Генератор представляет собой схему, которая самостоятельно генерирует переменное напряжение или ток без какого-либо ввода. Осциллятору нужен усилитель, а также обратная связь с выхода. Предоставляемая обратная связь должна быть регенеративной обратной связью, которая наряду с частью выходного сигнала содержит компонент в выходном сигнале, который находится в фазе с входным сигналом. Осциллятор, который использует регенеративную обратную связь для генерации несинусоидального выхода, называется Осциллятором релаксации .
Мы уже видели UJT релаксационный генератор. Другой тип генератора релаксации — это блокирующий генератор.
Блокирующий генератор
Блокирующий генератор — это генератор сигналов, который используется для создания узких импульсов или триггерных импульсов. Имея обратную связь с выходным сигналом, она блокирует обратную связь после цикла в течение определенного предварительно определенного времени. Эта особенность блокировки выхода , будучи осциллятором , возвращает ему имя блокирующего генератора.
В конструкции блокирующего генератора транзистор используется в качестве усилителя, а трансформатор — для обратной связи. Используемый здесь трансформатор является импульсным трансформатором . Символ импульсного трансформатора показан ниже.
Импульсный трансформатор
Импульсный трансформатор — это тот, который соединяет источник прямоугольных импульсов электрической энергии с нагрузкой. Сохранение формы и других свойств импульсов без изменений. Это широкополосные трансформаторы с минимальным затуханием и нулевым или минимальным изменением фазы .
Выход трансформатора зависит от заряда и разряда подключенного конденсатора.
Регенеративная обратная связь облегчается с помощью импульсного трансформатора. Выход может быть возвращен на вход в той же фазе путем правильного выбора полярности обмотки импульсного трансформатора. Блокирующий генератор представляет собой такой генератор, работающий вхолостую и изготовленный с использованием конденсатора и импульсного трансформатора, а также одного транзистора, который отключается в течение большей части рабочего цикла, создавая периодические импульсы.
При использовании блокирующего генератора возможны операции Astable и Monostable. Но Бистабильная операция невозможна. Давайте пройдемся по ним.
Моностабильный блокирующий генератор
Если блокирующему генератору требуется один импульс, чтобы изменить его состояние, он называется моностабильной цепью блокирующего генератора. Эти моностабильные блокирующие генераторы могут быть двух типов. Они есть
- Моностабильный блокирующий генератор с базовой синхронизацией
- Моностабильный блокирующий генератор с синхронизацией излучателя
В обоих случаях синхронизирующий резистор R управляет шириной затвора, которая при размещении в базе транзистора становится базовой схемой синхронизации, а при помещении в эмиттер транзистора становится схемой синхронизации эмиттера.
Чтобы иметь четкое понимание, давайте обсудим работу базового таймера моностабильного мультивибратора.
Транзисторный триггерный моностабильный блокирующий генератор с базовой синхронизацией
Транзистор, импульсный трансформатор для обратной связи и резистор в базе транзистора составляют схему транзисторного моностабильного блокирующего генератора с синхронизацией базы. Используемый здесь импульсный трансформатор имеет отношение витков n: 1, где базовая цепь имеет n витков на каждый виток в цепи коллектора. Сопротивление R подключено последовательно к базе транзистора, который контролирует длительность импульса.
Первоначально транзистор находится в выключенном состоянии. Как показано на следующем рисунке, VBB считается нулевым или слишком низким, что незначительно.
Напряжение на коллекторе составляет V CC , поскольку устройство выключено. Но когда на коллектор подается отрицательный триггер, напряжение снижается. Из-за полярности обмотки трансформатора напряжение коллектора падает, а напряжение базы увеличивается.
Когда напряжение от базы к эмиттеру становится больше, чем напряжение включения, т.е.
VBE>V gamma
Затем наблюдается небольшой базовый ток. Это повышает ток коллектора, который уменьшает напряжение коллектора. Это действие накапливается еще больше, что увеличивает ток коллектора и еще больше уменьшает напряжение коллектора. При действии регенеративной обратной связи, если усиление контура увеличивается, транзистор быстро насыщается. Но это не стабильное состояние.
Затем наблюдается небольшой базовый ток. Это повышает ток коллектора, который уменьшает напряжение коллектора. Это действие накапливается еще больше, что увеличивает ток коллектора и еще больше уменьшает напряжение коллектора. При действии регенеративной обратной связи, если усиление контура увеличивается, транзистор быстро насыщается. Но это не стабильное состояние.
Когда транзистор попадает в насыщение, ток коллектора увеличивается и ток базы постоянен. Теперь ток коллектора начинает медленно заряжать конденсатор, и напряжение на трансформаторе уменьшается. Из-за полярности обмотки трансформатора базовое напряжение увеличивается. Это в свою очередь уменьшает базовый ток. Это кумулятивное действие переводит транзистор в состояние отключения, которое является стабильным состоянием цепи.
Выходные сигналы следующие:
Основным недостатком этой схемы является то, что ширина импульса на выходе не может быть стабильной. Мы знаем, что ток коллектора
ic=hFEiB
Поскольку h FE зависит от температуры, а ширина импульса изменяется линейно, ширина выходного импульса не может быть стабильной. Также h FE зависит от используемого транзистора.
В любом случае, этот недостаток может быть устранен, если резистор установлен в эмиттере, что означает, что решением является схема синхронизации эмиттера . Когда вышеупомянутое условие происходит, транзистор выключается в цепи синхронизации эмиттера, и, таким образом, получается стабильный выходной сигнал.
Нестабильный блокирующий генератор
Если блокирующий генератор может автоматически изменять свое состояние, он называется константой блокирующего генератора. Эти блокирующие генераторы Astable могут быть двух типов. Они есть
- Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки
- RC управляемый нестабильный генератор колебаний
В управляемом диодом блокирующем генераторе Astable диод, помещенный в коллектор, изменяет состояние блокирующего генератора. В то время как в управляемом RC нестабильном блокирующем генераторе синхронизирующий резистор R и конденсатор C образуют сеть в секции эмиттера для управления синхронизацией импульсов.
Чтобы иметь четкое понимание, давайте обсудим работу блокирующего генератора с управляемым диодом Astable.
Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки
Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки содержит импульсный трансформатор в цепи коллектора. Конденсатор подключен между вторичной обмоткой трансформатора и базой транзистора. Первичный трансформатор и диод соединены в коллекторе.
Начальный импульс подается на коллектор транзистора, чтобы инициировать процесс, и оттуда импульсы не требуются, и схема ведет себя как нестабильный мультивибратор. На рисунке ниже показана схема управляемого диодом генератора нестабильной блокировки.
Первоначально транзистор находится в выключенном состоянии. Для инициирования цепи на коллектор подается отрицательный импульс запуска. Диод, анод которого подключен к коллектору, будет в состоянии обратного смещения и будет отключен при применении этого отрицательного триггерного импульса.
Этот импульс подается на импульсный трансформатор, и из-за полярности обмотки (как показано на рисунке) такое же количество напряжения индуцируется без какой-либо инверсии фазы. Это напряжение течет через конденсатор к базе, внося некоторый базовый ток. Этот базовый ток создает некоторое напряжение базы к эмиттеру, которое, когда оно пересекает напряжение включения, переводит транзистор Q 1 во включенное состояние. Теперь ток коллектора транзистора Q 1 повышается, и он подается как на диод, так и на трансформатор. Диод, который изначально выключен, теперь включается. Напряжение, которое индуцируется в первичной обмотке трансформатора, вызывает некоторое напряжение во вторичной обмотке трансформатора, с помощью которого конденсатор начинает заряжаться.
Поскольку конденсатор не будет подавать ток во время зарядки, базовый ток i B прекращает течь. Это отключает транзистор Q 1 . Отсюда состояние меняется.
Теперь диод, который был включен, имеет некоторое напряжение на нем, которое подается на первичную обмотку трансформатора, которая наводится на вторичную обмотку. Теперь ток течет через конденсатор, который позволяет конденсатору разряжаться. Следовательно, базовый ток i B протекает, снова включая транзистор. Выходные сигналы, как показано ниже.
Поскольку диод помогает транзистору изменить его состояние, эта схема управляется диодом. Кроме того, поскольку импульс запуска подается только во время инициирования, в то время как схема продолжает самостоятельно изменять свое состояние, эта схема является нестабильным генератором. Отсюда и название контролируемого диодом генератора нестабильной блокировки.
Схема другого типа использует комбинацию R и C в эмиттерной части транзистора, и она называется управляемой RC цепью нестабильного блокирующего генератора.