератор, используя трансформатор строчной развёртки (ТДКС) от старого телевизора или монитора. Из-за способности работать от низкого напряжения, его ещё называют похититель джоулей или joule thief. Я использовал один аккумулятор 1,2 В. Но устройство можно питать и большим напряжением — подключал максимум 19 Вольт. Примерная схема:

 

 

Только я использовал транзистор MJE13003 и переменный резистор 680 Ом. Чтобы правильно подключить трансформатор, нужно найти два вывода с наименьшим сопротивлением (у меня это 0,5 Ом) и два с наибольшим сопротивлением (у меня 1 Ом). В разных строчниках расположение и сопротивление выводов будет разным. Испытания схемы на видео:

 

 

Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!

Прямая ссылка на видео: http://www.youtube.com/watch?v=KfmUjRKen-M — Блокинг генератор на одном транзисторе | Flyback transformer driver [ HV joule thief ].

 

Ближе к концу ролика блокинг — генератор подключён к 5 В от компьютерного блока питания с заметным увеличением высоковольтных эффектов. Уменьшение сопротивления резистора увеличивает напряжение на высоковольтном выходе. При 12 В и резисторе 680 Ом допускается кратковременная работа (ток на холостом ходу 140 мА) без радиатора на транзисторе. При долгой работе и/или меньшем сопротивлении резистора транзистор может сильно нагреться, поэтому нужно обязательно использовать радиатор.

 

 

При 19 В длина молнии достигает 2 см, что соответствует 60 кВ. Видео работы при этом напряжении:

 

 

Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!

 

Жду всех на каналах:

Пожалуйста, поделитесь понравившимися видео в соцсетях и на других сайтах!

 

Новые статьи добавлены на второй сайт, на который можно перейти через кнопку «Спектроскопия» в меню сайта!

Соединение входа и выхода | Биполярные переходные транзисторы

Чтобы преодолеть проблему создания необходимого напряжения смещения постоянного тока для входного сигнала усилителя, не прибегая к установке батареи последовательно с источником сигнала переменного тока, мы использовали делитель напряжения, подключенный к источнику питания постоянного тока. Чтобы это работало вместе с входным сигналом переменного тока, мы «соединили» источник сигнала с делителем через конденсатор, который действовал как фильтр верхних частот. При такой фильтрации низкое сопротивление источника сигнала переменного тока не могло «закоротить» падение постоянного напряжения на нижнем резисторе делителя напряжения.Решение простое, но не лишенное недостатков.

Наиболее очевидным является тот факт, что использование конденсатора фильтра верхних частот для подключения источника сигнала к усилителю означает, что усилитель может усиливать только сигналы переменного тока. Постоянное постоянное напряжение, подаваемое на вход, будет блокироваться конденсатором связи точно так же, как напряжение смещения делителя напряжения блокируется от входного источника. Кроме того, поскольку емкостное реактивное сопротивление зависит от частоты, низкочастотные сигналы переменного тока не будут усилены так сильно, как высокочастотные сигналы.Несинусоидальные сигналы будут иметь тенденцию к искажению, поскольку конденсатор по-разному реагирует на каждую из составляющих сигнала гармоник.

Крайним примером этого может быть низкочастотный прямоугольный сигнал на рисунке ниже.

Низкочастотный прямоугольный сигнал с емкостной связью демонстрирует искажения.

Между прочим, та же проблема возникает, когда входы осциллографа установлены в режим «Связь по переменному току», как показано на рисунке ниже.

В этом режиме конденсатор связи вставлен последовательно с измеряемым сигналом напряжения, чтобы устранить любое вертикальное смещение отображаемой формы волны из-за постоянного напряжения, объединенного с сигналом.Это нормально работает, когда переменная составляющая измеряемого сигнала имеет довольно высокую частоту, а конденсатор имеет небольшой импеданс для сигнала. Однако, если сигнал имеет низкую частоту или содержит значительные уровни гармоник в широком диапазоне частот, осциллограф отображает форму сигнала не будет точным.

Низкочастотные сигналы можно просмотреть, установив осциллограф в режим «Связь по постоянному току», как показано на рисунке ниже.

При подключении по постоянному току осциллограф правильно показывает форму прямоугольной волны, исходящей от генератора сигналов.

Низкая частота: при связи по переменному току фильтрация верхних частот разделительного конденсатора искажает форму прямоугольной волны, так что то, что видно, не является точным представлением реального сигнала.

Прямая муфта

В приложениях, где ограничения емкостной связи (с учетом приведенного выше рисунка) были бы недопустимыми, можно использовать другое решение: прямая связь . Прямая связь позволяет избежать использования конденсаторов или любых других частотно-зависимых компонентов связи в пользу резисторов.Схема усилителя с прямой связью показана на рисунке ниже.

Усилитель с прямым подключением: прямое подключение к динамику.

Без конденсатора для фильтрации входного сигнала эта форма связи не имеет частотной зависимости. Сигналы постоянного и переменного тока одинаково усиливаются транзистором с одинаковым коэффициентом усиления (сам транзистор может усиливать одни частоты лучше, чем другие, но это совершенно другая тема!).

Если прямая связь работает как для сигналов постоянного, так и переменного тока, тогда зачем использовать емкостную связь для любого приложения ? Одна из причин может заключаться в том, чтобы избежать любого нежелательного напряжения смещения постоянного тока, естественно присутствующего в усиливаемом сигнале.Некоторые сигналы переменного тока могут накладываться на неконтролируемое напряжение постоянного тока прямо от источника, а неконтролируемое напряжение постоянного тока сделает надежное смещение транзистора невозможным. Здесь хорошо работает фильтрация верхних частот, обеспечиваемая разделительным конденсатором, чтобы избежать проблем смещения.

Другой причиной использования емкостной связи вместо прямой является относительное отсутствие затухания сигнала. Непосредственная связь через резистор имеет недостаток, заключающийся в ослаблении входного сигнала, так что только часть его достигает базы транзистора.Во многих приложениях в любом случае необходимо некоторое затухание, чтобы предотвратить «перегрузку» уровня сигнала транзистора до отсечки и насыщения, поэтому любое затухание, присущее цепи связи, в любом случае полезно. Однако в некоторых приложениях требуется, чтобы не было потери сигнала от входного соединения к базе транзистора для максимального усиления напряжения, а схемы прямого соединения с делителем напряжения для смещения просто не хватит.

До сих пор мы обсуждали несколько методов подключения входного сигнала к усилителю, но не рассмотрели вопрос подключения выхода усилителя к нагрузке.Пример схемы, используемый для иллюстрации входной связи, будет хорошо служить для иллюстрации проблем, связанных с выходной связью.

В нашей примерной схеме нагрузкой является динамик. Большинство динамиков имеют электромагнитную конструкцию: то есть они используют силу, создаваемую легкой катушкой электромагнита, подвешенной в сильном поле постоянного магнита, для перемещения тонкого бумажного или пластикового конуса, создавая колебания в воздухе, которые наши уши интерпретируют как звук. Приложенное напряжение одной полярности перемещает конус наружу, а напряжение противоположной полярности перемещает конус внутрь.Чтобы использовать полную свободу движения диффузора, динамик должен получать истинное (несмещенное) переменное напряжение. Смещение постоянного тока, приложенное к катушке динамика, смещает конус от его естественного центрального положения, и это ограничивает возвратно-поступательное движение, которое он может выдерживать из-за приложенного напряжения переменного тока без чрезмерного перемещения. Однако в нашей примерной схеме на динамик подается переменное напряжение только при одной полярности , потому что динамик подключен последовательно с транзистором, который может проводить ток только в одном направлении.Это было бы неприемлемо для любого мощного аудиоусилителя.

Как-то нам нужно изолировать динамик от постоянного тока смещения коллектора, чтобы он принимал только переменное напряжение. Одним из способов достижения этой цели является соединение цепи коллектора транзистора с динамиком через трансформатор, показанный на рисунке ниже.

Трансформаторная муфта изолирует постоянный ток от нагрузки (динамика).

Напряжение, индуцированное во вторичной обмотке (на стороне динамика) трансформатора, будет строго обусловлено изменениями тока коллектора, потому что взаимная индуктивность трансформатора работает только при изменениях тока обмотки.Другими словами, только переменная часть сигнала тока коллектора будет подключена к вторичной стороне для питания динамика. Громкоговоритель будет «видеть» истинный переменный ток на своих выводах без какого-либо смещения постоянного тока.

Трансформаторная выходная муфта работает и имеет дополнительное преимущество, заключающееся в возможности обеспечить согласование импеданса между схемой транзистора и катушкой динамика с настраиваемыми соотношениями обмоток. Однако трансформаторы обычно бывают большими и тяжелыми, особенно для мощных приложений.Кроме того, сложно спроектировать трансформатор для обработки сигналов в широком диапазоне частот, что почти всегда требуется для аудиоприложений. Что еще хуже, постоянный ток через первичную обмотку увеличивает намагниченность сердечника только при одной полярности, что приводит к более легкому насыщению сердечника трансформатора в одном цикле полярности переменного тока, чем в другом. Эта проблема напоминает прямое последовательное соединение динамика с транзистором: постоянный ток смещения имеет тенденцию ограничивать амплитуду выходного сигнала, с которой система может справиться без искажений.Однако, как правило, трансформатор может быть спроектирован так, чтобы выдерживать гораздо больший постоянный ток смещения, чем динамик, без проблем, поэтому в большинстве случаев трансформаторное соединение по-прежнему является жизнеспособным решением. См. Трансформатор связи между Q4 и динамиком, Regency TR1, Ch 9 как пример трансформаторной связи.

Другой способ изолировать динамик от смещения постоянного тока в выходном сигнале — немного изменить схему и использовать разделительный конденсатор аналогично подключению входного сигнала (рисунок ниже) к усилителю.

Конденсаторная муфта изолирует постоянный ток от нагрузки.

Эта схема на рисунке выше напоминает более традиционную форму усилителя с общим эмиттером, в котором коллектор транзистора подключен к батарее через резистор. Конденсатор действует как фильтр верхних частот, пропуская большую часть переменного напряжения в динамик, блокируя все постоянное напряжение. Опять же, номинал этого разделительного конденсатора выбирается так, чтобы его полное сопротивление на ожидаемой частоте сигнала было произвольно низким.

Блокировка постоянного напряжения на выходе усилителя, будь то через трансформатор или конденсатор, полезна не только для подключения усилителя к нагрузке, но также для подключения одного усилителя к другому усилителю. «Ступенчатые» усилители часто используются для достижения более высокого коэффициента усиления мощности, чем то, что было бы возможно при использовании одного транзистора, как показано на рисунке ниже.

Трехкаскадный усилитель с общим эмиттером с конденсаторной связью.

Хотя можно напрямую соединить каждый каскад со следующим (через резистор, а не конденсатор), это делает весь усилитель очень чувствительным к изменениям напряжения смещения постоянного тока первого каскада, поскольку это напряжение постоянного тока будет усиливается вместе с сигналом переменного тока до последней ступени.Другими словами, смещение первого каскада повлияет на смещение второго каскада и так далее. Однако, если каскады имеют емкостную связь, показанную на приведенном выше рисунке, смещение одного каскада не влияет на смещение следующего, потому что постоянное напряжение не может передаваться на следующий каскад.

Трансформаторная связь между усилительными каскадами также возможна, но встречается реже из-за некоторых проблем, присущих трансформаторам, упомянутым ранее. Одно заметное исключение из этого правила — усилители радиочастоты (рисунок ниже) с небольшими трансформаторами связи, имеющими воздушные сердечники (что делает их невосприимчивыми к эффектам насыщения), которые являются частью резонансного контура, блокирующего передачу нежелательных гармонических частот на последующие. этапы.Использование резонансных схем предполагает, что частота сигнала остается постоянной, что типично для радиосхем. Кроме того, эффект «маховика» контуров резервуаров LC обеспечивает работу класса C с высокой эффективностью.

Трехкаскадный настроенный РЧ-усилитель иллюстрирует трансформаторную связь.

Обратите внимание на трансформаторную связь между транзисторами Q1, Q2, Q3 и Q4, Regency TR1, Ch 9. Три трансформатора промежуточной частоты (ПЧ) в пунктирных прямоугольниках передают сигнал ПЧ от коллектора к базе следующих транзисторных усилителей ПЧ.Усилители промежуточной частоты являются усилителями РЧ, но с другой частотой, чем входная РЧ антенна.

Сказав все это, необходимо отметить, что возможно использовать прямую связь в схеме многокаскадного транзисторного усилителя. В случаях, когда ожидается, что усилитель будет обрабатывать сигналы постоянного тока, это единственная альтернатива.

Тенденция электроники к более широкому использованию интегральных схем стимулировала использование прямой связи вместо трансформаторной или конденсаторной связи.Единственный простой в изготовлении компонент интегральной схемы — это транзистор. Также могут изготавливаться резисторы среднего качества. Хотя транзисторы отдают предпочтение. Возможны встроенные конденсаторы до нескольких десятков пФ. Конденсаторы большой емкости не интегрируются. При необходимости это могут быть внешние компоненты. То же самое и с трансформаторами. Поскольку интегрированные транзисторы недороги, как можно больше транзисторов заменяют неисправные конденсаторы и трансформаторы. В ИС между внешними компонентами связи заложено максимально возможное усиление с прямой связью.Хотя используются внешние конденсаторы и трансформаторы, они даже проектируются, если это возможно. В результате современное радио IC (см. «IC радио», гл. 9) совсем не похоже на оригинальное 4-транзисторное радио Regency TR1, Ch 9.

Даже дискретные транзисторы дешевле трансформаторов. Громоздкие аудиопреобразователи можно заменить на транзисторы. Например, конфигурация с общим коллектором (эмиттерным повторителем) может соответствовать сопротивлению низкого выходного сопротивления, как у динамика. Также возможно заменить большие конденсаторы связи транзисторной схемой.

Нам до сих пор нравится иллюстрировать тексты с трансформаторными усилителями звука. Схемы просты. Количество компонентов невелико. И это хорошие вводные схемы — их легко понять.

Схема на рисунке ниже (а) представляет собой упрощенный двухтактный аудиоусилитель с трансформаторной связью. В двухтактном режиме пара транзисторов попеременно усиливает положительную и отрицательную части входного сигнала. Ни один из транзисторов не проводит ток при отсутствии входного сигнала. Положительный входной сигнал будет положительным в верхней части вторичной обмотки трансформатора, заставляя верхний транзистор проводить.Отрицательный вход будет давать положительный сигнал в нижней части вторичной обмотки, переводя нижний транзистор в состояние проводимости. Таким образом, транзисторы усиливают чередующиеся половины сигнала. Как показано, ни один из транзисторов на рисунке ниже (а) не будет проводить при входном напряжении ниже 0,7 В пик. Практическая схема соединяет центральный отвод вторичной обмотки с резистивным делителем 0,7 В (или больше) вместо заземления для смещения обоих транзисторов для истинного класса B.

(a) Двухтактный усилитель с трансформаторной связью.(b) Усилитель на комплементарной паре с прямой связью заменяет трансформаторы на транзисторы.

Схема на рисунке выше (b) является современной версией, в которой функции трансформатора заменены на транзисторы. Транзисторы Q1 и Q2 представляют собой усилители с общим эмиттером, инвертирующие сигнал с усилением от базы к коллектору. Транзисторы Q3 и Q4 известны как комплементарная пара , потому что эти транзисторы NPN и PNP усиливают чередующиеся половины (положительные и отрицательные соответственно) формы волны.Параллельное соединение оснований позволяет разделить фазы без входного трансформатора в точке (а). Динамик является эмиттерной нагрузкой для Q3 и Q4. Параллельное соединение эмиттеров транзисторов NPN и PNP устраняет необходимость в выходном трансформаторе с центральным отводом в точке (a) Низкое выходное сопротивление эмиттерного повторителя служит для согласования низкого импеданса динамика 8 Ом с предыдущим каскадом с общим эмиттером. Таким образом, недорогие транзисторы заменяют трансформаторы. Полную схему см. В разделе «Усилитель звука мощностью 3 Вт с прямой связью и дополнительной симметрией», глава 9

.

ОБЗОР:

  • Емкостная связь действует как фильтр верхних частот на входе усилителя.Это приводит к уменьшению коэффициента усиления по напряжению усилителя при более низких частотах сигнала. Усилители с емкостной связью практически не реагируют на входные сигналы постоянного тока.
  • Прямая связь с последовательным резистором вместо последовательного конденсатора позволяет избежать проблемы частотно-зависимого усиления, но имеет недостаток, заключающийся в уменьшении усиления усилителя для всех частот сигнала за счет ослабления входного сигнала.
  • Трансформаторы и конденсаторы могут использоваться для подключения выхода усилителя к нагрузке, чтобы исключить попадание постоянного напряжения на нагрузку.
  • Многокаскадные усилители часто используют емкостную связь между каскадами, чтобы устранить проблемы с смещением одного каскада, влияющим на смещение другого.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Вот как это можно построить

Комментируйте ошибки или исправления, обнаруженные для этой схемы, и получите шанс на крупный выигрыш!

Глушитель сотового телефона — это электронное устройство, которое блокирует передачу сигналов между сотовым телефоном и базовой станцией. Используя ту же частоту, что и в мобильном телефоне, глушитель сотового телефона создает сильные помехи для связи между вызывающим абонентом и получателем.Он эффективен при блокировке передачи сигналов из сетей, включая UMTS, 3G, CDMA, GSM и PHS.

Мобильные телефоны работают на разных частотных диапазонах в разных странах. Для Канады полоса 1900 МГц является основной, особенно для городских районов. 850 МГц используется в качестве резервной в сельской местности. В США используются диапазоны 850 и 1900 МГц, в зависимости от региона. Европейцы обычно используют диапазоны GSM 900 и 1800 в качестве стандарта. Ближний Восток, Африка, Азия и Океания также используют эти полосы частот.В России и некоторых других странах местные операторы связи имеют лицензии на частоту 450 МГц для обеспечения покрытия CDMA.

Использование разных частот затрудняет установку глушителя для всех частот. Однако приведенная ниже формула может использоваться для расчета требуемых значений.

F = 1 / (2 * пи * sqrt (L1 * C1))

В зависимости от частот, которые необходимо заблокировать, можно изменять значения индуктивности (L1) и конденсатора (C1).

Например, если мобильные телефоны в вашем районе работают на частоте 450 МГц, вам необходимо генерировать 450 МГц с некоторым шумом, который будет действовать как сигнал блокировки.Теперь трубка сотового телефона не сможет понять, какой сигнал принимать. Мы успешно заблокировали сигналы сотовых телефонов.

Здесь 450 МГц — частота настройки. Глушители сотовых телефонов для других частотных диапазонов устроены аналогично. Однако диапазон сигнала очень слабый. Таким образом, эта схема работает только на дальность 100 м.

Для любой цепи глушителя важно иметь три важные подсхемы.

Эти 3 схемы, объединенные вместе, образуют эффективную схему подавителя сотовых телефонов.

  • Схема усилителя ВЧ состоит из транзистора Q1, конденсаторов C4, C5 и резистора R1. Эта радиочастотная цепь усиливает сигнал, генерируемый настроенной схемой. Усиленный сигнал подается на антенну через конденсатор С6. Он блокирует постоянный ток и позволяет передавать только переменную составляющую сигнала.
  • Когда транзистор Q1 включается, включается настроенная цепь на коллекторе. Настроенная схема состоит из конденсатора С1 и катушки индуктивности L1. Он действует как осциллятор с нулевым сопротивлением.Он производит очень высокую частоту с минимальным затуханием.
  • Когда цепь включена, в конденсаторе сохраняется напряжение. Когда конденсатор полностью заряжен, он позволяет заряду проходить через катушку индуктивности. Когда ток течет через катушку индуктивности, в ней накапливается магнитная энергия, соответствующая напряжению на конденсаторе. В определенный момент катушка индуктивности достигает своего максимума, и заряд или напряжение на конденсаторе обращается в ноль.
  • Теперь магнитный заряд, проходящий через катушку индуктивности, уменьшается, и ток заряжает конденсатор с противоположной или обратной полярностью.Процесс повторяется, и через некоторое время индуктор заряжает конденсатор и становится равным нулю.
  • Этот процесс длится до тех пор, пока не сгенерируется внутреннее сопротивление и не прекратятся колебания. Питание усилителя ВЧ подается через конденсатор C5 на вывод коллектора перед C6. Конденсаторы C2 и C3 случайным образом генерируют импульсы (шум) на частоте, генерируемой настроенной схемой.
  • Радиочастотный усилитель увеличивает частоту, генерируемую настроенной схемой. Частота, генерируемая настроенной схемой, и шумовой сигнал, генерируемый конденсаторами C2 и C3, объединяются, усиливаются и передаются.
КОМПОНЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Резистор R1 Нагрузка на излучатель
Резистор R2 Базовое смещение
Конденсатор С1 Генерация частоты
Конденсатор С2 Обратная связь
Конденсатор С3 Обратная связь
Конденсатор С4 Шумоподавление
Конденсатор С5 Муфта
Конденсатор С6 Муфта
Конденсатор С7 Развязка
Транзистор Q1 Усиление
Катушка индуктивности L1 Генерация частоты
  • Эта схема может блокировать сигналы только в радиусе 100 метров.
  • Использование этого типа каналов запрещено и незаконно в большинстве стран.
  • Эта схема также используется в телевизионных передачах и игрушках с дистанционным управлением.
  • Если цепь не работает должным образом, попробуйте увеличить номиналы резистора и конденсаторов в цепи. Используйте формулу

F = 1 / (2 * пи * sqrt (L * C)).

  • Напряжение питания схемы не должно превышать 3 Вольт.

Больше интересных проектов можно найти на сайте DIY Electronics Projects.


Примечание : Глушитель сотового телефона представляет собой непроверенный прототип схемы и запрещен в нескольких странах. При соблюдении этих правил мы, возможно, не сможем помочь вам с точными значениями.

Эта статья была впервые опубликована 17 октября 2017 г. и недавно обновлена ​​30 ноября 2018 г.

10. Усилители — документация elec2210 1.0

10,4. Обзор

10.4.1. Основы МОП-транзисторных усилителей

Рассмотрим полевой МОП-транзистор с резистивной нагрузкой на стоке, как показано на рисунке 1.Эта схема очень похожа на инвертор резистивной нагрузки.

Рисунок 1: Идеальный усилитель MOSFET.

Изменение Vgs вызывает изменение IDS, которое затем вызывает изменение выходного напряжения.

Итак, теория первого порядка дает нам.

Коэффициент усиления по напряжению составляет:

(1)

называется крутизной GM.

Это уравнение, однако, предполагает очень небольшое входное напряжение переменного тока, так что изменение выходного напряжения остается небольшим.

Итак, если мы сделаем усиление напряжения малого сигнала равным 100 и установим амплитуду входного напряжения переменного тока равной 1 мВ, то амплитуда выходного напряжения переменного тока будет 100 * 1 мВ = 0,1 В.

10.4.2. Колебание выходного напряжения — максимальное увеличение за счет конструкции точки смещения

Теперь, если, не будет иметь амплитуду 2 В * 100 = 200 В. Скорее будет насыщать, как мы продемонстрировали на реальном усилителе.

Когда значение ниже порога, транзистор отключается. Таким образом, максимально возможное.

Когда он очень высокий, ток будет увеличиваться и, следовательно, уменьшаться.

Для идеального транзистора с идеальным изгибом напряжения или с напряжением насыщения стока наилучшее минимальное значение, которого мы можем достичь, происходит, когда и уменьшается до нуля.

Если мы дополнительно предположим, что транзистор является линейным, мы обнаружим, что максимальный размах выходного напряжения / 2 может быть получен, если мы выберем постоянный ток, равный, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Идеальная линия нагрузки.

Сопротивление нагрузки — это просто отношение размаха напряжения (или) к размаху тока ():

(2)

Что ж, настоящие полевые МОП-транзисторы не так идеальны, как мы видели из измеренных кривых.Отношение не совсем линейное, но и не слишком далекое. Однако напряжение колена или, при котором происходит насыщение, может быть немного выше 0 В. Этот факт можно учесть, оставив место для напряжения транзистора до насыщения. Следствием этого является то, что самое низкое напряжение не будет равняться нулю.

10.4.3. Стабилизация точки смещения постоянного тока с помощью резистора в источнике

Мы видели, что выходное напряжение и размах тока во многом связаны с постоянным и постоянным током, которые мы обозначаем как и.Вместе они называются точкой смещения постоянного тока.

Необходимо стабилизировать точку смещения постоянного тока от колебаний температуры, К-фактора или даже порогового напряжения транзистора.

Возьмем, к примеру, увеличение. Это напрямую приводит к увеличению, которое затем увеличивается.

С резистором между источником и землей, как показано на рисунке 3, увеличение увеличивается, а затем увеличивается.

Рисунок 3: Усилитель MOSFET с резистором обратной связи.

Прирост, однако, увеличивается. Следовательно, результирующее увеличение меньше первоначального увеличения от увеличения просто потому, что.

Таким образом, считается, что резистор действует как отрицательная обратная связь, поскольку он отрицательно влияет на увеличение.

10.4.4. Учет обратной связи при работе переменного тока

Для сигнала переменного тока нам не обязательно нужна большая отрицательная обратная связь.

Предположим, мы хотим, чтобы все входное напряжение переменного тока появлялось без перепадов.Мы можем просто добавить достаточно большой конденсатор, чтобы он закоротил конденсатор, как показано на рисунке 3.

10.4.7. R1, R2 выбор

R1 // R2 (R1 параллельно с R2) будет входным сопротивлением источника переменного напряжения (показано на рисунке 4).

Рисунок 4: Усилитель MOSFET с резистором обратной связи и блокировочными конденсаторами постоянного тока.

Обычно мы хотим, чтобы R1 // R2 были большими, скажем, около 100 или больше.

Как правило, мы не хотим, чтобы R1 // R2 были маленькими, так как это будет создавать слишком большую нагрузку на источник переменного тока.Маленький означает большие требования к входному току или «тяжелую» нагрузку. Крайним примером может быть короткое замыкание нагрузки на источник.

10.4.8. Блокирующие конденсаторы постоянного тока

Обычно, когда мы думаем о сигнале переменного тока, его центром является ноль вольт. Подумайте о сигнале, который управляет вашими динамиками. Однако, если выходной сигнал усилителя снимается непосредственно со стока, он будет иметь значительное смещение постоянного тока. Решением является добавление конденсатора на выходе, как показано на рисунке 4.Этот конденсатор пропускает усиленный сигнал, но не смещение постоянного тока. Вот почему их называют разделительными конденсаторами постоянного тока или, альтернативно, конденсаторами связи переменного тока.

А еще нужен конденсатор на входе. В противном случае напряжение затвора может быть изменено устройством, которое им управляет. Хуже того, устройство, подключенное к усилителю, может быть повреждено напряжением затвора. Подумайте о подключении линейного выхода проигрывателя компакт-дисков к стереосистеме.

Блокирующие генераторы и генераторы временной развертки

БЛОКИРУЮЩИЕ ОСЦИЛЛЯТОРЫ И ГЕНЕРАТОР ОСНОВАНИЯ ВРЕМЕНИ

1.Эскиз и определение ошибки уклона и ошибки смещения.

Погрешность наклона (или) ошибка (и) скорости развертки:

Ошибка наклона определяется как отношение разницы наклона в начале и конце развертки к начальному значению наклона. Это также называется ошибкой (-ами) скорости развертки


Ошибка смещения (ed):

Она определяется как максимальная разница между фактическим напряжением развертки и линейной разверткой, проходящей через начало и конец. точки фактической развертки.

Ошибка смещения определяется как


2. Назовите два применения блокирующих генераторов.

ü Используется в качестве основного устройства для подачи триггеров для синхронизации системы, имеющей формы сигналов импульсного типа

ü Используется как делитель частоты или счетчик

ü Используется для получения большой пиковой мощности импульсы.

ü В качестве переключателя с низким сопротивлением

3. Укажите любые два применения импульсного трансформатора.

· Действовать как элемент связи в определенных схемах генерации импульсов, таких как блокирующие генераторы

· Инвертировать полярность импульса

· Обеспечивать изоляцию по постоянному току между источником и нагрузка

· Для создания импульса в цепи с незначительным сопротивлением постоянному току

· Для дифференцирования импульса

4. Что такое «Время восстановления» и «Время развертки» сигнала временной развертки?

Время восстановления (Tr) :

Это время, необходимое для возврата к исходному значению. Это также называется временем возврата или временем возврата .

Время развертки (Ts):

Это период, в течение которого напряжение увеличивается линейно

5. Список приложений генераторов временной развертки.

· Используется в CRO (электронно-лучевой осциллограф)

· Используется в телевизионных и радиолокационных дисплеях

· Используется в точных измерениях времени

· Используется во временной модуляции

6. What каковы преимущества метода регулирования частоты с насыщением ядра в блокирующем генераторе?

Длительность импульса зависит от напряжения питания и характеристик сердечника, а не от параметров транзистора (hfe).

Ширина импульса определяется как


7. Укажите любые два метода достижения линейности развертки развертки по времени.

ü Экспоненциальная зарядка

ü Зарядка постоянным током

ü Схема Миллера

ü Схема начальной загрузки.

8. Изобразите эквивалентную схему импульсного трансформатора.Назовите различные элементы в нем.


R1 = Сопротивление первичной обмотки и источника

R2 = Полное сопротивление, отраженное в первичную сторону

σ = Индуктивность утечки

L = Намагничивающая индуктивность

0003 C =

0003 Общая эффективная шунта

9. Какова функция схемы временной развертки?

Генератор линейной временной развертки выдает форму выходного сигнала, которая создает часть, которая демонстрирует линейное изменение напряжения или тока во времени.

10. Что такое блокирующий осциллятор?

Схема, в которой используется регенеративная обратная связь, генерирующая одиночный импульс или последовательность импульсов, называется блокирующим генератором.

11. Какие два важных элемента блокирующего генератора?

1. Активный элемент типа транзистора.

2. Импульсный трансформатор.

12. Какова функция импульсного трансформатора в блокирующем генераторе?

Импульсный трансформатор используется для соединения выхода транзистора с входом. Природа такой обратной связи через импульсный трансформатор регулируется относительной полярностью обмоток импульсного трансформатора.

13. Что такое импульсный трансформатор?

Импульсный трансформатор — это, по сути, трансформатор, который связывает источник импульсов электрической энергии с нагрузкой, сохраняя неизменными форму и другие свойства импульсов.Уровень напряжения импульса можно повысить или понизить, разработав правильное соотношение витков для импульсного трансформатора.

14. Нарисуйте схему транзисторного самонастраивающегося генератора временной развертки?

15. Нарисуйте принципиальную схему нестабильного блокирующего генератора.

Разница между транзисторами NPN и PNP со сравнительной таблицей

Одно из основных различий между транзисторами NPN и PNP заключается в том, что в транзисторе NPN ток протекает между коллектором и эмиттером, когда положительное питание подается на базу, тогда как в транзисторе PNP носитель заряда течет от эмиттера к коллектору при отрицательном поставка отдана на базу.Транзисторы NPN и PNP различаются ниже в сравнительной таблице с учетом различных других факторов.

NPN и PNP оба являются биполярным переходным транзистором. Это устройства управления током, которые в основном используются для переключения и усиления сигнала. В основном, в схеме используется NPN-транзистор, потому что в NPN-транзисторе ток проводимости создается в основном электронами, в то время как в PNP-транзисторе ток проводимости возникает из-за отверстий. Поскольку электроны более подвижны, NPN имеет высокую проводимость.

Буквы PNP и NPN показывают напряжение, необходимое для эмиттера, коллектора и базы переходного транзистора. Транзисторы NPN и PNP, оба изготовлены из разного материала, из-за чего ток в них также различается. Иногда, когда на эмиттер подается напряжение, электроны пересекают базовый переход и достигают области коллектора. Это происходит потому, что база транзисторов NPN и PNP очень тонкая и слегка легированная.

Содержание: NPN против PNP транзистора

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Транзистор НПН
Основа для сравнения НПН Транзистор
Определение Транзистор, в котором два слоя n-типа разделены одним слоем P-типа Два блока полупроводников p-типа разделены одним тонким блоком полупроводника n-типа.
Обозначение
Полная форма Отрицательные Положительные и Отрицательные Положительные Отрицательные и Положительные
Направление тока Коллектор к эмиттеру Эмиттер к коллектору
Включение Когда электроны попадают в базу. Когда отверстия входят в основание.
Внутренний ток Развивается из-за переменного положения электронов. Возникают из-за различного положения отверстий.
Внешний ток Ток возникает из-за потока отверстий. Ток возникает из-за потока электронов.
Основной носитель заряда Электрон Отверстие
Время переключения Быстрее Медленнее
Несовершеннолетний носитель заряда Отверстие Электрон
Положительное напряжение Клемма коллектора Клемма эмиттера
Смещенное вперед Базовое соединение эмиттера Базовое соединение эмиттера
Обратное смещение Разветвление основания коллектора Разветвление основания коллектора
Малый ток Потоки от эмиттера к базе База к эмиттеру
Сигнал заземления Низкий Высокий

Определение транзистора PNP

Транзистор PNP имеет два блока из материала p-типа и один блок из материала n-типа.Он имеет три вывода: эмиттер, базу и коллектор. Эмиттер и коллектор PNP-транзистора изготовлены из материала p-типа, а их основание — из материала n-типа.

Переход эмиттер-база PNP подключен с прямым смещением, а переход коллектор-база подключен с обратным смещением. Переход эмиттер-база подталкивает основной носитель заряда к базе, таким образом устанавливая ток эмиттера. Отверстие в материале p-типа объединяется с материалом n-типа, следовательно, составляет базовый ток.Оставшееся отверстие проходит через отрицательно смещенную область коллектор-база и собирается коллектором, из-за чего возникает ток коллектора. Таким образом, полный эмиттерный ток протекает через коллекторную цепь.

Ток эмиттера = ток коллектора + ток базы

Определение транзистора NPN

Транзистор NPN состоит из двух полупроводниковых материалов n-типа, разделенных тонким слоем материала p-типа. Коллектор — это самая толстая область, а база — самая тонкая область NPN-транзистора.Область эмиттер-база транзистора находится под прямым смещением, а область коллекторной базы подключена с обратным смещением. Напряжение обратного смещения значительно меньше по сравнению с обратным смещением.

Переход эмиттер-база находится в прямом смещении, из-за чего большое количество электронов достигает базы. Это развивает ток эмиттера. Электрон в базовой области совмещен с дырками. Но база очень тонкая и слегка легированная, поэтому только маленькие дырки объединяются с электронами и составляют ток базы.Оставшиеся электроны проходят через область базы коллектора и развивают ток коллектора. Весь ток эмиттера протекает через коллекторную цепь.

Ток эмиттера = ток коллектора + ток базы

Ключевые различия между транзисторами NPN и PNP

  1. Транзистор NPN имеет два блока полупроводниковых материалов n-типа и один блок полупроводниковых материалов p-типа, тогда как транзистор PNP имеет один тонкий слой материала p-типа и два толстых слоя материала N-типа.
  2. Обозначения транзисторов NPN и PNP почти одинаковы, единственное различие между ними — это направление стрелки, которая указывает на эмиттер. В транзисторе NPN острие стрелки перемещается наружу к базе, а в PNP стрелка перемещается внутрь.
  3. В транзисторе NPN ток течет от коллектора к эмиттеру, потому что положительное питание подается на базу, тогда как в транзисторе PNP ток течет от эмиттера к коллектору.
  4. Транзистор NPN включается, когда электрон входит в базу, в то время как транзистор PNP включается, когда дыры входят в базу.
  5. Внутренний ток в транзисторе NPN составляет из-за переменного положения электронов, тогда как в транзисторе PNP внутренний ток возникает из-за переменного положения отверстий.
  6. В транзисторе NPN выходной ток существует из-за потоков дырок, а в PNP он создается из-за потоков электронов.
  7. В транзисторе NPN основной носитель заряда — электрон, тогда как в транзисторе PNP основная дырка является основным носителем заряда.
  8. Неосновным носителем заряда NPN-транзистора является дырка, а в PNP-транзисторе — электроны.
  9. Время переключения NPN-транзистора больше по сравнению с PNP-транзистором, потому что основной носитель заряда NPN-транзистора — электрон.
  10. Переход эмиттер-база как NPN-, так и PNP-транзисторов имеет прямое смещение.
  11. Примечание: передний базовый переход означает, что клемма p диода подключена к положительной клемме источника питания, а материал n-типа подключен к отрицательной клемме источника питания.
  12. Коллектор-база транзистора NPN и PNP соединена с обратным смещением.
  13. Примечание. Обратное смещение означает, что отрицательная область подключена к положительной клемме источника питания, а p-область подключена к положительной клемме источника питания.
  14. Транзистор NPN включается, когда небольшой ток течет от эмиттера к базе, тогда как при включении транзистора PNP небольшой ток течет от базы к эмиттеру.
  15. Сигнал заземления транзистора PNP поддерживается низким, тогда как в транзисторе PNP уровень сигнала заземления высокий.

Ключ к действию транзистора — это слаболегированная база между сильно легированным коллектором и эмиттером.

БЛОКИРУЮЩИЕ ОСЦИЛЛЯТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ ВРЕМЕНИ БЛОК-V

UNIT-V
БЛОКИРУЮЩИЕ ОСЦИЛЛЯТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ СИНХРОНИЗАЦИИ
ЧАСТЬ –A
1. Определите время нарастания импульса. (МАЙ 2004 г.)
Время нарастания — важный параметр, связанный с этой частью отклика. Он определяется временем, которое требуется импульсу, чтобы подняться с 10% его амплитуды до 90% его амплитуды.

2. Определите ошибку скорости развертки или ошибку крутизны. (ИЮН 2006)
Это отношение разности наклона в начале и конце развертки к начальному значению наклона.
3. Определите ошибку смещения. (ИЮНЬ 2006 И МАЙ 2011)
Определяется как максимальная разница между фактическим напряжением развертки и линейной разверткой, которая проходит через начальную и конечную точки фактической развертки.

4. Что такое релаксационный осциллятор UJT? (МАЙ 2010 г.)
Однопереходный транзистор в сочетании с конденсатором и зарядным резистором для создания генератора с приблизительным выходным сигналом пилообразного типа известен как генератор релаксации UJT.

5. Что такое блокирующий осциллятор? Почему это так называется? (МАЙ 2008 г., МАЙ 2010 г., НОЯБРЬ 2011 г.)
Схема настроенного коллекторного генератора, в которой используется регенеративная (положительная) обратная связь через импульсный трансформатор, генерирующая одиночный импульс или последовательность импульсов, называется блокирующим генератором. Генератор отключается или БЛОКИРУЕТСЯ после одного или нескольких циклов. Отсюда и название «Блокирующий осциллятор».

6. Схема развертки тока транзистора не обеспечивает точно линейную развертку. Почему? (ДЕКАБРЬ 2006 г.)
1.Задержка импульса в источнике тока 2. Индуктивность стального сердечника зависит от тока. 3. Управляющий транзистор, обеспечивающий ток катушки индуктивности, не работает с достаточной линейностью.

7. Что такое импульсный трансформатор? (МАЙ 2010 г.)
Импульсный трансформатор — это, по сути, трансформатор, который связывает источник импульсов электрической энергии с нагрузкой, сохраняя форму и другие свойства импульса неизменными. Уровень напряжения импульса можно поднять или понизить на
, разработав правильное соотношение витков для импульсного трансформатора.

8. Изложите области применения импульсного трансформатора. (МАЙ 2010 г., МАЙ 2012 г.) Импульсный трансформатор
может использоваться для 1. изменения амплитуды и уровня импеданса импульса 2. изменения полярности импульса 3. создания импульса
в цепи с незначительным сопротивлением постоянному току 4. влияния постоянного тока изоляция между источником и нагрузкой 5. пара между каскадами усилителей импульсов 6. дифференциация импульса 7. действует как элемент связи в определенной цепи генерации импульсов.

9. Каковы применения блокирующего осциллятора? (МАЙ 2008 г. И МАЙ 2011 г.)
1.Блокирующий генератор может использоваться как делитель или преобразователь частоты.
2. Блокирующий генератор в качестве переключателя с низким сопротивлением может использоваться для быстрой разрядки конденсатора.
3. Выход блокирующего генератора можно использовать в качестве стробирующего сигнала с очень малым отношением метки к промежутку.
4. Блокирующий генератор способен генерировать импульс большой пиковой мощности. Средняя мощность мала из-за низкого рабочего цикла.
5. Нестабильная схема используется в качестве задающего генератора для подачи триггеров для синхронизации системы сигналов импульсного типа — прямоугольных волн, напряжений развертки и т. Д.,
6. Моностабильная схема используется для получения резких импульсов от медленно меняющегося входного напряжения запуска
.
7. Используя третичную обмотку, можно получить выходные импульсы любой полярности
в зависимости от того, какой конец обмотки заземлен. Кроме того, при необходимости выходная обмотка может быть изолирована от земли.

10. Перечислите различные схемы развертки. Или Каковы различные методы генерации сигнала временной развертки? (МАЙ 2008 г.)
1.Схема экспоненциальной зарядки 2. Схема зарядки непостоянным током 3. Схема Миллера 4. Схема Фантастрона 5. Схема начальной загрузки 6. Схема индуктора 7. Компенсационные сети.

11. Что такое текущий генератор временной развертки? (DEC 2005)
Генератор текущей временной развертки — это схемы, которые вырабатывают форму волны тока, которая линейно увеличивается со временем. Они используются в магнитных отклоняющих системах в качестве телевизионных дисплеев на трубках с большим экраном и радаров.

12. Каковы недостатки генератора временной развертки? Как его уменьшить? (DEC 2008)
Основным недостатком генератора временной развертки является высокая процентная погрешность крутизны скорости.Его можно уменьшить, улучшив линейность развертки за счет увеличения напряжения питания или увеличения постоянной времени схемы.

13. Задайте время восстановления или время возврата. (ИЮН 2009, МАЙ 2012)
Время, необходимое для возврата напряжения развертки к начальному значению, называется временем восстановления, временем возврата или временем возврата
.
14. Определите время развертки. (ДЕКАБРЬ 2008 г., ИЮН 2009 г., МАЙ 2012 г.)
Период, в течение которого напряжение увеличивается линейно, называется временем развертки.

15. Как можно получить линеаризацию трапецеидального напряжения? Или как достигается линеаризация в текущей схеме временной развертки? (JUN 2010)
Его можно получить с помощью трех различных схем, таких как самонастройка, с использованием операционного усилителя или интегратора Миллера и путем замены конденсатора от общего источника тока, такого как транзистор с общей базой.

16. Что такое генератор развертки? (МАЙ 2010 г.)
Генератор развертки — это схема, которая выдает форму волны развертки.Волновые формы развертки — это те, которые имеют по крайней мере одну временную часть. Существуют различные типы генераторов развертки, такие как генератор развертки развертки Миллера, генератор развертки начальной загрузки и т. Д.,

17. Что вы имеете в виду под свободно работающим блокирующим генератором? Почему они так называются? (ИЮН 2010)
Нестабильный блокирующий генератор называется автономным блокирующим генератором. Он генерирует последовательность импульсов при срабатывании триггера. Ширина импульса и рабочий цикл выхода блокирующего генератора могут контролироваться в соответствии с требованиями.Доступны два типа нестабильных блокирующих генераторов: 1. Астабильный блокирующий генератор, управляемый диодом, 2. Астабильный блокирующий генератор, управляемый RC.

18. Определите ошибку передачи. (МАЙ 2004 г.)
Когда линейное напряжение передается через RC-цепь верхних частот, его выход падает от входа. Ошибка передачи определяется как разница между входом и выходом, деленная на вход.

19. Как сформировать нестабильный блокирующий генератор из моностабильного блокирующего генератора? (DEC 2005)
Диодную цепь можно заменить RC-цепью, чтобы получить RC-управляемый нестабильный блокирующий генератор.Такая RC-цепь может быть добавлена ​​либо в цепь эмиттера моностабильного блокирующего генератора, либо в базовую цепь моностабильного блокирующего генератора.

20. Что вы подразумеваете под линейным генератором временной развертки? (JUN 2007)
Генератор линейной временной развертки — это генератор, который выдает форму выходного сигнала, часть которого демонстрирует линейное изменение напряжения или тока во времени.

21. Сравните генератор блокировки с диодным и RC-управлением. (МАЙ 2008 г.)
Блокирующий генератор с диодным управлением Блокирующий генератор с RC-управлением
1.Возможна работа с низким рабочим циклом. 1. Работа с малым рабочим циклом невозможна.
2. Период времени и частота колебаний могут быть легко изменены путем изменения R1 или C1 2. Период времени и частота не могут быть легко изменены. Чтобы изменить период времени, необходимо изменить всю диодную сеть, чтобы изменить значение Vγ.
3. Колебания непосредственно перед импульсом отсутствуют, и вероятность таких колебаний гораздо меньше. 3. Непосредственно перед импульсом возможны колебания при работе с малой скважностью
4.Расчетные уравнения проще. 4. Полученные уравнения сложны, а некоторые трансцендентны и требуют графического решения.
5. Схема проста в проектировании. 5. Схема сложно спроектировать из-за сложности уравнений.
6. Временные значения зависят от температуры, поскольку диодная сеть чувствительна к температуре. 6. Значения времени не зависят от диода, чувствительного к температуре. Следовательно, значения синхронизации стабильны и не зависят от температуры при условии, что VBB >> Vγ транзистора и всех элементов, таких как R1, C1 и т. Д., не зависят от температуры.
7. Выбросы после импульса отсутствуют, и, следовательно, формы сигналов лучше и плавнее. 7. При работе с низким коэффициентом заполнения напряжение на конденсаторе медленно разряжается. Из-за этого импульс на коллекторе имеет искаженную форму волны.

22. Приведите примеры использования генератора временной развертки. (МАЙ 2011 г.)
Он используется в отклоняющих пластинах CRO для перемещения электронного луча слева направо. Он также используется в телевидении.

23. Приведите выражение для ошибки смещения.
(vs — vs ’) max Ts
ed = =
Vs 8RC
24. Определите скорость развертки.
Скорость развертки определяется как скорость изменения напряжения развертки во времени.

25. Приведите выражение для ошибки скорости развертки.
Разница наклона в начале и конце развертки Ts
es = =
начальное значение наклона RC

26.Приведите выражение для ошибки передачи.
Vs ’- Vs Ts
et = =
Vs 2RC
27. Приведите выражение для скорости развертки для экспоненциальной зарядки.
dvs t
= x e-t / RC
dt RC

28. Приведите выражение для скорости развертки при зарядке постоянным током.
dvs I
=
dt C

29.Приведите выражение для связи между ошибкой передачи, ошибкой скорости развертки и ошибкой смещения.
1 1
ed = es = et
8 4
30. Какова цель компенсирующей сети?
Добавлена ​​компенсационная схема для улучшения линейности генераторов начальной развертки и генераторов развертки Миллера.

31. Как подавить колебания трансформатора?
Чтобы подавить колебания трансформатора без нагрузки на блокирующий генератор во время интервала между импульсами, через трансформатор может быть шунтирован демпфирующий резистор R, соединенный последовательно с диодом.Диод вставлен с такой полярностью, что он не проводит во время интервала между импульсами, но проводит во время выброса.

32. Какой принцип используется в схеме начальной загрузки? Генератор начальной загрузки
обеспечивает очень линейный выходной сигнал. Амплитуда нарастания может приближаться к уровню питающего напряжения. Амплитуду линейного изменения выходного сигнала можно настроить в течение фиксированного периода времени, сделав резистор регулируемым.

33. Какие методы используются для улучшения линейности схем качания?
a) Путем генерирования импульса б) Путем улучшения линейности делителя тока для ярма.в) Путем линеаризации трапецеидального напряжения.

34. Напишите уравнение, используемое для определения частоты развертки релаксационного генератора UJT. Рассчитайте частоту с R = 100 KΏ, C = 0,4 мкФ и внутренним сопротивлением 0,57. (DEC 2007)
1
Частота развертки = = 29,6
2,3RClog10 (1 / 1- η)

35. Изобразите эквивалентную схему импульсного трансформатора.(Ноябрь 2011)

36. Какие два важных элемента блокирующего генератора?
1. Активный элемент, например, транзистор 2. Импульсный трансформатор

37. Какова функция импульсного трансформатора в блокирующем генераторе?
Импульсный трансформатор используется для соединения выхода транзистора со входом. Характер такой обратной связи через импульсный трансформатор регулируется относительной полярностью обмоток импульсного трансформатора.

38. Что такое реакция на передний край?
При запуске наблюдается выброс, затем импульс стабилизируется.Отклик до тех пор, пока он не стабилизируется после перерегулирования, называется откликом переднего фронта.

39. Что такое отклик заднего фронта?
Амплитуда отклика обычно ниже нулевой после окончания ширины импульса, называемой обратным качанием. Часть отклика от обратного качания до стабилизации — это отклик заднего фронта.

40. Что такое реакция с плоской вершиной?
Часть отклика между задней кромкой и передней кромкой называется откликом плоской вершины.

41.Что такое свисание?
Смещение амплитуды импульса во время его плоского отклика называется спадом или наклоном.

42. В чем заключается недостаток моностабильного блокирующего генератора с базовой синхронизацией?
В моностабильном генераторе блокировки ширина импульса линейно зависит от hFE, который зависит от температуры. Также его значение меняется от транзистора к транзистору, и, следовательно, ширина импульса изменяется из-за замены транзистора. Это самый большой недостаток схемы, и поэтому базовая схема синхронизации не используется, если требуется стабильная ширина импульса.

43. Какие бывают два типа нестабильного блокирующего генератора?
1. Блокирующий генератор с диодным управлением 2. Блокирующий генератор с дистанционным управлением

44. Что такое коэффициент заполнения метки?
Отношение времени, в течение которого Q находится в состоянии ВКЛ, к времени, в течение которого Q находится в состоянии ВЫКЛ, называется отношением промежутка между метками. Если это единица, то выходной сигнал представляет собой почти симметричную прямоугольную волну.

45. Определите рабочий цикл.
Рабочий цикл определяется как отношение времени tp к периоду времени T. Математически это определяется как D = tp / T.

46. Что вы подразумеваете под генераторами временной развертки напряжения?
Цепи, используемые для генерации линейного изменения напряжения во времени, называются генераторами временной развертки напряжения.

47. Каковы области применения генераторов временной развертки напряжения?
1. В электронно-лучевом осциллографе 2. В радаре 3. В телевизионных индикаторах 4. Измерение точного времени и 5. Временная модуляция

48. Перечислите важные параметры развертки.
Важными параметрами развертки являются: ошибка скорости развертки, ошибка смещения и ошибка передачи.
49. Назовите различные ошибки при генерации сигналов развертки.
К различным ошибкам при генерации сигналов развертки относятся: ошибка скорости развертки, ошибка смещения и ошибка передачи.

50. Приведите выражение для напряжения развертки для схемы экспоненциальной развертки.
Vs = V (1-e-t / RC)

ЧАСТЬ — B
1. Изобразите принципиальную схему генератора блокировки моностабильных транзисторов с синхронизацией эмиттера. Объясните его работу со схемой замещения при формировании импульса.(Ноябрь 2011)
2. Объясните работу автономного (нестабильного) блокирующего генератора. (МАЙ 2005 г.)
3. С помощью необходимых форм сигналов и принципиальной схемы объясните метод генерации линейного напряжения развертки с использованием схемы начальной загрузки. (ДЕКАБРЬ 2008 г., ДЕКАБРЬ 2009 г., ИЮНЬ 2009 г.)
4. Определите наклон, смещение и ошибки передачи со ссылкой на сигнал развертки. (МАЙ 2005 г.)
5. Определите ошибки, которые используются для измерения отклонения от линейности сигнала развертки.(МАЙ 2005 г.)
6. С помощью аккуратной принципиальной схемы и соответствующих сигналов объясните работу генератора блокировки транзисторов. (МАЙ 2008 г.)
7. Используя подходящие принципиальные схемы, объясните следующее: 1. Генератор пилы UJT 2. Генератор пилы Миллера. (МАЙ 2008 г., МАЙ 2010 г., МАЙ 2012 г.)
8. Однопереходный транзистор с η = 0,62 (внутреннее сопротивление) используется в схеме релаксационного генератора с R = 5 кОм и C = 0,05 мкФ. 1.Определите период и частоту колебаний. 2. Определите новое значение R, которое необходимо изменить, чтобы получить частоту колебаний 50 Гц. 3. Если C увеличивается в 10 раз, как изменится значение R, если частота должна быть 50 Гц. (DEC 2006)
9. С помощью аккуратной принципиальной схемы объясните моностабильные блокирующие генераторы с синхронизацией базы и эмиттера. Нарисуйте необходимые формы сигналов. (ДЕКАБРЬ 2009 г., МАЙ 2010 г., 2011 г.)
10. Опишите работу релаксационного генератора UJT.(ДЕКАБРЬ 2009 г., ИЮНЬ 2010 г.)
11. Нарисуйте принципиальную схему и объясните работу двухтактного нестабильного блокирующего генератора с синхронизацией эмиттера. (ИЮНЬ 2010)
12. При помощи принципиальной схемы и осциллограмм объясните генератор временной развертки напряжения.
13. Нарисуйте схему простого генератора временной развертки тока. Объясните работу схемы с соответствующими формами сигналов. (ДЕКАБРЬ 2007 и НОЯ 2010)
14. Для схемы генератора с диодным управлением нестабильной транзисторной блокировкой со следующими параметрами L = 5.2mH, C = 90pF, Vcc = 10V, R = 500Ώ, Vr = 6Vn = 1 и VBB = 0,5V. Рассчитайте 1. Период и рабочий цикл 2. Пиковые напряжения и токи 3. Ток в индуктивности намагничивания в конце одного цикла. Пренебрегайте напряжениями перехода насыщения. (Ноябрь / декабрь 2006 г.)
15. Объясните способ запуска блокирующего генератора с помощью транзистора. (ИЮН 2006)
16. Изобразите схему нестабильного блокирующего генератора с базовой синхронизацией. Нарисуйте формы волны напряжения коллектора и тока намагничивания.Объясните работу осциллятора, охватывающего один полный цикл, вместе с необходимыми уравнениями. Нарисуйте эквивалентные схемы (1) при наличии тока намагничивания и (2) при нулевом токе намагничивания. Также отметим достоинства и недостатки этого генератора. (МАЙ 2012 г.)
17. Для определенной схемы развертки UJT сопротивление составляет 10 кОм, а емкость — 0,1 мкФ. Потенциал впадины составляет 1,5 В, когда VBB = 20 В. Предполагая, что напряжение срабатывания диода составляет 0,7 В, а внутреннее передаточное число равно 0.6, рассчитайте частоту колебаний. (МАЙ 2012 г.)
18. Объясните схему пилообразного генератора начальной загрузки и нарисуйте выходной сигнал. (Ноябрь 2011)

Генератор сигналов

Развитие генератора сигналов в период с 1960 по 1980 год

Развитие генератора сигналов в шестидесятые годы было относительно медленным.Для объяснения этого можно перечислить ряд причин. Во-первых, к концу пятидесятых годов в каталоге Hewlett Packard уже было множество генераторов сигналов, идеально соответствующих потребностям рынка. 606, 608 и 612 были современными источниками сигналов для измерения характеристик приемников RF, VHF и UHF того времени. Серии 610 и 620 удовлетворяли то же самое требование для низких и высоких частот микроволнового спектра. Все эти генераторы использовали вакуумную лампу или задающий генератор клистрона с высокой добротностью или схемами настройки резонатора, фундаментальная конструкция которых обеспечивала низкий уровень шума и высокую спектральную чистоту выходного сигнала.

Настоящий шаг вперед потребует сохранения хотя бы этих качеств и, если возможно, устранения некоторых недостатков в вакуумной лампе, таких как, например, плохая стабильность из-за рассеивания тепла. Очевидным решением был транзистор, но транзистор появился на свет в 1960 году. Первые доступные коммерческие транзисторы имели очень плохие высокочастотные характеристики и очень далеко не удовлетворяли требованиям линейки продуктов HP Signal Sources. Поэтому, чтобы компенсировать эту слабость, подразделение HPA компании Hewlett Packard сделало значительные инвестиции в исследования и разработки для производства СВЧ-транзисторов с наивысшими характеристиками на рынке в течение 60-х годов.Исследования и разработки подразделения HPA не ограничивались транзисторами, поэтому довольно быстро подразделением HPA была произведена полная линейка современных микроволновых компонентов. Барьер Шоттки, PIN, шаговое восстановление и диоды IMPATT для использования не только в приборах HP, но и в бытовых, промышленных и высоконадежных приложениях.

Это собственное технологическое мастерство было бы большим подспорьем для HP в 70-е годы, чтобы сохранить свое лидерство, несмотря на растущую конкуренцию.Ноу-хау HP в области дискретных компонентов естественным образом перерастет в отрасль интегральных схем и окажет значительное влияние на линейку продуктов Signal Sources и на новое производство компьютеров HP вплоть до конца века.

1962, последняя эволюция клистронного осциллятора


Генератор сигналов HP 8614A

Генераторы сигналов HP 8614A и HP 8616A


Механическая сложность осциллятора клистрона нашла свое последнее достижение с генераторами сигналов 8614A и 8616A, представленными в 1962 и 1963 годах соответственно.

Модель 8614A была описана в выпуске журнала Hewlett Packard Journal за июль 1963 года. Он работает в диапазоне от 800 до 2400 мегациклов, а 8616A, представленный в каталоге 1963 года, охватывает от 1800 до 4500 мегациклов. Оба генератора обеспечивают выходную мощность РЧ, которая является практически постоянной (в пределах ± 0,5 дБ) во всем их диапазоне, а частота и затухание устанавливаются на цифровых дисках с прямым считыванием. Плоский выходной сигнал достигается с помощью автоматической внутренней системы выравнивания и устраняет необходимость в повторной настройке выходной мощности при каждом изменении частоты, что упрощает выполнение многих измерений.

Точность, стабильность и воспроизводимость клистронных генераторов с резонаторной настройкой в ​​решающей степени зависели от качества их механической конструкции и конструкции. Механические соединения с элементами управления на передней панели сначала включали настройку плунжера полости и обычно требовали нелинейного механизма. В резонаторе 8614A, показанном ниже, использовался кулачковый привод, чтобы соответствовать кривой настройки клистрона.

, вид изнутри
HP 8614A

Недостаточно стабильна? … Закрой !

Вернувшись в шестидесятые годы и ожидая, пока транзистор улучшит свои высокочастотные характеристики, было потрачено много инженерных усилий на разработку схем, чтобы компенсировать слабость вакуумной лампы.
Первым шагом было найти способ повысить стабильность и точность существующих генераторов сигналов, и это было целью синхронизатора 8708A, анонсированного в 1966 году.

Синхронизатор HP 8708A

Синхронизатор HP 8708A — это стабилизатор частоты с фазовой синхронизацией, который позволяет получить стабильность кварцевого генератора в генераторе сигналов 606B или 608F.Фазовая синхронизация устраняет микрофонный эффект и дрейф, в результате чего стабильность частоты составляет 2 x 10E-7 за 10 минут, что в 250 раз больше, чем у автономного генератора HP 608. 8708A включает сверхтонкий верньер частоты, который может настраивать опорный генератор в диапазоне +/- 0,25%, обеспечивая возможность установки частоты до 2 частей на 10E7. Это обеспечивает очень стабильный, но настраиваемый генератор сигналов для удовлетворения критических характеристик, требуемых SSB и узкополосным приемником. Значительные преимущества однополосной передачи уступили классической AM к концу шестидесятых.

УКВ-генератор HP 3200B

УКВ-генератор HP 3200B


Одним из последних генераторов VHF, в которых использовались только электронные лампы, был 3200B, произведенный HP в 1966 году. HP 3200B представлял собой недорогую очень упрощенную версию генератора 608 для тестирования приемников и усилителей, а также управляющих мостов, щелевых линий, антенн и сетей фильтров.

Модель 3200B может также использоваться в качестве гетеродина для гетеродинных детекторных систем и в качестве источника маркеров для систем с качающейся частотой. 3200B покрывает диапазон частот от 10 до 500 МГц в шести диапазонах. Максимальная выходная мощность составляла 25 милливатт на частотах до 500 МГц, а диапазон ослабления 120 дБ был достигнут с помощью аттенюатора Waveguide-Beyond-Cutoff. Дополнительный пробник-удвоитель частоты HP 13515A обеспечивает дополнительный частотный диапазон от 500 до 1000 МГц.

Анимационный дисплей: панорамный вид главного генератора HP 3200B

Генератор HP 8601A — Подметально-уборочная машина

Генератор-подметально-уборочная машина HP 8601A

HP 8601A — это, прежде всего, генератор развертки, но развитие транзисторной технологии 1969 года дало ему некоторые характеристики генератора сигналов, которые начали конкурировать с предыдущими источниками сигналов на электронных лампах.


В каталоге 1969 года HP 8601A представлен как универсальный широкополосный источник «Два инструмента в одном». Охватывая от 100 кГц до 110 МГц, генератор / подметальная машина 8601A сочетает в себе высокую линейность и равномерность прецизионной подметальной машины с точностью частоты генератора сигналов и широким диапазоном калиброванных уровней мощности.

В качестве генератора сигналов 8601A предлагает отличные характеристики CW с точностью +/- 1% от точности набора частоты и широкий диапазон плавно регулируемых уровней выходной мощности с точностью до +/- 1 дБ от +13 до -110 дБмВт.Измеритель выходной мощности откалиброван как в дБм, так и в среднеквадратичном значении вольта на 50 Ом.

В качестве подметальной машины HP 8601A будет более подробно описан в главе 4 данного «Краткого обзора» по источнику и генератору сигналов.

Как показано на рисунке ниже, 8601A — один из первых приборов HP, в котором реализована идеальная модульная конструкция. Уменьшение размеров компонентов и разработка первого поколения тонкопленочных гибридных микросхем на сапфировой подложке позволили упаковать ВЧ секции прибора в отдельные модули.Получились два основных преимущества. Во-первых, утечку радиопомех можно снизить на крайне низком уровне, проложив между модулями экранированные линии передачи. Утечка радиопомех генератора / подметальной машины была настолько низкой, что при измерениях чувствительности приемника он мог обеспечивать входные уровни всего одного микровольта без ухудшения радиопомех. Во-вторых, модульная упаковка упрощает поиск и устранение неисправностей и обслуживание; неисправные модули можно было обнаружить и быстро заменить.

Генератор / подметально-уборочная машина HP 8601A, вид изнутри

Генератор сигналов HP 8654A и сопутствующий синхронизатор / счетчик
HP 8655A

Генератор сигналов HP 8654A


и синхронизатор HP 8655A

Модель 8654A — это компактный недорогой твердотельный генератор сигналов, который обеспечивает автоматически выравниваемую мощность от +10 до -130 дБмВт в диапазоне частот от 10 до 520 МГц.

Модель 8654A была представлена ​​в каталоге 1972 года. Синхронизатор 8655A был представлен четырьмя годами позже, в 1976 году. Комбинация этих двух приборов была недорогим решением, приближающимся к характеристикам HP 8640, представленного в 1973 году.

HP 8654A был первым полностью транзисторным генератором сигналов HP 608. Это можно рассматривать как следующий шаг на пути перехода от вакуумной лампы к транзистору в конструкции источников сигнала. Углубленный анализ поэтапного развития различных схем, используемых в генераторе сигналов, был проведен на Семинаре по генераторам сигналов 1974 года.»Копию книги в формате PDF можно загрузить по ссылке ниже.

1974 Семинар по генераторам сигналов

Очень полный анализ достижений в конструкции генераторов сигналов от 608 до 8640 и в конструкции синтезаторов от 5100 до 8660 был сделан на семинаре по генераторам сигналов 1974 года. В документе перечислены преимущества и недостатки различных технологий генерации радиочастотных сигналов, доступных в 1974 году.Обсуждаются различные подходы, от задающего генератора до выходного разъема, и анализируется их влияние на конечные характеристики.

PDF-файл семинара по генераторам сигналов 1974 г. (90 страниц, 12,6 мес.)

1973: HP 8640 … Еще один шаг вперед


Фотография с семинара по генераторам сигналов HP 1974 г.
Предоставлено Hewlett-Packard Company

Это изображение взято из «Семинара по генераторам сигналов» 1974 года, которое можно загрузить по ссылке выше.Он был прокомментирован следующим текстом:

«Чтобы наглядно проиллюстрировать, как далеко продвинулась конструкция генератора сигналов за последнее десятилетие, вот оборудование, замененное или частично замененное новым высокопроизводительным генератором сигналов HP 8640B плюс удвоитель частоты. (Слева направо, сверху вниз: функция 204 генератор, счетчик 5300, синхронизатор 8708A, генератор сигналов 606, генераторы сигналов AM 612 и 608 и генератор сигналов FM 202.) «

1973: HP 8640, твердотельный генератор сигналов УКВ


для строгих требований 1970-х годов

В 1973 году, в течение примерно 20 лет, знакомый генератор сигналов на вакуумных лампах HP 608 был первым выбором для критических ВЧ-испытаний.С самого начала программа 8640 была направлена ​​на создание твердотельного генератора, который, как минимум, соответствовал бы характеристикам в непрерывном режиме старых ламповых генераторов. Спектральная чистота генератора на электронных лампах и отсутствие эффектов старения, характерных для твердотельных генераторов, были объединены в новом генераторе сигналов 450 кГц — 550 МГц вместе с высококачественными возможностями ЧМ и АМ в дополнение к CW.

HP 8640B — Генератор сигналов CW, AM, FM

Схема HP 8640A / B

Блок-схема генератора сигналов модели 8640A / B показана ниже.Генератор ВЧ всегда работает в диапазоне 230–550 МГц, что позволяет использовать резонансный контур с высокой добротностью. Переключаемые твердотельные делители частоты дают нижние диапазоны до 450 кГц. Цепи счетчика
и фазовой синхронизации есть только в модели 8640B: в остальном модели 8640A и 8640B идентичны.
Версия B модели 8640 может синхронизировать свою выходную ВЧ частоту с внутренним или внешним опорным кристаллом, чтобы уменьшить дрейф. Он также содержит встроенный счетчик, который может отображать выходную частоту (счетчик также может использоваться для измерения частот внешнего сигнала до 550 МГц).

Блок-схема HP 8640 — Из номера журнала Hewlett Packard Journal за февраль 1973 г.
Предоставлено Hewlett-Packard Company

Мастер-осциллятор полости рта HP 8640
Из февральского выпуска журнала Hewlett Packard Journal за 1973 год
Предоставлено Hewlett-Packard Company

Сердце HP 8640

Коаксиальный резонансный генератор является сердцем этого прибора.Активное устройство представляет собой малошумящий транзистор НР-21, работающий по схеме с общей базой, смещенный источником тока.
Резонатор имеет длину менее 1/4 длины волны, поэтому короткое замыкание на нижнем конце приводит к тому, что противоположный конец, рядом с настроечным плунжером, кажется индуктивным. Емкость между коническим настроечным плунжером и центральной стойкой резонирует с результирующей индуктивностью на выбранной частоте. Перемещение плунжера изменяет емкость и, таким образом, изменяет резонансную частоту. Варакторные диоды включены последовательно с емкостью между торцевой крышкой варактора и плунжером; Общая емкость, образованная таким образом, параллельна емкости поршня.

Обратная связь для колебаний осуществляется коллекторным и эмиттерным контурами, магнитно связанными через резонатор. АРУ, необходимая для стабильной генерации, достигается путем модуляции угла проводимости с помощью самосмещения, создаваемого выпрямлением в переходе база-эмиттер генератора.

Анимационный дисплей: панорамный вид генератора сигналов HP 8640B

Используйте колесо прокрутки для увеличения / уменьшения масштаба

Щелкните и перетащите, чтобы просмотреть другие части изображения при увеличении

Генератор сигналов 8640B, вид снизу и изнутри

Гибридная технология HP в начале 70-х годов

Тонкопленочный усилитель мощности на гибридной микросхеме модели 8640B расположен в верхнем левом углу (красная стрелка) увеличиваемой фотографии, показанной выше.На фото ниже показана эта схема в разомкнутом корпусе. Это делается путем нанесения тонкопленочных элементов на сапфировую подложку и соединения транзисторных и диодных чипов с пленкой. В технологии использовались микросхемы конденсаторов, микросхемы усилителя ВЧ-транзисторов и дорожки индуктивности, как показано на рисунке. Общий размер подложки составляет 18 x 11 миллиметров.

Используйте колесо прокрутки для увеличения / уменьшения масштаба

Щелкните и перетащите, чтобы просмотреть другие части изображения при увеличении

Генератор сигналов 8640B, вид снизу и изнутри

Генератор сигналов, специальные указания по применению

Четыре примечания по применению, посвященные измерениям генератора сигналов, были опубликованы в помощь инженеру, использующему HP 8640.Сканы этих оригинальных публикаций доступны на странице AN этого веб-сайта. Найдите AN 170-1, AN 170-2, AN 171-1 и AN 171-2.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *