2В) 5. Работа самовозбуждающегося мультивибратора (схема, принцип работы)

Транзисторная схема самовозбуждающегося мультивибратора (рис.9.10,) выполняется с резисторно-емкостными связями цепей коллектор—база. Если на МВ подать напряжение питания, то из-за разброса параметров транзисторов VТ1 и VТ2 их токи базы будут неодинаковы. Предположим, ток в коллекторной цепи транзистора VТ1 возрастает, тогда повысится потенциал на коллекторе VТ1 (точка K₁) и на базе через конденсатор С₂ транзистора VТ2 начнет закрываться транзистор VТ2, снизится потенциал на его коллекторе (точка K₂) и базе транзистора VТ1.

С понижением потенциала на коллекторе VТ2 (точка K₂) начнется заряд конденсатора _С1 от источника Е_К, (по цепи, показанной на рисунке штриховой линией с одной стрелкой) вследствие чего возрастает ток базы I_Б1 транзистора и увеличивается ток коллектора I_К1. Таким образом, асимметрия схемы, обусловленная разбросом параметров, привела к открыванию транзистора VТ1 и полному закрыванию транзистора VТ2. Этому состоянию схемы соответствует момент времени t₀ (рис. 9.11). Как только откроется транзистор VТ1 и появится коллекторный ток, возрастает потенциал U_К1 коллектора, конденсатор С₂ начнет разряжаться (по цепи, показанной штриховой линией с двумя стрелками). При разряде напряжений напряжение на конденсаторе С2 уменьшается, следовательно, потенциал UБ2базы транзистора VТ2 стремится к нулю. К моменту времени _t1 напряжение U_Б2 = 0, транзистор VТ2 отпирается, в коллекторной цепи появляется ток I_К2, а потенциал U_К2 возрастает. Перепад напряжения, возникающий на коллекторе, подается через конденсатор С₁ на базу транзистора VТ1 и закрывает его, а напряжение U_К1 на коллекторе транзистора VТ1 скачком уменьшается. Это изменение (перепад) напряжения через конденсатор С₂ подается на базу транзистора VТ2 и еще больше способствует его открыванию. Таким образом, схема окончательно переходит в состояние, при котором транзистор VТ2 полностью открывается, а VТ1 закрывается. После этого в интервале времени t₁–t₂ происходит разряд конденсатора С₁ по цепи, аналогичной цепи разряда конденсатора С₂ в течение времени τ= R_Б1С₁, и схема принимает исходное состояние. В дальнейшем процесс повторяется. Мультивибратор переходит из одного состояния в другое в момент достижения базовым напряжением (см. рис. 9.11) нулевого уровня. Например, к моменту времени t₂ заканчивается разряд конденсатора С₁, потенциал базы транзистора VТ1 достигает нулевого уровня, вследствие чего он открывается, а VТ2 закрывается (потенциал U_К2 скачком уменьшается). В результате на выходах 1 и 2 мультивибратора создаются непрерывные серии импульсов, длительность которых определяется временем разряда конденсатора, включенного между коллектором открытого и базой закрытого транзисторов:

t_и1≈0,7 R_Б2С₂; t_и2≈0,7 R_Б1С₁

3В) 6. Работа блокинг-генератора (схема, принцип работы) Блокинг-генератор с самовозбуждением

Б локинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме, простейшая схема которого приведена рис. 9.27, а, состоит из транзистора VT, импульсного трехобмоточного трансформатора Т, конденсатора С, резистора смещения R_см. Обмотка w₁ представляет коллекторную нагрузку транзистора VT; w₂ — выходная обмотка и w₃ — обмотка обратной связи. При подаче напряжения коллекторный ток, который, протекая через обмотку w₁, создает магнитный поток, пересекающий обмотки w₂ и w₃. В обмотке w₃ наводится ЭДС, плюс которой приложен к эмиттеру, а минус через конденсатор С к базе транзистора VT. Обмотка w₃ в данном случае является источником питания эмиттерно-базовой цепи, под действием которого транзистор VT открывается и коллекторный ток лавинообразно нарастает. Также лавинообразно с крутым передним фронтом происходит нарастание выходного напряжения U_вых (рис. 9.27, б) в обмотке w₂ и на резисторе R_н. Когда транзистор открыт полностью (режим насыщения), напряжение на его коллекторе становится равным нулю и ток в первичной обмотке практически не изменятся; в это время происходит формирование вершины выходного импульса. Вследствие отсутствия изменения тока в обмотке w₁ транзистор теряет свои усилительные свойства и нарушается обратная связь коллектора с базой через обмотку _w3 (в режиме насыщения установившийся коллекторный ток не наводит ЭДС в обмотках w₂ и w₃).

На этом этапе происходит рассасывание накопленных в базе неосновных носителей электричества, которые образуют сравнительно большой базовый ток, обеспечивающий окончательный заряд конденсатора. Через небольшой отрезок времени процесс рассасывания носителей электричества в базе заканчивается, напряжение на конденсаторе С возрастает до величины, при которой начинается его разряд через резистор R_см и обмотку w₃, вызывающий запирание транзистора VT. С этого момента ток в коллекторной цепи уменьшается, вследствие чего наводится ЭДС (восстанавливается обратная связь), положительный полюс которой через конденсатор С приложен к базе, а отрицательный— к эмиттеру транзистора, т.е. в обратном направлении. Происходит форсированное запирание транзистора, при котором ток коллектора изменяется от установившегося до нуля, вызывая резкое уменьшение выходного напряжения.

Так формируется срез выходного импульса. Длительность импульса t и определяется временем, в течение которого транзистор находится в открытом состоянии. Оно зависит от индуктивности обмотки обратной связи, емкости конденсатора С и величины нагрузочного сопротивления R_н. После закрытия транзистора образуется пауза между импульсами. При этом образуется отрицательный импульс выходного напряжения в результате выброса коллекторного напряжения, вызываемого рассеиванием энергии, накопленной в трансформаторе. Длительность паузы t_п определяется временем, в течение которого происходит разряд конденсатора до напряжения, равного нулю.

После этого начинается формирование нового импульса.