БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР Советский патент 1994 года по МПК H03K3/30 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к блокинг-генераторам, и может быть использовано в составе различных радиоэлектронных схем, например в управляемых преобразователях напряжения.

В ряде устройств импульсной техники возникает задача генерации импульсов с малой скважностью и управляемой частотой.

Известный блокинг-генератор выполнен на транзисторе, содержит времязадающую RC-цепь и трансформатор с первичной и вторичной обмотками, один вывод последней подключен к эмиттеру транзистора, а другой - к RC-цепи, второй конец которой подключен к базе транзистора, на которую через резистор подается управляющее напряжение [1] . При уменьшении сопротивления резистора в цепи управляющего напряжения с целью уменьшения скважности генерируемых импульсов уменьшаются как длительность, так и частота генерируемых импульсов, а при достаточно малой величине сопротивления резистора перезаряда времязадающего конденсатора не происходит и транзистор постоянно находится в состоянии насыщения, генерация срывается, добиться малой скважности генерируемых импульсов невозможно.

Большим диапазоном регулирования скважности обладает блокинг-генератор, содержащий основной транзистор, регулирующий времязадающий транзистор, времязадающий конденсатор, полупроводниковые диоды и источник питания. Один из выводов обмотки обратной связи трансформатора соединен с обкладкой времязадающего конденсатора и через полупроводниковый диод с коллектором регулирующего времязадающего транзистора, другой вывод этой обмотки через второй полупроводниковый диод соединен с базой основного транзистора, при этом база регулирующего времязадающего транзистора, вторая обкладка времязадающего конденсатора и эмиттер основного транзистора подключены к общей шине источника питания [2] .

Недостатком этого устройства является невозможность получить паузу меньше длительности импульса, так как времязадающий конденсатор заряжается через времязадающий транзистор во время паузы и при большой величине управляющего напряжения не будет перезаряда конденсатора током обмотки обратной связи, транзистор откроется, генерация прекратится.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является блокинг-генератор, выполненный на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, содержащий времязадающую цепь и трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки, а также основную и дополнительную обмотки обратной связи, последовательно с каждой из которых включены диоды. Указанная времязадающая цепь образована резистором, конденсатором, диодом, основной и дополнительной обмотками обратной связи, причем конец дополнительной и начало основной обмоток обратной связи соединены с эмиттером транзистора, база которого через резистор связана с заземленной шиной и через параллельно соединенные резистор и конденсатор - с электродом одного из упомянутых диодов, другой электрод которого подключен к основной обмотке обратной связи. Начало дополнительной обмотки соединено с концом основной обмотки обратной связи через последовательно соединенные вышеупомянутые диоды, резистор и конденсатор, общая точка последних подключена через другой диод к базе транзистора, электрически связанной с источником управляющего напряжения [3] .

Недостатком известного устройства является невозможность его работы в режиме с малой скважностью. Хотя времязадающая цепь и отделена от запускающей диодом, через который от времязадающего конденсатора подается на базу транзистора большое запирающее напряжение, формирующее переключение транзистора в запертое состояние, этого напряжения может быть недостаточно для запирания, если управляющее отпирающее смещение на базе транзистора велико, транзистор после окончания импульса остается открытым. Получить малую скважность импульсов в известном устройстве невозможно.

Целью изобретения является уменьшение скважности генерируемых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в блокинг-генераторе, выполненном на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, содержащем времязадающую цепь и трансформатор, имеющий основную и дополнительную обмотки обратной связи, последовательно с которыми включены диоды, другие электроды которых электрически соединены с источником управляющего напряжения, общая точка соединения других электродов диодов подключена через резистор к источнику управляющего напряжения, точка соединения основной обмотки обратной связи и диода подключена к базе транзистора, а свободные концы основной и дополнительной обмоток обратной связи подключены соответственно к времязадающей цепи, второй вывод которой соединен с шиной питания и эмиттером транзистора, и источнику отпирающего смещения, подключенного между выводами шин питания. Точка соединения дополнительной обмотки обратной связи и диода подключена через последовательно соединенные резистор и нелинейный элемент к общей точке основной обмотки обратной связи и времязадающей цепи.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Блокинг-генератор выполнен на транзисторе 1, эмиттер которого, например, подключен к минусовой шине 2 питания, а коллектор подключен к плюсовой шине 3 питания через первичную обмотку 4 трансформатора 5, имеющего основную 6 и дополнительную 7 обмотки обратной связи, последовательно с которыми включены диоды 8 и 9. Аноды диодов 8 и 9 подключены через резистор 10 к источнику 11 управляющего напряжения, точка соединения обмотки 6 и диода 8 подключена к базе транзистора 1, другие концы обмоток 6 и 7 подключены соответственно к времязадающей цепи 12, состоящей из последовательно включенных резистора 13 и конденсатора 14, и источнику 15 отпирающего смещения, выполненного в виде делителя напряжения на резисторах 16 и 17, включенных между шинами 2 и 3 питания. Другие выводы времязадающей цепи 12 и источника 11 управляющего напряжения подключены к минусовой шине 2 питания. Точка соединения обмотки 7 и диода 9 подключена через последовательно соединенные резистор 18 и нелинейный в виде последовательно соединенных диода 20 и стабилитрона 21, к точке соединения обмотки 6 и времязадающей цепи 12.

Источник отпирающего смещения 15 выполнен по известной схеме, например, в виде делителя напряжения на резисторах 16 и 17 и включен между шинами 2 и 3 питания. Это смещение может быть получено и иным путем. По величине оно должно быть на 0,5-1 В больше, чем напряжение на базе транзистора 1 при его отпирании.

Времязадающая цепь 12 выполнена по известной схеме в виде последовательной RC-цепи на резисторе 13 и конденсаторе 14. Для улучшения формы генерируемых импульсов времязадающая цепь 12 может быть выполнена в виде более сложных цепей, как это сделано, например, в блокинг-генератора [3] .

Нелинейный элемент 19 должен обладать односторонней проводимостью, а напряжение его отпирания в другом направлении должно быть на 0,1-0,5 В больше, чем напряжение источника 15 отпирающего смещения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 1 закрыт, а времязадающая цепь 12 заряжается через резистор 10, смещенный в прямом направлении, поэтому цепь: диод 9, обмотка 7 и источник 15 отпирающего смещения на процессы в паузе между импульсами не влияет. В момент, когда напряжение на времязадающей цепи 12 увеличится до напряжения отпирания транзистора 1, возникает его базовый ток, вызывающий появление усиленного тока коллектора. Возникает магнитный поток в сердечнике трансформатора 5 и напряжение на его обмотке 6, способствующее увеличению тока базы. Обусловленные указанными процессами быстрые изменения токов и напряжений приводят к глубокому насыщению транзистора 1. Начинается стадия формирования вершины импульса, во время которой напряжение на обмотке 7 отпирает диод 9 и запирает диод 8, тем самым разрывая цепь подачи отпирающего напряжения от источника 11 к базе транзистора 1. Для указанного переключения диодов 8 и 9 число витков обмотки 7 выбирается в 1,5-2 раза больше числа витков обмотки 6.

В стадии формирования вершины импульса времязадающая цепь 12 разряжается базовым током транзистора 1, который уменьшается до момента выхода транзистора 1 из насыщения. Возникает регенеративный процесс, который приводит к обратному опрокидыванию блокинг-генератора и запиранию транзистора 1. Времязадающая цепь 12 в этот момент времени оказывается заряженной запирающим по отношению к транзисторе 1 напряжением. Магнитный поток в сердечнике трансформатора 5 начинает уменьшаться, что вызывает появление на обмотке 7 напряжения обратного выброса, которое через резистор 18 и нелинейный элемент 19 разряжает времязадающую цепь 12. Сопротивление резистора 18 и емкость конденсатора 14 выбираются таким образом, чтобы к моменту окончания обратного выброса на конденсаторе 14 было примерно нулевое напряжение. После окончания обратного выброса напряжение на обмотках 6 и 7 исчезает, диод 9 заперт, диод 8 отпирается напряжением от источника 11 управляющего напряжения. Времязадающая цепь 12 начинает заряжаться от источника 11 управляющего напряжения через резистор 10 и диод 8. Процесс генерации импульса повторяется сначала.

Во время формирования импульса база транзистора 1 отключена от источника 11 управляющего напряжения, поэтому запирание транзистора 1 происходит и при малом сопротивлении резистора 10, когда известные устройства уже не работают. Разряд до нулевого напряжения времязадающей цепи 12 обратным выбросом подготавливает блокинг-генератор для начала нового цикла колебаний и уменьшает время паузы.

Предлагаемое устройство обладает дополнительным преимуществом. В известных устройствах уменьшение величины сопротивления резистора 10 приводит одновременно к уменьшению длительности паузы и увеличению длительности импульса, что бывает в ряде случаев нежелательно. В предлагаемом устройстве цепи управления транзистором 1 во время формирования импульса и во время паузы разделены и не влияют друг на друга, что позволяет стабилизировать длительность генерируемых импульсов.

Предлагаемый блокинг-генератор позволяет значительно уменьшить скважность генерируемых импульсов. (56) 1. Мэндл М. , 200 избранных схем электроники, М. , Мир, 1980, с. 95, рис. 4.9.

2. Авторское свидетельство СССР N 356759, кл. Н 03 К 3/30, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР N 304678, кл. Н 03 К 3/30, 1970.

1. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, содержащий времязадающую цепь и трансформатор, имеющий основную и дополнительную обмотки обратной связи, последовательно с каждой из которых включены диоды, другие электроды которых электрически соединены с источником управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения скважности генерируемых импульсов, общая точка соединения других электродов диодов подключена через резистор к источнику управляющего напряжения, точка соединения основной обмотки обратной связи и диода подключена к базе транзистора, а другие выводы основной и дополнительной обмоток обратной связи подключены соответственно к времязадающей цепи, второй вывод которой соединен с шиной питания и эмиттером транзистора, к источнику отпирающего смещения, подключенного между выводами шин питания. 2. Блокинг-генератор по п. 1, отличающийся тем, что точка соединения дополнительной обмотки обратной связи и диода подключена через последовательно соединенные резистор и нелинейный элемент к общей точке основной обмотки обратной связи и времязадающей цепи.