Как работает генератор на транзисторе: Блокинг-генератор

3.3 Блокинг-генераторы

3.3 Блокинг-генераторы

Блокинг-генератор представляет собой однокаскадный релаксационный генератор кратковременных импульсов с сильной индуктивной положительной обратной связью, создаваемой импульсным трансформатором. 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 нс до нескольких сотен мкс. Обычно блокинг-генератор работает в режиме большой скважности, т. е. длительность импульсов много меньше периода их повторения. Скважность может быть от нескольких сотен до десятков тысяч. Транзистор, на котором собран блокинг-генератор, открывается только на время генерирования импульса, а остальное время закрыт. Поэтому при большой скважности время, в течении которого транзистор открыт, много меньше времени, в течении которого он закрыт. Тепловой режим транзистора зависит от средней мощности, рассеиваемой на коллекторе. Благодаря большой скважности в блокинг-генераторе можно получить очень большую мощность во время импульсов малой и средней мощности.

При большой скважности блокинг-генератор работает весьма экономично, так как транзистор потребляет энергию от источника питания только в течении небольшого времени формирования импульса. Так же, как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в автоколебательном, ждущем режиме и режиме синхронизации.

Блокинг-генераторы могут быть собраны на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или по схеме с ОБ. Схему с ОЭ применяют чаще, так как она позволяет получить лучшую форму генерируемых импульсов (меньшую длительность фронта), хотя схема с ОБ более стабильна по отношению к изменению параметров транзистора.

Схема блокинг-генератора показана на рисунке 3.3.1

Рисунок 3.3.1 Блокинг-генератор

Работу блокинг-генератора можно разделить на две стадии. В первой стадии, занимающей большую часть периода колебаний, транзистор закрыт, а во второй — транзистор открыт и происходит формирование импульса. Закрытое состояние транзистора в первой стадии поддерживается напряжением на кондере С1, заряженным током базы во время генерации предыдущего импульса. В первой стадии кондер медленно разряжается через большое сопротивление резика R1, создавая близкий к нулевому потенциал на базе транзистора VT1 и он остается закрытым.

Когда напряжение на базе достигнет порога открывания транзистора, он открывается и через коллекторную обмотку I трансформатора Т начинает протекать ток. При этом в базовой обмотке II индуктируется напряжение, полярность которого должна быть такой, чтобы оно создавало положительный потенциал на базе. Если обмотки I и II включены неправильно, то блокинг-генератор не будет генерировать. Значится, концы одной из обмоток, неважно какой, необходимо поменять местами.

Положительное напряжение, возникшее в базовой обмотке, приведет к дальнейшему увеличению коллекторного тока и тем самым — к дальнейшему увеличению положительного напряжения на базе и т. д. Развивается лавинообразный процесс увеличения коллекторного тока и напряжения на базе. При увеличении коллекторного тока происходит резкое падение напряжения на коллекторе.

Лавинообразный процесс открывания транзистора, называющийся прямым блокинг-процессом, происходит очень быстро, и поэтому вовремя его протекания напряжение на конденсаторе С1 и энергия магнитного поля в сердечнике 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 этап формирования вершины импульса, во время которого рассасываются неосновные носители, накопленные в базе, и конденсаторе С1 заряжается базовым током.

Когда напряжение на базе постепенно приблизится к нулевому потенциалу, транзистор выходит из режима насыщения и тогда восстанавливаются его усилительные свойства. Уменьшение тока базы вызывает уменьшение тока коллектора. При этом в базовой обмотке индуктируется напряжение, отрицательное относительно базы, что вызывает ещё большее уменьшение тока коллектора и т. д. Образуется лавинообразный процесс, называемый обратным блокинг-процессом, в результате которого транзистор закрывается. Во время этого процесса формируется срез импульса.

Так как за время обратного блокинг-процесса напряжение на конденсаторе С1 и энергия магнитного поля в сердечнике не успевают измениться, то после закрывания транзистора положительное напряжение на коллекторе продолжает расти и образуется характерный для блокинг-генератора выброс напряжения, после которого могут образоваться паразитные колебания.

Обратный выброс напряжения значительно увеличивает напряжение на коллекторе закрытого транзистора, создавая опасность его пробоя. Отрицательные полупериоды паразитных колебаний, трансформируясь в базовую цепь, могут вызвать открывание транзистора, т. е. ложное срабатывание схемы.

Для ограничения обратного выброса включают «демпферный» диод VD1. Во время основного процесса диод закрыт и не влияет на работу блокинг-генератора. Диод VD1 включается параллельно коллекторной обмотке трансформатора.

Опосля всех этих процессов происходит восстановление схемы в исходное состояние. Это и будет промежуток между импульсами. Процесс, так сказать, молчания заключается в медленном разряде кондера С1 через резик R1. Напряжение на безе при этом медленно растет, пока не достигнет порога открывания транзистора и процесс повторяется.

Период следования импульсов можно приближенно определить по формуле:

Tи≈(3÷5)R1C1

принцип работы и устройство прибора

Блокинг-генератор применяется в электротехнике и электронике для возникновения внушительных, но коротких во времени сигналов-импульсов с резким фронтом и существенным отношением периода повторения импульсов к их длительности (скважность). В настоящем применяются в экранах электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).

Пример блокинг-генератора

Принцип работы

По своей сути, блокинг генератор является усилителем (генератором), собранным на базе транзисторов, расположенных в один каскад. Область применения узка: источник внушительных, но скоротечных по времени (продолжительность от тысячных долей до нескольких десятков мкс) сигналов-импульсов с большой индуктивной плюсовой обратной связью. Скважность – больше 10 и может доходить до нескольких десятков тысяч в относительных величинах. Наблюдается серьезная резкость фронтов, по своей форме практически не отличающихся от геометрически правильных прямоугольников.

Усилитель, используемый для изготовления блокинг-генератора, находится в открытом положении исключительно в период формирования сигнала-импульса. На всё остальное время – закрывается. Отсюда следует, что при большой величине отношения периода повторения импульсов к их длительности усилительный элемент находится в открытом положении существенно меньшее количество времени, чем в закрытом. У усилителя существует тепловой режим. В данном случае он напрямую связан со средней мощностью, отдающейся коллектором. За счёт высокой величины скважности при работе устройства получают существенную мощность в течение сигнала малой мощности.

Принципиальная схема для сборки блокинг-генератора

Существенная величина скважности блокинг-генератора позволяет ему работать в экономичном режиме, т.к. энергия требуется усилителю только во время открытого положения (время формирования сигнала). Основные режимы работы: автоколебательный и ждущий. Рассмотрим их подробнее.

Автоколебательный режим

Чаще всего блокинг-генератор собирается на усилительных элементах – транзисторах, включаемых по двум основным схемам:

  • с общим эмиттером;
  • с общей базой.

Первая встречается чаще, т.к., имея меньшую длительность фронта, есть возможность сгенерировать предпочтительную форму сигналов. Вторая схема менее подвержена колебаниям характеристик усилителей.

Автоколебательный режим

Рабочий процесс рассматриваемого устройства делится на 2 стадии:

  • закрытое положение транзистора, занимает основное время периода колебаний;
  • транзистор в открытом положении, сигнал-импульс проходит стадию формирования.

У конденсатора С1 происходит заряд током источника в течение образования импульса. За счёт этого С1 обеспечивает закрытое положение усилительного элемента. Во время данной стадии у конденсатора С1 происходит неспешная разрядка через существенное сопротивление резистора R1. При этом на базе диода VT1 создается около нулевой потенциал, что не позволяет ему открыться.

При достижении порога напряжения открытия у усилительного элемента происходит процесс открывания, и сквозь обмотку I, называющуюся коллекторной, трансформатора Т потечёт ток. В этот момент в основной или базовой обмотке II происходит индукция потенциала. Полярность должна быть такова, чтобы образующееся на базе транзистора напряжение имело положительную полярность. В случае ошибочного подключения обмоток трансформатора устройство генерировать сигналы не будет. В этом случае требуется переподключить концы одной из обмоток. Блокинг-генератор заработает.

Важно! Обвальное развитие процесса открытия транзистора имеет название прямого блокинг-процесса.

В I обмотке трансформатора появляется положительное напряжение, что ведёт к возрастанию различных токов и, следовательно, продолжению снижения напряжения коллектора и базы усилителя. Совершается резкое нарастание коллекторного тока и напряжения на усилительном элементе. В следующий момент напряжение падает почти до нуля, и устройство переходит в режим насыщения.

Важно! Обвальное развитие процесса закрытия транзистора имеет название обратного блокинг-процесса.

Открытие усилителя происходит практически мгновенно, поэтому в течение всего этого времени потенциал конденсатора С1 и величина энергии в трансформаторе практически не претерпевают изменений. Фронт импульса сформирован.  Происходит образование вершины импульса, конденсатор С1 начинает заряжаться.

Выход усилительного элемента из режима насыщения означает, что ток у коллектора опять начинает зависеть от количества накопленного в базе транзистора заряда, а базовый ток уменьшается. Усилительные свойства транзистора начинают восстановление. В этот момент в первичной обмотке трансформатора формируется отрицательное относительно транзистора напряжение. Данный процесс ведёт к продолжению уменьшения коллекторного тока. Происходит формирование среза импульса.

Усилительный элемент находится в закрытом положении.  Происходит переход в исходное состояние. Физическая суть сводится к рассеянию энергии, появившейся за период появления сигнала-импульса в различных реактивных частях схемы. Так как здесь разность потенциалов на конденсаторе и величина энергии в трансформаторе не изменились, то закрытие транзистора провоцирует рост напряжения на коллекторе. В этот момент у блокинг-генератора происходит выброс напряжения. В некоторых случаях появляются паразитные колебания.

Ти » (3 – 5) R1С1 – таким выражением характеризуется автоколебательный режим.

Ждущий режим

При ждущем режиме работы рассматриваемого устройства генерация сигналов происходит только с помощью внешнего воздействия – на вход необходимо подать произвольные запускающие импульсы.

Ждущий режим работы

В начальном состоянии усилительный элемент закрывается отрицательным смещением на базе, и лавинообразное развитие процесса открытия транзистора начнется исключительно только после подачи противоположного по знаку импульса соответствующей амплитуды на базу.

Появление импульса происходит по полной аналогии автоколебательного режима, рассмотренного выше. Конденсатор С1 разряжается до изначального напряжения базы. Далее транзистор остается в закрытом состоянии до появления последующего запускающего импульса. Длительность сигналов, а также их форма, исходящих от рассматриваемого устройства, находятся в полной зависимости от параметров собранной схемы.

Чтобы цепь запуска не оказывала никакого воздействия на работу находящего в ждущем режиме блокинг-генератора, в представленной схеме присутствует специальный разделительный диод VD2. Его задачей является закрытие сразу за окончанием процесса открывания транзистора. Это действие обрывает связь между внешним источником и интересующим нас устройством. Допускается добавлять в расчёт представленной схемы эмиттерный повторитель.

Таким образом, подытоживаем принцип работы блокинг генератора на полевом транзисторе: если при исчезновении напряжения на базе транзистора условия, требуемые для повторения цикла без внешнего воздействия, не исполняются, то этот режим работы называется ждущим. Если же при исчезновении напряжения там же начинается новый цикл по образованию нового импульса без привлечения внешнего источника, то режим работы схемы автоколебательный.

Видео

Генератор на транзисторах — Справочник химика 21

    Основным элементом потенциостата является усилитель постоянного тока с преобразованием постоянного тока в переменный на входе и обратным преобразованием на выходе усилителя. Преобразование на входе осуществляется генератором (транзистор Ti), колебательный контур которого состоит из катушки индуктивности Li и емкостей стабилитронов (Дг—Дз), работающих как электрически управляемые конденсаторы-вари-конды. Напряжение разбаланса изменяет емкость стабилитронов и амплитуду генерируемого транзистором напряжения. Таким образом, на входе усилителя происходит преобразование сигнала рассогласования в соответствующее значение амплитуды генерируемого напряжения. Входное сопротивление преобразователя не ниже 10 ом. Усиление напряжения генерации про- [c.213]
    Другим типичным режимом работы транзисторов является импульсный (ключевой) режим, когда требуется получить скачки тока или напряжения от минимального до максимального значения. В этом режиме, за исключением моментов скачка (переключения), транзистор находится в одном из двух устойчивых состояний — в закрытом состоянии, характеризуемым практически нулевым выходным током /к (точнее, тепловым током /о коллекторного р-п-перехода) и максимальным напряжением Е, либо в открытом (насыщенном) состоянии с максимумом тока /к и минимумом напряжения (точка А). Такой режим работы широко используется в генераторах импульсных напряжений, в цифровых логических и запоминающих устройствах ЭВМ, в электронных переключателях. [c.30]

    Полупроводниковые генераторы СВЧ-колебаний [14, 15] используют в качестве активных элементов следующие полупроводниковые приборы лавинно-пролетные диоды, диоды Ганна, туннельные диоды, параметрические приборы, СВЧ-транзисторы и др. Полупроводниковые генераторы имеют общеизвестные преимущества [c.110]

    Рассмотрим кратко принцип действия и построения СВЧ-гене-раторов, типичных для средств радиоволнового неразрушающего контроля. В состав каждого из таких генераторов входят (рис. 4.3, 4.4) активный элемент, поддерживающий СВЧ-колебания (диод, транзистор, клистрон или др.) резонансная система Р, определяющая частоту СВЧ-колебаний (резонатор, отрезок волновода или длинной линии и т. д.), и стабилизированный блок питания СБП, создающий одно или несколько напряжений постоянного, переменного или импульсного напряжения. Помимо этих основных блоков в генераторе может быть модулятор МЛ, изменяющий амплитуду колебаний, и блок управления частотой колебаний механическим или электрическим путем БУЧ. [c.111]

    К третьей группе СВЧ-генераторов относятся полупроводниковые приборы на базе СВЧ-транзисторов. Диапазон генерируемых частот составляет единицы ГГц. Перестройка частоты осуществляется подбором индуктивности и сопротивлений в цепях питания. Основными преимуществами являются малое значение питающих напряжений и токов и возможность конструктивного исполнения в микрополосковых линиях. [c.426]

    Пилообразное напряжение приложено к переходу база — эмиттер усилителя-формирователя (транзистор Гг), на коллекторе которого выделяются прямоугольные импульсы. Эти импульсы через разделительную емкость С5 поступают на вход ждущего блокинг-генератора. Запускающий импульс блокинг-генератора открывает симистор Ди, в результате чего возникает напряжение на нагрузке. [c.100]


    При подаче напряжения сети 220 В на вход питание поступает на трансформатор ТРу и выпрямитель Д1—Д4-При замкнутом контакте Ру-2 конденсатор Су заряжается до 10 В от выпрямителя Дз. Выпрямитель Дэ—Дю подает положительные полуволны частотой 100 Гц на базу транзистора Ту (рис. 2-6,а), который с конденсатором i образует генератор пилообразного напряжения (рис. 2-6,6). [c.103]

    Прямоугольные импульсы передним фронтом запускают блокинг-генератор, собранный на транзисторе Г4 и на импульсном трансформаторе ГРг- [c.104]

    Для анализа технических продуктов применяют реактивы с маркой чда , в которых примеси могут быть в количестве от 10 5 до 0,4%. Аналитические работы при научных исследованиях требуют еще более чистых реактивов — марки хч , где содержание примесей должно быть в пределах от 5-10 до 5-10 2%. До последнего времени такая степень чистоты вполне удовлетворяла химиков-аналитиков и производственников. Современная техника предъявляет высокие требования к чистоте новых материалов, применяющихся в производстве транзисторов, квантовых генераторов, топливных элементов счетно-решающих устройств и т. д. Некоторые материалы должны иметь не более 1 атома примесей на 10 атомов основного вещества. Возникла необходимость иметь особо чистые вещества оч , в которых не должно быть примесей больше 10 %. [c.6]

    Нарушение линии блокировки переводит транзистор Т1 в режим отсечки коллекторного тока, в результате чего реле РЗ обесточивается и выдает своими контактами сигнал тревоги на пульт централизованного наблюдения. Одновременно реле РЗ включает релаксационный генератор и реле выдержки времени звукового сигнала тревоги. Сигнальная лампа, подключенная к прибору, загорается пульсирующим светом, а длительность звучания звукового сигнализатора, определяемая реле выдержки времени, составляет 1,5 ,5 мин. [c.15]

    Полупроводниковый триод (транзистор) используется в преобразователе как генератор переменного напряжения, которое трансформируется в высокое напряжение с последующим умножением и выпрямлением. Преобразователь с полупроводниковым триодом (рис. 3. 14) работает следующим образом. [c.123]

    В качестве средств регулирования генераторов НД-5000/2500 использованы электромашинные усилители ЭМУ-25 и для генераторов НД-1500/750, НД-1000/500— выходные блоки на мощных полупроводниковых приборах или магнитных усилителях. Устройство осуществляет также сигнализацию отклонений и отсчет времени процесса нанесения покрытий. Конструктивно комплекс автоматических приборов оформлен в виде трех самостоятельных блоков—реверсирования, в котором применены транзисторы, регулирования средней плотности тока и реле времени, а также управляемого источника тока для возбуждения генератора, питающего ванну. Задающей частью для реверсирования служит несимметричный мультивибратор на двух транзисторах. Реле времени представляет ионное реле с регулируемой длительностью импульсов. От импульсного реле работает шаговый искатель, щетка которого, совершив полный оборот, отключает и дает сигнал об окончании процесса. 202 [c.202]

    Для ионных счетчиков и фотоумножителей требуются высокие напряжения при малом токе (несколько киловольт при токе менее чем 1 мА). Эти требования могут быть удовлетворены при использовании генератора (который обсуждается ниже), дающего переменный ток с частотой в несколько сотен килогерц. Напряжение на выходе можно очень сильно увеличить применением трансформатора с воздушным сердечником и выпрямителя. Требования к фильтрам при такой частоте легко удовлетворяются. Сейчас созданы генераторы на двух мощных транзисторах с трансформатором и выпрямителем в одном корпусе. [c.559]

    Ультразвуковые генераторы на транзисторах конструируют как по схеме с независимым возбуждением, так и но схеме с самовозбуждением каждый каскад усиления таких генераторов работает в режиме переключения. При мощности 50—100 вт используют двухтактную схему, [c.67]

    В годы второй мировой войны в связи с потребностями радиолокационной техники были разработаны детекторы из германия и кремния. Исследование этих полупроводниковых материалов привело американских ученых Бардина и Браттейна в 1948 г. к созданию транзистора, теория которого была разработана В. Шокли. С этого времени начинается промышленный выпуск многих типов полупроводниковых приборов и, в первую очередь, диодов,, усилительных триодов, мощных выпрямителей, индикаторов излучения, а также преобразователей световой и тепловой энергии в электрическую. За последние годы на основе полупроводников созданы магниточувствительные приборы, измерители механических деформаций, излучатели света и в том числе квантовые генераторы — лазеры, позволяющие получать направленный луч света высокой интенсивности. Одним из весьма перспективных направлений является использование полупроводников в качестве управляемых катализаторов химических реакций. [c.10]


    Генераторы этого типа дают короткие импульсы с большой скважностью. Их недостатком является низкий КПД 30—40%), что объясняется большими потерями в токоограничивающих резисторах 2. Длительность и частота импульсов зависят от емкости и сопротивления контура и могут регулироваться лишь крупными ступенями. Более гнбш схемы, в которых начало разряда обусловливается работой специального коммутирующего устройства, нормально запирающего разрядную цепь и отпирающего ее в нужное время (рис. 9.6). Таким путем можно получать короткие импульсы большой мощности и большой скважности, но с высокой частотой следования, обеспечивающие большую производительность при высоком классе чистоты обрабатываемой поверхности. В качестве коммутирующих элементов могут служить тиратроны, электронные лампы, тиристоры и транзисторы. [c.367]

    ИНДИЯ АНТИМОНИД InSb, серые крист, с металлич. блеском Гпл 546 °С в воде и орг. р-рителях не раств. Получ. сплавлением In со Sb. Полупроводниковый материал для детекторов ИК излучений, фотоэлементов, датчиков эффекта Холла, сверхвысокочастотных транзисторов. ИНДИЯ АРСЕНИД InAs, темно-серые крист, с металлич. блеском ( л 943 °С, не раств. в воде и орг. р-рителях. Получ. сплавлением In с As. Полупроводниковый материал для фотоэлементов, датчиков эффекта Холла, детекторов ИК излучений, термоэлектрич. генераторов, сверхвысокочастотных транзисторов. [c.220]

    Электрические цепи, из которых состоит то или иное функциональное электронное устройство (усилители, генераторы, аналоговые и цифровые преобразователи электрических сигналов), в свою очередь состоят из соответствующих элементов (резисторов, конденсаторов, индуктивных катушек, диодов, транзисторов, источников электрической энергии и т.п.). Цепи и устройства могут изготавливаться в едином технологическом цикле и представлять собой отдельную неделимую конструкцию — аналоговую или цифровую интегральную микросхему. Следует заметить, что термин схема , изначально означавший графическое изображение электрической цепи или устройства, часто отождествляют с самой цепью или устройством, особенно в микроэлектронике. В современной электронике под элементами электроннсЗй схемы подразумевают и интегральные микросхемы, состоящие из определенного количества относительно простых элементов, а также большие и сверхбольшие интегральные микросхемы — БИС и СБИС, которые могут содержать до 10 и более элементов. [c.22]

    При замыкании контактов ТК, транзистор У8 закрывается, базовая цепь однопереходиого траизисюра обесточивается, генератор прекращает свою работу, и тиристор отключает нагрузку отцепи переменного тока. Ток, проходящий через замкнутые контакты ТК, при этом определяется наиряжеинеы питания схемы управления и величиной суммы сопротивлений + R3 (около 0.2 мА). Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде У6, стабилизатор иа рези сторе Н8, стабилитроне М7 и сглаживающем конденсаторе С/. [c.161]

    Схема с полевыми транзисторами имеет в частности то преимущество, что выключатель, в противоположность тиристорным нли тиратронным схемам, в определенный момент времени может быть снова разомкнут. Можно, например, после по-> тупления эхо-сигналов снова сделать излучатель (передатчик) высокоомным. Имеется также возможность повысить к.п.д. схемы, если отключать излучатель точно в тот момент, когда ко- лебательный элемент заканчивает первую половину волны своего механического колебания ( Square Wave Puiser — генератор прямоугольных импульсов). Благодаря этому удается избежать того, что схема излучателя снова отнимает энергию от колебательного элемента во время последующих периодов колебания. [c.207]

    Усилительное устройство для контактных термометров типа УКТ-4У2 по принципу действия представляет собой тиристорный выкл10чат( ль (рис. 10). После подачи питания на устройство При разомкнутых контактах ТК транзистор Уй открыт отрицательным потенциалом, подаваемым на его базу через резистор Rl. Генератор, состоящий КЗ однопереходно10 Транзистора резисторов Н2, Н4, К5 и конденсатора С2, включается в работу и генерирует импульсы с частотой порядка 7.5 кГц. Эти импульсы открывают тиристоры, осуществляя теы самым подключение нагрузки к цепи переменного тока. Контакты ТК при этом находятся под напряжением. [c.161]

    Арсенид индия 1пАз тоже применяется в инфракрасных детекторах, а также в приборах для измерения напряженности магнитного ноля. Для производства квантовых генераторов, солнечных батарей, транзисторов и других приборов перспективен и фосфид индия. Однако получить это соединение очень трудно оно плавится при 1070° С и одновременно разлагается. Избежать этого можно только создав в реакторе большое (порядка десятков атмосфер) давление паров фосфора. [c.38]

    Первый электрический прибор, сравнимый по точности с лучшими оптическими детекторами, был описан Гордоном и др. [34]. Эти авторы, по существу, использовали кондуктометрический метод, в котором измеряли на переменном токе сопротивление в канале, где движется граница, с помощью восьми небольших платиновых полосок (толщиной 0,01 мм и шириной 1,0 мм), впаянных в противоположные концы канала. В конструкцию ячейки, аналогичной изображенной на рис. 9,6, для изоляции проводов, идущих к микроэлектродам-зондам, от земли были внесены заметные усложнения. Для регистрации сопротивления между микроэлектродами-зондами применяли довольно простую цепь переменного тока, схематически представленную на рис. 14. Ячейку изолировали от остальной части электрической схемы двумя большими конденсаторами и емкостью 0,02 мкФ, что позволяет проводить измерения с помощью переменного тока, не прерывая постоянный. Генератор колебаний с частотой 20 кГц дает на переменном сопротивлении напряжение 1 В. Падение напряжения на фиксированном сопротивлении усиливается и после выпрямления транзистором Т регистрируется самописцем фирмы «Эстер-лайн-Энгус с пружинным приводом. Установлено, что величина Дс, определенная по выходному сигналу в соответствии с анализом эквивалентной схемы, завышена на 10%. Это обусловлено, по-видимому. [c.103]

    Зистор fi замкнут, то ключ (составной транзистор Tz—Т з) разомкнут и конденсатор заряжается током базы транзистора Т . В результате повышения напряжения на конденсаторе Сх транзистор Т запирается, что приводит к открытию составного транзистора Гг— (ключ замыкается). Схема удерлшвается в этом положении некоторое время, определяемое временем разряда конденсатора С1, так как положительный потенциал заряженного конденсатора прикладывается к базе транзистора Ти оставляя его в закрытом состоянии. Конденсатор С1 разряжается через транзистор Г4, сопротивление которого зависит от величины выходного напряжения. При возрастании выходного напряжения сопротивление транзистора Т , уменьшается, при уменьшении выходного напряжения — увеличгшается, что приводит к изменению скорости разряда конденсатора, а следовательно, и времени открытого состояния ключа, так как при разряде конденсатора С1 снимается запирающее напряжение с базы транзистора Ти Это приводит к его открытию и соответственно к закрытию составного транзистора Гг—Гз (ключ размыкается). Дальше все повторяется, причем в зависимости от величины выходного напряжения меняется время открытого состояния составного транзистора, что приводит к поддержанию выходного напряжения на заданном уровне. Так как приведенная схема не имеет специального задающего генератора, то частота работы ключа колеблется в широких пределах. [c.88]

    Генератор пилообразного напряжения собран на транзисторе на базу которого подаются положительные полуволны напряжения частотой 100 Гц (рис. 2-39,а). При действии положительной полуволны транзистор T закрыт, при этом происходит заряд конденсатора С1 через резистор Кз- В момент времени tl (при переходе синусоиды через О) транзистор открывается и конденсатор С разряжается через переход коллектор— эмиттер. Образующееся пилообразное напряжение (рис. 2-39,6) подается на формирователь-усилитель синхронизирующих импульсов, собранный на транзисторах и Т3. Кроме пилообпазного нацряже-10 . 147 [c.147]

    При снижении напряжения ниже 2 В УКН обесточивает СН, и он прекращает работу. При нормальном входном напряжении на выходе СН обеспечивается напряжение порядка 1,85 В с точностью 0,05 В. Наличие напряжения на выходе СН определяется по свечению зеленого светодиода, включенного параллельно выходу. Стабилизированным напряжением постоянного тока питаются датчик Д и преобразователь напряжения ПН. Датчик, как и все термокаталитические датчики, состоит из реакционной камеры, внутри которой помещены рабочий и компенсационный чувствительные элементы, и мостовой измерительной схемы, плечами которой являются спирали чувствительных элементов. Выходной сигнал датчика, пропорциональный концентрации метана, поступает на усилитель постоянного тока УПТ, откуда после усиления подается на устройство формирования команд УФК. Питание УПТ и УФК осуществляется от ПН, представляющего собой одно-тактный генератор звуковой частоты, собранный на одном транзисторе и трансформаторе. Невы-прямленное повышенное выходное напряжение ПН служит источником напряжения для звуковой и световой сигнализации ЗСС, а выпрямленное, сглаженное и отстабилизированное напряжение — для питания УПТ и УФК. В УФК формируются следующие команды команда на включение звуковой, световой аварийной сигнализации и отключение машины при достижении ПДК метана. В этом случае включение машины при помощи кнопки [c.764]

    Применение полевых транзисторов позволило создать импульсные генераторы, преобразующие входные сигналы напряжением от 1 мкВ до 2 В точно в частотный диапазон 1 Гц — 2 МГц. Наименьшие доступные измерению площади составляли 1 мкВ-с, а наибольшие расчетные значения для счетчика— 10 —10 мкВ-с в 7 или 8 счетных декадах либо в полуло- [c.422]

    Генератор на б—10 Мгц для возбуждения колебаний в кварцевой пластинке собран на трех транзисторах типа П414 и П416А по осцилляторной схеме Монтаж схемы генератора возбуждения выполнен печатным способом. Печатная плата заключена в закрытый экран из дуралюминия. На верхней торцовой стенке экрана расположены тумблер для подключения питающего напряжения и два высокочастотных разъема, один из которых служит для присоединения в схему кварцевой пластинки, находящейся в рабочей камере, а другой — для подачи выходного сигнала от кварцевого резонатора на вход измерителя частоты. В качестве последнего использован кварцевый частотомер-калибратор марки 41-5 с погрешностью измерения частоты при использовании основного кварцевого генератора, равной +5 -10 3//С за 15 суток, но не лучше +1 -10 fx dz (- — коэффициент кра гности сравниваемых частот по фигурам Лиссажу). Для повышения стабильности работы возбуждающего генератора последний был помещен в камеру водяного термостата, вода из которого одновременно используется и для температурной стабилизации кварцевой пластинки в рабочей камере с точностью Г. [c.161]

    Триггеры и генераторы колебаний. Электронное пороговое устройство (с двумя устойчивыми состояниями выходного сигнала) называют триггером. Так,-в триггере Шмитта (рис. 41, а) положительная обратная связь осуществляется через сопротивление Яа- При отсутствии ВХОДНОГО сигнала или малой его величине транзистор Т1 закрыт, а Т2 открыт. При подаче на вход Т1 достаточно большого отрицательного сигнала Усраб транзистор Т1 начнет открываться, что приведет к уменьшению напряжения на его коллекторе. Транзистор Т2 при этом начнет запираться, причем уменьшение его коллекторного тока в,ызо-вет уменьщение падения напряжения на сопротивлении Яэ- Это приведет к уменьшению потенциала эмиттера Т1, что, в свою очередь, (из-за увеличения напряжения между базой и эмиттером) еще более его откроет. Процесс будет развиваться лавинообразно, и очень скоро Т1 окажется полностью открытым, а Т2 полностью закрытым. Таким образом, выходное напряжение триггера /вых скачкообразно увеличится. При дальнейшем увеличении /вх состояние триггера не изменится. [c.84]

    Постоянная составляющая тока линии через сглаживающий фильтр Е6, С4, Н7 поддерживает транзистор Т1 узла контроля в насьш1енном состоянии. Электромагнитные реле РЗ, Р4, находятся под током, релаксационный генератор и реле выдержки времени отключены, а сигнальная лампа, подключенная к прибору, горит неполным накалом. [c.13]

    ЛЯЮТ к ней с противоположных сторон металлические электроды. Если через эти электроды подвести к пластинке элект роэнергию, то она будет колебаться с характеристической частотой. Температурный коэффициент расширения кристаллического кварца очень невысок, поэтому частота генератора, изготовленного из надлежащим образом вырезанной пластинки, почти не зависит от температуры. Диапазон частот таких генераторов от 10 кГц до 50 МГц. Кварцевые генераторы обычно изготавливают с одним транзистором (рис. 27-23). ОУ используются редко из-за ограниченных возможностей в области высоких частот. [c.571]

    Выпрямители Варакгоры Туннельные диоды Лавинопролетные диоды Биполярные транзисторы Полевые транзисторы Генераторы Ганна Акустические усилители Датчики Холла Источники света, светодиоды [c.155]


Блокинг генератор принцип работы

Блокинг-генератор – это релаксационный генератор импульсов, выполняется он на базе усилительного элемента (например, транзистора) с сильной трансформаторной обратной связью. Чаще всего используют положительную обратную связь.

Принцип работы

Работа схемы разделяется на несколько этапов. Этап первый: происходит отпирание транзистора при поступлении импульса на эмиттер. Прибор начинает работать. Когда на базу транзистора поступает отпирающий ток, он вызывает накопление заряда, а также возрастание коллекторного тока. Через резистор положительная обратная связь, осуществляемая обмотками импульсного трансформатора, возбуждает лавинообразный процесс нарастания базового, коллекторного токов и тока нагрузки.

При этом уменьшается разность потенциалов между эмиттером и коллектором транзистора, когда она достигнет нуля, прибор переходит в состояние насыщения. Этап второй: пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, считаем, что на обмотку подано постоянное напряжение питания. В результате на остальных обмотках трансформатора напряжение также неизменно.

Характер изменения токов схемы определяется свойством цепей, которые включены последовательно с вторичными обмотками, а также со свойствами сердечника трансформатора. Например, при активной нагрузке ток будет постоянным. Ток на базе транзистора постоянный, но начинает уменьшаться при заряде конденсатора. Коллекторный ток определяется суммой тока намагничивания и переходных токов обмоток.

Ток намагничивания возрастает, характер роста определяется петлей гистерезиса материала сердечника. Вследствие этого увеличивается и ток коллектора. Это приводит к тому, что транзистор выходит из состояния насыщения, сформирована вершина импульса. Коллекторный ток снова становится зависимым от величины базового заряда, а базовый ток при этом начинает лавинообразно уменьшаться. Транзистор запирается, формируется срез импульса. При запирании прибора блокинг-генератор начинает восстанавливаться в исходное состояние.

Принцип работы блокинг-генератора

Блокинг-генератор и его схема

По форме они могут быть синусоидальными либо прямоугольными. Дополнительно некоторые устройства получают гармонические сигналы. По частотности блокинг-генераторы довольно сильно различаются. Параметр проводимости сигнала зависит от типа выпрямителя. 

Устройство на полевом транзисторе РР20

Блокинг-генератор на полевом транзисторе на сегодняшний день считается довольно востребованным. Используются такие модели чаще всего в радиоприемниках. Однако для измерительных приборов они также подходят. В данном случае параметр пороговой частоты в среднем находится в районе 80 Гц. Конденсаторы в таких моделях часто устанавливаются проходного типа.

Однако асинхронные модификации также встречаются. Работают указанные блокинг-генераторы исключительно с сигналами синусоидального типа. В данном случае выпрямители устанавливаются самые разнообразные. Изменение фазовой частоты в таких устройствах осуществляется за счет изменения напряжения в преобразователях. Проводимость сигнала прибора зависит от мощности выпрямителя. 

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 2.3 из 5.

Электротехника: Блокинг-генератор.

Одной из самых простых схем повышающих напряжение преобразователей является схема блокинг-генератора:

Рисунок 1 — Повышающий преобразователь на блокинг-генераторе


Работает схема примерно так:
При подаче питания, через обмотку w2, резистор и переход база-эмиттер транзистора начинает протекать ток, транзистор начинает открываться это приводит к тому что через обмотку w1 начинает увеличиваться ток что приводит к тому что в обмотке w2 появляется ЭДС и ток в этой обмотке w2 течёт так чтобы магнитный поток создаваемый этой обмоткой препятствовал нарастанию магнитного потока в обмотке w1, ток обмотки w2 открывает транзистор полностью а ток обмотки w1 продолжает нарастать пока сердечник трансформатора не войдёт в насыщение. Когда сердечник входит в насыщение увеличение тока в обмотке w1 прекращается, этот ток начинает уменьшаться, ЭДС в обмотке w2 меняет знак, транзистор закрывается. Далее эти процессы повторяются.

Рисунок 2 — Принцип работы блокинг-генератора с насыщающимся сердечником

в упрощённом виде


На сердечнике могут быть дополнительные обмотки с которых может сниматься напряжение. С дополнительной обмоткой процесс работы блокинг-генератора можно изобразить примерно так:

Рисунок 3 — Принцип работы блокинг-генератора с насыщающимся сердечником

с дополнительной обмоткой

в упрощённом виде

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.

КАРТА БЛОГА (содержание)

Купить готовый модуль дуги http://ali.pub/16c1tt, http://ali.pub/16c2wi

Блокинг-генератор. Расчёт блокинг-генератора | HomeElectronics

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.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

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 t0, 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 UBE 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 Ib. 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 IC 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 RH = 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:

    • тип транзистора: NPN;
    • UCBmax = 600 В;
    • UBЕmax = 7 В;
    • ICmax = 0,2 А;
    • ICBO = 10 мкА;
    • fh31e = 8 МГц;
    • h21e = 5…30;
    • rb ≈ 200 Ом.

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.

Автогенератор на двух транзисторах

Теги статьи: Добавить тег

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать.

В нашем ненаглядном Интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем эту уйму.

Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон).

«Классика жанра».

Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.

R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.

Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.

Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.

Механизм генерации

Упрощенно схему можно представить так:

Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).

К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.

Все оказалось проще пареной репы (как всегда).

В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:

Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.

Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.

Эту схему выбираю я, и советую вам.

R1 – ограничивает ток генератора,

R2 – задает смещение базы,

C1, L1 – колебательный контур,

Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:

Эти схемы идентичны.

Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.

Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.

Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:

Этот диод ускоряет перезаряд C2, что приводит к увеличению мощности генерируемого сигнала. Однако, вместе с тем, это вносит в сигнал нелинейные искажения, так что на выходе придется ставить фильтры НЧ для подавления паразитных гармоник.

Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.

Двухтактный генератор для ленивых

Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:

В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.

Механизм генерации:

Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовай ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…

Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.

Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.

Что мы здесь видим?

Видим колебательный контур L1 C1,
А дальше видим каждой твари по паре:
Два транзистора: VT1, VT2
Два конденсатора обратной связи: С2, С3
Два резистора смещения: R1, R2

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков 🙂

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Теперь немного креатива.

Генератор на логических элементах

Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.

Видим страшную схему.

Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.

Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается . Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):

Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.

Итак, смотрим схему генератора. Имеем:

Два инвертера ( DD1.1, DD1.2)

Колебательный контур L1 C1

Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.

Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?

Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…

Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.

А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…

Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.

Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.

Ну что, сложно?
Если (сложно)
<
чешем (репу) ;
читаем еще раз;
>

Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.

Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:

Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:

Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.

Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.

Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533
Например, микросхема К1533ЛН1 – 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC , 74 HC ), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155 (ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.

Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя 🙂

Дальше мы немного поговорим об усилителях и займемся модуляторами.

Отметим три варианта распространённых схем автогенераторов:

– с трансформаторной (или индуктивной) обратной связью;

– с автотрансформаторной обратной связью;

– с емкостной обратной связью.

Ниже представлены некоторые практические схемы транзисторных автогенераторов.

Рис. 3.7. Автогенератор на биполярном транзисторе с трансформаторной обратной связью

На рис. 3.7, 3.8, 3.9 потенциометр R1R2служит для подачи на базу небольшого смещения, которое обеспечивает достаточно высокую крутизну характеристики триода в исходном режиме и легкость возбуждения колебаний. Ток базыIб0, протекающий через сопротивлениеR3, создает положительное автоматическое смещение, обеспечивающее получение необходимого угла отсечки коллекторного тока в автоколебательном режиме АГ.

Рис. 3.8. Автогенератор с автотрансформаторной обратной связью на биполярном транзисторе

Рис. 3.9. Автогенератор с ёмкостной обратной связью на

На рис. 3.10, 3.11, 3.12 напряжение смещения Еб=Iб0Rбна базу подается с сопротивленияRб.

На рис. 3.10 питание базы последовательное. На рис. 3.11, 3.12 питание цепи базы параллельное.

В схему автогенератора (рис. 3.13) входит активный элемент – полевой транзистор. Для того чтобы получить на выходе автогенератора незатухающие гармонические колебания, необходимо правильно выбрать режим работы полевого транзисто-

Рис. 3.10. Автогенератор с трансформаторной

обратной связью на биполярном транзисторе

Рис.3.11. Автогенератор с автотрансформаторной обратной связью на биполярном транзисторе

ра. При этом можно руководствоваться методикой компьютерного анализа резисторных каскадов усиления на полевых транзисторах (раздел 3.4). Автогенератор на полевом транзисторе (рис. 2.13) собран по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур, образованный катушкой индуктивности lk и конденсатором Ск,включен в стоковую цепь транзистора.

Рис .3.12. Автогенератор с ёмкостной обратной связью на

На частоте генерации он эквивалентен индуктивности. Положительная обратная связь осуществлена через делитель, образованный конденсаторами С1иC2. Начальное смещение, обеспечивающее первоначальное положение рабочей точки, задается резисторамиR1,R2иR3. РезисторR1 позволяет осуществить истоковую стабилизацию рабочей точки полевого транзистора за счёт использования отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному току истока. КонденсаторC2устраняет при этом ООС по переменной составляющей тока истока.

Конденсатор Сз необходим для того, чтобы напряжение положительной обратной связи без потерь было приложено ко входу транзистора.

Необходимым условием для получения гармонических незатухающих колебаний является обеспечение баланса амплитуд и баланс фаз.

Рис. 3.13. Автогенератор с ёмкостной обратной связью на

Рис. 3.14. Автогенератор с автотрансформаторной обратной связью на полевом транзисторе

Автогенератор на полевом транзисторе (рис. 3.14) собран по схеме индуктивной трехточки (с автотрансформаторной обратной связью). Колебательный контур, образованный индуктивностями L1+L2 и конденсатором С3, включен в стоковую цепь транзистора. Автотрансформаторная обратная связь осуществлена с помощью обмотки катушки индуктивности L2, подключенной к затвору полевого транзистора через емкость блокировочного конденсатора источника питания (на схеме конденсатор не показан) и емкость конденсатора С2. Начальное смещение, обеспечивающее первоначальное положение рабочей точки, задается резисторами R1 и R2. Конденсатор С1 необходим для того, чтобы напряжение положительной обратной связи без потерь было приложено к входу каскада.

Рис.3.15. Автогенератор на полевом транзисторе

с трансформаторной обратной связью

Схема измерения LС-автогенера- с трансформаторной обратной свя зью представлена на рис. 3.15. Колебательный контур, образованный ин дуктивностью LKи конденсатором Ск, включен в стоковую цепь транзистора. Обратная связь трансформаторного типа, осуществлена с помощью обмотки L1, подключенной ко входу транзистора. Начальное смещение, обеспечивающее первоначальные положения рабочей точки, задается резисторами R1, R2 и R3. Резистор R3 обеспечивает истоковую стабилизацию рабочей точки транзистора. Конденсаторы C2и C3обеспечивают подведение напряжения положительной обратной связи на вход транзистора без потерь. Конденсатор Clявляется блокировочным для источника питания. Он предотвращает прохождение переменной составляющей выходного тока через источник питания.

Автогенераторы низкочастотных колебаний рассмотрены в разделе 4.

Принципиальные схемы простых преобразователей напряжения на основе автогенераторов, построены с использованием транзисторов.

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.

Однокаскадные преобразователи напряжения

Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. 1. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов. Фазовый сдвиг для обеспечения условия возникновения колебаний в нем обеспечивается определенным включением обмоток.

Рис. 1. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связь.

Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ. Блокинг-генератор позволяет получать короткие импульсы при большой скважности. По форме эти импульсы приближаются к прямоугольным.

Емкости колебательных контуров блокинг-гене-ратора, 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. 1) предназначен для создания начального смещения. Несколько видоизмененный вариант преобразователя с трансформаторной обратной связью представлен на рис. 2.

Рис. 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 высокого напряжения (например с электрическими разрядниками или тиристорами).

Следующий преобразователь напряжения (США) также выполнен на одном транзисторе (рис. 3). Стабилизация напряжения смещения базы осуществляется тремя последовательно включенными диодами VD1 — VD3 (прямое смещение).

Рис. 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.

Двухтактные преобразователи напряжения

Схема двухтактного трансформаторного преобразователя напряжения показана на рис. 4. Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ. Трансформатор высоковольтного преобразователя (рис. 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 высоковольтной 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.

Рис. 4. Схема двухтактного преобразователя с трансформаторной обратной связью.

Рис. 5. Вариант схемы высоковольтного преобразователя с трансформаторной обратной связью.

Обмотки 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. 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 содержит резисторов (рис. 6). Он питается от батареи напряжением 5 6 и способен отдавать в нагрузку до 1 А при напряжении 12 В.

Рис. 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 К18x8x5 2000НМ1. Обмотки I и II имеют по 6, III и IV — по 10 витков провода ПЭЛ-2 0,5.

Преобразователь по схеме индуктивной трехточки

Преобразователь напряжения (рис. 7) выполнен по схеме индуктивной трехточки и предназначен для измерений высокоомных сопротивлений и позволяет получить на выходе не-стабилизированное напряжение 120. 150 В.

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.

Рис. 7. Схема преобразователя напряжения по схеме индуктивной трехтонки.

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.

Преобразователя напряжения 1,5 В/-9 В

Рис. 8. Схема преобразователя напряжения 1,5 В/-9 В.

Преобразователь (рис. 8) представляет собой однотактный релаксационный генератор с емкостной положительной обратной связью (С2, 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 Un, 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 транзистора 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 ѴТ1. 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 ѴТ1 и ѴТ2 должны иметь возможно больший коэффициент усиления для повышения экономичности. Обмотка автотрансформатора намотана на ферритовом кольце К10x6x2 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 высокочастотным и иметь малый обратный ток. Налаживание преобразователя сводится к установке выходного напряжения равным -9 В путем подбора резистора R2.

Преобразователь напряжения с ШИМ управлением

На рис. 9 показана схема преобразователя стабилизированного напряжения с широтно-импульсным управлением. Преобразователь сохраняет работоспособность при уменьшении напряжения батареи с 9. 12 до 3В. 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.

Рис. 9. Схема преобразователя стабилизированного напряжения с ШИМ управлением.

При включении преобразователя ток через резистор R1 открывает транзистор ѴТ1, коллекторный ток которого, протекая через обмотку II трансформатора Т1, открывает мощный транзистор ѴТ2. Транзистор ѴТ2 входит в режим насыщения, и ток через обмотку I трансформатора линейно увеличивается.

В трансформаторе происходит накопление энергии. Через некоторое время транзистор ѴТ2 переходит в активный режим, в обмотках трансформатора возникает ЭДС самоиндукции, полярность которой противоположна приложенному к ним напряжению (магнитопровод трансформатора не насыщается).

Транзистор ѴТ2 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 ѴТ1 уменьшается, при этом уменьшается ток базы, а значит, и коллекторный ток транзистора ѴТ2.

Поскольку накопленная в трансформаторе энергия определяется коллекторным током транзистора ѴТ2, дальнейшее увеличение 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 3-12В/+15В, -15В

Преобразователь напряжения, схема которого показана на рис. 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. 10. Схема преобразователя стабилизированного напряжения с биполярным выходом 15+15В.

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 С3 зависимым и от частоты следования импульсов, причем степень зависимости (крутизна) определяется сопротивлением этого резистора.

Таким образом, подстроечным резистором R2 можно устанавливать желаемую зависимость изменения напряжения вторичных обмоток от изменения напряжения питания. Полевой транзистор ѴТ2 — 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 RH. 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 4В 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).

Малогабаритный сетевой преобразователь напряжения

Схема простого малогабаритного преобразователя сетевого напряжения, выполненного из доступных элементов, показана на рис. 11. В основе устройства обычный блокинг-генератор на транзисторе VT1 (КТ604, КТ605А, КТ940).

Рис. 11. Схема понижающего преобразователя напряжения на основе блокинг-генератора.

Трансформатор Т1 намотан на броневом сердечнике Б22 из феррита М2000НН. Обмотки Іа и Іб 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 Іа, затем — II, после — обмотка lb, 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 6. В этом случае резисторы R1 и R2 (а также диод VD1) следует исключить из схемы.

Слаботочный преобразователь напряжения на 440В

Слаботочный преобразователь напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера может быть собран по схеме на рис. 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, С2.

Рис. 12. Схема слаботочного преобразователя напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера.

Магнитопровод трансформатора Т1 изготавливают из двух склеенных вместе ферритовых колец К16x10x4,5 3000НМ и изолируют его слоем лакоткани, тефлона или фторопласта.

В начале 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 мА.

Преобразователь напряжения для питания фотовспышки

Преобразователь напряжения (рис. 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. 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.

Преобразователь напряжения ПН-70

Для питания ламп-вспышек предназначен преобразователь напряжения ПН-70, являющийся основой описываемого ниже устройства (рис. 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. 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 — ѴТЗ 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 ѴТ1 должен быть установлен на медном радиаторе размерами 50x22x0,5 мм.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

  • PCBWay – всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН
  • Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
  • Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Нужна схема трансформаторного повышающего ППН. Входное напряжение пульсирующее +5В от зарядного устройства от мобильного телефона, M/N: ATADD11EBE; S/N: RT3Q918FS/7-G. – Наподобие той, что изображена на рисунке 6.
Сейчас питаю кассетный плеер WM-FX163. АМ принимать невозможно из-за фона высокой частоты, проникающего по питанию и создаваемого однополупериодным выпрямителем. Хочу использовать подобное ЗУ для питания УМЗЧ.

Здравствуйте, а в схеме Малогабаритный сетевой преобразователь напряжения есть неточности ,во первых для чего обмотку 1 делить на две части a и b(там же нет отводов) ,не проще сразу 300 витков намотать?Во вторых для обмотки 3 не указано начало и концы точками это очень важно.И в конце хочу спросить можно использовать транзисторы из серии mje13001-13009? У них просто большой запас по напряжению чем у приведенных.

Как работает транзистор

Как работает транзистор

Каков принцип работы транзистора? Принцип работы транзисторов Когда на транзисторе нет напряжения, диффузия свободных электронов через переходы создает два обедненных слоя. Для каждого обедненного слоя блокирующий потенциал составляет около V при 25°C для кремниевого транзистора и V для германиевого транзистора.

Как на самом деле работают транзисторы?

Как работают транзисторы.Транзистор работает благодаря так называемому полупроводниковому материалу. Ток, протекающий от базы к эмиттеру, включает ток коллектора к эмиттеру.

Что такое транзистор и как он работает?

Транзистор — это миниатюрный электронный компонент, который может выполнять две разные функции. Он может действовать как усилитель или как переключатель: когда он работает как усилитель, он потребляет небольшой электрический ток (входной ток) на одном конце и создает гораздо больший электрический ток (выходной ток).) Второй .

Как работает транзистор в качестве генератора?

Транзистор может быть использован в качестве генератора для генерации непрерывных и непрерывных колебаний любой частоты при подключении к нему бака (или генератора) и цепей обратной связи. Все генераторы с разными названиями имеют одну и ту же функцию, они производят непрерывный выходной сигнал, который не затухает.

Как работает транзистор в схеме?

Транзистор — это электронный компонент, используемый в цепи для управления большим током или напряжением с помощью небольшого напряжения или тока.Это означает, что его можно использовать для усиления или изменения (выпрямления) электрических сигналов или энергии, что позволяет использовать его в самых разных электронных устройствах.

Как Transister работает как коммутатор?

Транзисторы также могут работать как переключатели. Небольшой электрический ток, протекающий через одну часть транзистора, может привести к протеканию гораздо большего тока через другую часть транзистора. Другими словами, меньше энергии включает больше. В принципе, все компьютерные микросхемы работают так.

Транзистор это переключатель или усилитель?

Транзистор — полупроводниковое устройство, используемое для усиления или изменения электронных сигналов, а электричество — один из основных компонентов современной электроники. Он состоит из полупроводникового материала, обычно с не менее чем тремя клеммами для подключения к внешней цепи.

Как работает транзистор?

Транзистор работает благодаря так называемому полупроводниковому материалу. Ток, протекающий от базы к эмиттеру, «открывает» ток коллектора к эмиттеру.

Каковы принципы работы транзисторной схемы

Таким образом, основной принцип работы транзистора основан на управлении током по одному каналу путем изменения интенсивности очень малого тока, протекающего по второму каналу. Есть в основном два типа транзисторов в зависимости от их использования в схеме. Три вывода биполярного транзистора — база, эмиттер и коллектор.

Каковы принципы работы транзисторной техники

Таким образом, основной принцип работы транзистора основан на управлении током по одному каналу путем изменения интенсивности очень малого тока, протекающего по второму каналу.

Каковы принципы работы транзисторной связи

Таким образом, основной принцип работы транзистора основан на управлении током по одному каналу путем изменения интенсивности очень малого тока, протекающего по второму каналу. Есть в основном два типа транзисторов в зависимости от их использования в схеме.

Каковы принципы работы транзисторного радиоприемника

Коллектор — это положительный вывод транзистора.Эмиттер: это отрицательный вывод транзистора. Таким образом, основной принцип работы транзистора основан на управлении током по одному каналу путем изменения интенсивности очень малого тока, протекающего по второму каналу.

Каков принцип работы транзистора?

Принцип работы транзистора: Транзисторы состоят из трех частей: базы, коллектора и эмиттера. Основание служит дверным регулятором для большей мощности. Коллектор — это самый большой источник тока, а выход этого источника — эмиттер.

Как работает транзистор в качестве усилителя?

Транзистор действует как усилитель, увеличивая силу слабого сигнала. Смещение постоянного тока, приложенное к базовому переходу эмиттера, заставляет его оставаться в состоянии прямого смещения.

Как связаны между собой база и коллектор транзистора?

Транзистор можно представить как два PN-перехода, соединенных спиной к спине. Один из них, переход база-эмиттер, смещен в прямом направлении, а другой, переход база-коллектор, смещен в обратном направлении.

Сколько типов транзисторов в схеме?

Существует два основных типа транзисторов в зависимости от того, как они используются в схеме. Три вывода биполярного транзистора — база, эмиттер и коллектор. Очень малый ток, протекающий между базой и эмиттером, может контролировать большой ток, протекающий между коллектором и выводом эмиттера. Есть также два типа BJT.

Каков барьерный потенциал кремниевого транзистора?

Когда на транзисторе нет напряжения, диффузия свободных электронов через переходы создает два обедненных слоя.Для каждого обедненного слоя блокирующий потенциал составляет около V при 25°C для кремниевого транзистора и V для германиевого транзистора.

Как соединены эмиттерная и коллекторная базы транзистора?

Переход эмиттер-база транзистора смещен в обратном направлении, а переход коллектор-база в этом состоянии смещен в прямом направлении. Так как коллектор имеет светлую консистенцию, он не может подавать большую часть носителей заряда на соответствующую базу этого транзистора.

Как работает транзистор PNP?

Транзистор PNP.Транзистор PNP получает положительное напряжение на эмиттерном переходе. Положительное напряжение на эмиттере заставляет ток течь от эмиттера к коллектору, а отрицательный ток течет к базе (ток течет от базы к земле).

Как работает транзистор NPN?

Транзистор NPN предназначен для проведения электронов от эмиттера к коллектору (поэтому от коллектора к эмиттеру течет нормальный ток). Эмиттер «испускает» электроны на базу, которая контролирует количество электронов, испускаемых эмиттером.

Как транзистор усиливает?

Транзисторы могут усиливать сигнал, поскольку выходная мощность может превышать входную мощность. Подача напряжения или тока на одну из пар клемм изменяет ток через другую пару клемм. Верхний диод имеет разные типы транзисторов.

Как работают транзисторы в компьютерном чипе?

Простота использования переключаемых транзисторов позволяет вашему компьютеру выполнять чрезвычайно сложные задачи.В компьютерном чипе транзисторы чередуются между двумя двоичными состояниями и 1. Это язык компьютеров. Компьютерный чип может содержать миллионы постоянно переключаемых транзисторов, которые позволяют выполнять сложные вычисления.

Как на самом деле работают транзисторы в автомобилях

Транзистор в автомобиле похож на переключатель. Переключающие транзисторы используются в компьютерных и полупроводниковых модулях управления. Они управляют бортовыми устройствами, такими как топливная форсунка в автомобиле EFI или механическое реле, которое управляет убирающимся электродвигателем в автомобиле с убирающимися фарами.

Когда переходной транзистор включается или выключается?

Обычно переходной транзистор выключается при отсутствии тока базы и включается при протекании тока базы. Это означает, что для включения или выключения транзистора необходим электрический ток. Но такие транзисторы можно подключить к логическим элементам, чтобы их выходные клеммы возвращались к их входам.

Как работали электромеханические схемы до появления транзисторов?

До появления транзисторов инженеры-конструкторы использовали электронные лампы и электромеханические переключатели для завершения электрических цепей.Снимки были далеки от совершенства. Их приходилось разогревать (а иногда и перегревать) для работы, они были ненадежны, громоздки и тратили слишком много энергии.

Как транзисторы NPN используются в автомобиле?

В случае транзистора NPN стрелка эмиттера направлена ​​от центра, так что ток течет от базы к эмиттеру и от коллектора к эмиттеру. Одним из наиболее распространенных применений транзистора в автомобиле является переключатель. Переключающие транзисторы используются в компьютерных и полупроводниковых модулях управления.

Из каких компонентов состоит транзистор?

Они состоят из полупроводникового материала с не менее чем тремя проводами для подключения к внешней цепи. Транзисторы являются основными активными компонентами почти всей современной электроники.

Как работает транзистор?

Основные операции. Основная идея работы транзистора заключается в том, что небольшой ток, протекающий между его базой и эмиттером, позволяет увеличить ток между коллектором и эмиттером.По сути, транзистор — это усилитель.

Как работает транзистор по отношению к земле?

Проще говоря, NPN-транзистор действует относительно земли и принимает положительное напряжение в качестве триггера, в то время как PNP-транзистор действует против положительного источника питания и активируется отрицательным напряжением. Описанную выше операцию можно объяснить по аналогии с «рычагом».

Как транзистор усиливает ток в цепи?

Транзистор усиливает ток.Биполярные транзисторы — это устройства тока, в отличие от термоэлектронных электронных ламп и полевых транзисторов, которые являются устройствами напряжения. Ток, протекающий в базовой цепи, влияет на ток между коллектором и эмиттером.

Какие выводы у биполярного транзистора?

Биполярный транзистор имеет три соединения, называемые эмиттером, базой и коллектором. Транзистор усиливает ток. Биполярные транзисторы — это устройства тока, в отличие от термоэлектронных электронных ламп и полевых транзисторов, которые являются устройствами напряжения.Ток, протекающий в базовой цепи, влияет на ток между коллектором и эмиттером.

Каким должен быть ток коллектора транзистора?

Для большинства маломощных транзисторов это значение может находиться в диапазоне от 50 до 500. В некоторых случаях оно может быть даже выше. Это означает, что ток коллектора обычно в 50-500 раз превышает ток, протекающий через базу. Для мощного транзистора это значение несколько ниже: 20 — довольно типичное значение.

Как на самом деле работают транзисторы в электричестве

Транзистор — это электронный компонент, используемый в цепи для управления большим током или напряжением с помощью небольшого напряжения или тока.Это означает, что его можно использовать для усиления или изменения (выпрямления) электрических сигналов или энергии, что позволяет использовать его в самых разных электронных устройствах.

Что такое транзистор в цепи?

Транзистор — это электронный компонент, используемый в цепи для управления большим током или напряжением с помощью небольшого напряжения или тока. Это означает, что его можно использовать для усиления или изменения (выпрямления) электрических сигналов или энергии, что позволяет использовать его в самых разных электронных устройствах.

Пример транзистора?

Одним из определений транзистора является электронное устройство, которое управляет потоком электрического тока. Примером транзистора является элемент, который в большом количестве совмещается с микросхемами на печатной плате и используется в ЭВМ. Определение YourDictionary и пример приложения. транзистор ..

Что такое транзистор, его функции и характеристики?

В этой статье в основном рассматривается, что такое транзистор, а также его подробные характеристики и характеристики.Транзистор — это тип твердотельного полупроводникового устройства, которое выполняет множество функций, таких как измерение, выпрямление, усиление, переключение, стабилизация напряжения, модуляция сигнала и т. д. В качестве переключателя переменного тока транзистор может управлять выходным током в соответствии с входным напряжением.

Какова простая функция транзистора?

Транзистор — это электронный компонент, используемый в цепи для управления большим током или напряжением с помощью небольшого напряжения или тока.Это означает, что его можно использовать для усиления или изменения (выпрямления) электрических сигналов или энергии, что позволяет использовать его в самых разных электронных устройствах.

В чем преимущество транзистора?

  • Суд. Одним из самых больших преимуществ использования транзисторов является их небольшой размер.
  • Вес. Транзисторы не только меньше, но и легче, чем их электронные аналоги.
  • Горячий. Транзисторы выделяют гораздо меньше тепла, чем электронные лампы.
  • Потребление энергии. Транзисторы также имеют то преимущество, что они потребляют меньше энергии, чем электронные лампы.
  • Прочность.

Что такое транзистор и как он работает инструкция

Преобразуя небольшой входной ток в большой выходной ток, транзистор действует как усилитель. Но в то же время он действует как переключатель. Если тока в базе нет, то между коллектором и эмиттером тока практически нет. Включите основной ток, и потечет большой ток.

Как работают транзисторы в микросхеме памяти?

В принципе так работают все компьютерные микросхемы. Например, микросхема памяти содержит сотни миллионов или даже миллиарды транзисторов, каждый из которых можно включать и выключать по отдельности. Поскольку каждый транзистор может находиться в двух разных состояниях, он может хранить два разных числа, ноль и единицу.

Как подключить батарейку к транзистору?

Подсоедините разъем батареи 9 В к положительной и отрицательной клеммам выхода батареи.Оберните отрицательный (синий) провод вокруг отрицательной шины на самом дальнем от транзистора конце макетной платы. Подключите положительный (красный) провод от 9-вольтовой батареи к положительной шине питания.

Что такое транзистор и как он работает

Теория: Транзистор — это полупроводниковый компонент, используемый для усиления или изменения электронных сигналов и электрической энергии. Он состоит из полупроводникового материала с не менее чем тремя клеммами для подключения к внешней цепи.

Что такое транзистор и как он работает различное

В цифровой схеме транзисторы используются в качестве переключателей. Транзисторы бывают разных типов, в зависимости от функциональности, есть транзисторы малой, средней и большой мощности для низких и высоких частот. В основном транзисторы используются для переключения или как для усиления, так и для переключения.

Как выглядит транзистор?

Типичный транзистор выглядит как бутерброд с одним типом полупроводника для бутерброда и вторым типом полупроводника для заполнения.Например, тонкую полупроводниковую пластину p-типа можно поместить между двумя более толстыми полупроводниковыми пластинами n-типа.

Что делает транзистор?

Транзистор — это миниатюрный электронный компонент, который может выполнять две разные функции. Он может действовать как усилитель или как переключатель: когда он работает как усилитель, он потребляет небольшой электрический ток (входной ток) на одном конце и создает гораздо больший электрический ток (выходной ток). ) Второй .

Какая схема представляет собой транзисторный генератор?

Принципиальная схема транзисторного генератора показана ниже.Эта схема разделена на три части: (i) Баковая схема: эта схема генерирует колебания, которые усиливаются транзистором и генерируют усиленный выходной сигнал на стороне коллектора.

Как создается фазовый сдвиг в транзисторном генераторе?

Работа трансформатора приводит к фазовому сдвигу на 180° между напряжениями L1 и L2. Из-за особенностей транзистора между базой эмиттера и коллекторной цепью возникает дополнительный фазовый сдвиг на 180°.В результате энергия, возвращаемая в накопительную цепь, находится в фазе с генерируемыми колебаниями.

Как усилитель работает как генератор?

Теперь следует обратить внимание на следующие моменты: В качестве генератора выступает транзисторный усилитель с достаточной положительной обратной связью. Схеме нужен только быстрый триггерный сигнал, чтобы начать колебание. Как только начинается вибрация, внешний источник сигнала не требуется. Где m v = коэффициент усиления по напряжению усилителя без обратной связи.

Как используется параллельный LC в схеме генератора?

В простой схеме генератора параллельный LC-контур используется в качестве резонансного контура, а усилитель используется для возбуждения резонансного контура. В зависимости от выбора L и C вы можете генерировать частоты от звука до радио. Когда заряженный конденсатор подключен к катушке индуктивности, заряд колеблется.

Анализ работы транзистора в качестве генератора

Транзистор с надлежащей положительной обратной связью может действовать как генератор.Он может генерировать вибрации без внешнего источника сигнала. показан транзисторный усилитель с положительной обратной связью. Усилитель с положительной обратной связью — это усилитель, который создает напряжение обратной связи (Vf), которое находится в фазе с входным сигналом.

Какой тип транзистора используется в генераторе Колпитца?

Наиболее распространенными усилителями являются транзисторы и операционные усилители. На изображении выше показан генератор на транзисторах Колпитца, в котором основным усилителем генератора является NPN-транзистор T1.В схеме нужны резисторы R1 и R2 для базового напряжения.

Как транзистор включен в цепь?

Чтобы подключить транзистор в качестве ключа в цепи, соедините выход устройства, которое включает транзистор, с базой транзистора. Передатчик подключен к заземлению цепи. А коллектор подключен к нагрузке, включающей транзистор и питающему напряжению схемы. Конфигурация для настройки транзистора в качестве переключателя показана на следующей схеме:

Как колеблется осциллятор?

Генератор начинает колебаться, усиливая напряжение остаточного шума.Это шумовое напряжение вызвано движением свободных электронов под влиянием температуры окружающей среды. Это шумовое напряжение не является полностью синусоидальным из-за условий насыщения практической схемы.

Как работает моя схема генератора?

Электронный генератор представляет собой электронную схему, которая генерирует периодически колеблющийся электронный сигнал, часто синусоидальный или прямоугольный. Генераторы преобразуют постоянный ток от источника питания в сигнал переменного тока.Они широко используются во многих электронных устройствах, от простейших тактовых генераторов до цифровых приборов, сложных компьютеров и периферийных устройств и т. д. Типичными примерами сигналов, генерируемых генераторами, являются сигналы, передаваемые радио- и телевизионными станциями.

Какова частота цепи генератора?

Рабочая частота генераторов Colpitz обычно находится в диапазоне от 20 кГц до 300 МГц, но их можно использовать даже в микроволновых устройствах, поскольку их конденсаторы обеспечивают путь с низким реактивным сопротивлением для высокочастотных сигналов.

Как транзистор действует как уравнение генератора

Транзистор как генератор. В простой схеме генератора параллельный LC-контур используется в качестве резонансного контура, а усилитель используется для питания резонансного контура. В зависимости от выбора L и C вы можете генерировать частоты от аудио до радио. Когда заряженный конденсатор подключен к катушке индуктивности, заряд колеблется.

Как транзистор используется в качестве генератора?

Если вы используете в схеме транзистор, он будет постоянно генерировать непрерывные колебания на выходных клеммах схемы.Здесь вам могут показать принципиальную схему, как использовать транзистор в качестве генератора. Принципиальная схема транзисторного генератора показана ниже. Этот тур разделен на три части:

Как работает осциллятор даже без внешнего входа?

Из приведенного выше выражения ясно, что даже без внешнего ввода (Vs = 0) схема может генерировать вывод, просто предоставляя часть вывода в качестве собственного входа. По мере увеличения усиления обратной связи увеличивается и усиление обратной связи.Скорость или частота колебаний зависит от усилителя или контура обратной связи, или от того и другого.

Как регулируется коэффициент усиления транзистора по частоте колебаний?

На частоте колебаний трехкаскадная кабельная сеть имеет коэффициент демпфирования около 29. Коэффициент усиления транзистора можно регулировать подстроечным потенциометром R6 в цепи эмиттера, чтобы компенсировать потери сигнала и обеспечить необходимый коэффициент усиления, равный почти единице, для генерации стабильных синусоидальных волн.

Как транзистор действует как генератор в физике

Транзистор как генератор Электронный генератор представляет собой устройство, генерирующее непрерывные электрические колебания. В простой схеме генератора параллельный LC-контур используется в качестве резонансного контура, а усилитель используется для питания резонансного контура.

Как работает осциллятор?

Работа генератора представляет собой повторяющийся процесс с усиленными входными и выходными сигналами, что приводит к обратной связи с надежными операциями.Это обеспечивает бесперебойную передачу информационного сигнала на электронное устройство.

Как усилитель с обратной связью работает в генераторе?

В случае усилителя с обратной связью и транзисторного генератора генератор генерирует усиленный выходной сигнал без ввода какого-либо входного сигнала. Работа генератора представляет собой повторяющийся процесс с усиленными входными и выходными сигналами, что приводит к стабильной обратной связи.

Как транзистор действует как генератор энергии

Транзисторный усилитель с достаточно положительной обратной связью может действовать как генератор.(то есть может генерировать вибрации без внешнего источника сигнала). Усилитель с положительной обратной связью создает напряжение обратной связи в фазе с исходным входным сигналом.

Какой сигнал выдает транзистор?

Дополнительные разделы о транзисторах: Основные сведения о транзисторах Как работают транзисторы Свойства транзисторов Конфигурации транзисторов Транзистор как переключатель в усилителе с общим эмиттером Транзисторный генератор Дарлингтона представляет собой электронную схему, которая генерирует периодический колебательный сигнал, часто прямоугольный и синусоидальный.

Как применяются колебания в баковом контуре?

Вибрации, генерируемые в накопительной цепи, подаются на вход транзисторного усилителя. Благодаря усиливающему характеру транзистора эти колебания придают им большую мощность.

Как осциллятор связан с коллекторной цепью?

Этот стержень из мягкого железа соединяет катушку L2 с катушкой L1, и их взаимная индуктивность передает часть энергии от цепи коллектора к основанию цепи.В результате колебания в цепочке хранения постоянно поддерживаются и усиливаются.

Как транзистор усиливает

Давайте сосредоточимся здесь на том, как транзистор работает как усилитель. Транзистор действует как усилитель, увеличивая силу слабого сигнала. Смещение постоянного тока, приложенное к базовому переходу передатчика, заставляет его оставаться в состоянии прямого смещения. Это прямое смещение сохраняется независимо от полярности сигнала.

Можно ли использовать транзистор в качестве усилителя?

Транзистор в качестве схемы усилителя.Транзистор можно использовать как усилитель, увеличивая силу слабого сигнала. Приведенную ниже схему транзисторного усилителя можно использовать, чтобы получить представление о том, как эта транзисторная схема работает в качестве схемы усилителя.

Действительно ли транзисторы усиливают ток?

Транзистор, усиливающий ток. Транзисторы часто используются в качестве усилителей. Некоторые транзисторные схемы представляют собой усилители тока с низким импедансом нагрузки, другие схемы предназначены для усиления напряжения и имеют высокие импедансы нагрузки, а некоторые предназначены для повышения производительности.

Что такое переключающий транзистор?

Транзистор используется для переключения на открытие или закрытие цепи. Этот тип полупроводниковой схемы обеспечивает значительную надежность и более низкую стоимость по сравнению с обычными реле. В качестве переключателей можно использовать транзисторы NPN и PNP.

Как работает трансформатор

Подобно трансформатору, переменные токи проходят через первичную обмотку и создают переменный магнетизм в сердечнике трансформатора.Затем магнитное поле проникает во вторичную катушку и генерирует переменное напряжение во вторичной катушке.

Каков принцип работы трансформатора?

Принцип работы трансформатора: Основным принципом работы трансформатора является явление взаимной индуктивности между двумя обмотками, соединенными общим магнитным потоком. На изображении справа показана простейшая форма трансформатора. Трансформатор в основном состоит из двух индукционных катушек, первичной обмотки и вторичной обмотки.

Каковы основы трансформатора?

Детали и конструкция трансформатора Первичная обмотка трансформатора. Это создает магнитный поток при подключении к источнику электроэнергии. Магнитопровод трансформатора. Магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой и протекающий по этому низкоомному пути, соединенному со вторичной обмоткой, образует замкнутый магнитный контур. Вторичная обмотка трансформатора.

Как ■■■■ подключить трансформатор?

Подсоедините два провода от дополнительной панели распределения питания (если имеется) с помощью винтов с маркировкой C и D.Подключить трансформатор. Поместите поезд на каждый из двух вновь созданных путей.

Как работают настоящие трансформеры?

Как работают трансформаторы, обратите внимание. Механизм внимания предшествует «Трансформерам» и первоначально использовался для обновления более ранней передовой технологии НЛП рекуррентных нейронных сетей (RNN). Кодирование позиции. Как вы упомянули, до Трансформеров, особенно RNN, были в авангарде технологии NLP, RNN, которые использовали модуль долговременной памяти (LSTM). Автоматическое внимание.Многоголовое внимание.

Упрощенный принцип работы транзистора

Начнем с простого. Транзистор — это миниатюрный электронный компонент, который может выполнять две разные функции. Он может действовать как усилитель или как переключатель: когда он работает как усилитель, он потребляет небольшой электрический ток (входной ток) на одном конце и создает гораздо больший электрический ток (выходной ток). ) Второй .

Как работает диод

Диоды — это электронные компоненты, изготовленные из полупроводникового материала, которые действуют как выпрямители.Диоды можно найти в зарядных устройствах для мобильных телефонов, ноутбуках, блоках питания ПК и т. д. Принцип работы диодов заключается в том, что диод может отклонять электрический ток только в одном направлении. Если ток течет с противоположного направления, диод будет заблокирован.

Каково назначение диода?

Основные цели. Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (так называемое прямое направление диодов) и блокировать его в противоположном направлении (обратное направление).Поэтому диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана.

Что делает диод в радиосхеме?

Диоды Детектор диодов представляет собой электрический компонент, обычно используемый в схемах радиоприемников. Эти приборы, также известные как детекторы на твердотельных диодах, регулируют ток. Если установлен диодный детектор, импульсы не могут проходить в обратном направлении, а только в прямом направлении.

Каковы области применения диода?

Диод можно использовать для различных целей, включая генерацию различных сигналов, таких как аналоговый сигнал, частоты, такие как микроволновые частоты или свет.Те, которые излучают свет, известны как светодиоды или светодиоды. Этот тип диода излучает свет, когда через него проходит ток.

Как работает транзистор, когда база не подключена

Но в реальной жизни транзистор с неподключенной базой может работать в зависимости от внешних условий. В простой схеме драйвера светодиода с транзистором прикосновение пальцами к базе может активировать транзистор, то есть проводить ток с небольшим количеством электричества в пальце.

Почему транзистор проводит больший ток, чем база?

Этот ток базы заставляет транзистор открываться довольно сильно, так что коллектор пропускает ток (гораздо больший), чем база.Если вы затем подключите источник напряжения между коллектором и нижней частью вашего существующего источника питания 5 В, дополнительный ток будет протекать через коллектор и светодиод.

Что происходит, когда транзистор не включается?

Если ИК-датчик не обнаруживает движения, он не будет проводить ток, поэтому транзистор не включится. Если транзистор не получает достаточного тока на своей базе, ток не может течь от эмиттера к коллектору для питания нагрузки, в данном случае двигателя.

Почему NPN-транзистор не включается?

Если транзистор не получает достаточного тока на своей базе, ток не может течь от эмиттера к коллектору для питания нагрузки, в данном случае двигателя. Хотя коллектору транзистора требуется положительное напряжение (для работы NPN-транзистора), он не включится только потому, что на нем есть напряжение.

Как работает транзистор в качестве переключателя?

Конфигурация транзистора в качестве ключа показана на следующей схеме: Выход токогенерирующего устройства соединен с базой транзистора.Нагрузка подключена к коллектору, как и положительное постоянное напряжение для NPN.

Как работает резистор

Фото: Четыре типичных резистора рядом друг с другом в электронной схеме. Резистор работает путем преобразования электрической энергии в тепло, которое выделяется в воздух. Что такое сопротивление? Электричество течет через материал, переносимый электронами, маленькими заряженными частицами в атомах.

Каково назначение резистора?

Резисторы являются наиболее распространенными компонентами электронных схем и устройств.Основная цель резистора — поддерживать определенные уровни напряжения и тока в электронной цепи.

Как резистор влияет на цепь?

Резисторы — это электрические компоненты, управляющие протеканием тока в цепи. Высокое сопротивление означает, что при данном напряжении ток меньше. В резисторе электроны сталкиваются с ионами, замедляя ток и уменьшая ток по мере выделения тепла.

Как рассчитать ток через резистор?

Вычисление тока через резистор — это первое, чему вы научитесь при анализе основных схем.Закон Ома гласит, что ток равен напряжению, деленному на сопротивление. Ток через резистор можно определить, разделив напряжение на этом резисторе на его сопротивление.

Какова работа резистора?

Резистор — это часть цепи, препятствующая протеканию электрического тока. Он имеет два порта, через которые должен протекать ток, и сконструирован таким образом, что напряжение падает при переходе от одного порта к другому. Резисторы в основном используются для создания и поддержания известных безопасных токов в электрических компонентах.

транзисторов — Как работает эта схема генератора тона?

Я новичок в электронике, который только начал экспериментировать с набором стилей Snap Circuits, и я наткнулся на эту схему высокочастотного генератора.

Когда я его собрал, я услышал звук средней и высокой частоты, исходящий из динамика. Светодиоды также мигают синхронно с этими звуками.

Кто-нибудь может объяснить, как эта схема производит колебание? В частности, как транзисторы и конденсатор работают вместе, чтобы выключать и включать светодиоды? Я ищу объяснение, объясняющее последовательность, в которой электроны вытекают из батарей, заполняют конденсатор и включают транзисторы, чтобы светодиоды мерцали.

На второй диаграмме ниже я попытался воссоздать диаграмму на основе (несколько запутанной) схемы оснастки под ней. Первая диаграмма ниже представляет собой преобразование той же схемы в более обычную компоновку.

Обычная компоновка:

имитация этой схемы — схема создана с помощью CircuitLab

Схема на основе оригинальной схемы:

имитация этой схемы

Дополнительная информация о Snap Circuit:

Детали включают:

  • Резистор 100 кОм (R5)
  • WC = чип свистка.«Чип свистка» можно рассматривать как конденсатор емкостью 20 нФ, способный модулировать звук. На данный момент рассматривайте его как конденсатор на 20 нФ.
  • ПНП-транзистор
  • NPN-транзистор
  • Красное и зеленое свечение Диод (светодиод)
  • Динамик 8 Ом, 0,5 Вт
  • Ползунковый переключатель
  • Держатель батареи, в котором используются 2 батареи типа AA (1,5 В)
  • Синие провода с защелкой для соединения различных компонентов

РЕДАКТИРОВАТЬ:

  1. Существует некоторая путаница в отношении того, что такое чип-свисток.я читал это его цель — действовать как конденсатор. В инструкции сказано, что я можно заменить его конденсатором 0,02 мкФ, и схема по-прежнему будет работать. Работа. У меня есть, и он до сих пор работает.
  2. Коллектор с транзистора Q1 (PNP) напрямую не подключается обратно к аккумулятору. Другими словами, позиция 5D НЕ является соединением. Это только из-за схемы так кажется. Извините, выкладываю уже сделанное фото. коллектор Q1 идет НАД ним и подключается напрямую к динамику. **
  3. Документацию по этой схеме можно найти как проект 210 на странице 38: https://resources.demco.com/electronicsnapcircuitsmanual.pdf

Наверное больше так — желтое пересечение синего не касается:

БЫЛО показано так:

Как работает транзистор?


Автор вопроса: Тони Уилан

Ответить

Конструкция транзистора позволяет ему работать как усилитель или переключатель.Это достигается за счет использования небольшого количества электричества для управления воротами на гораздо большем подача электроэнергии, как поворот клапана для управления подачей воды. Транзисторы

состоят из трех частей: базы, коллектора и эмиттера. База является устройством управления воротами для более крупного электроснабжения. Коллекционер – это больший источник электропитания, а эмиттер является выходом для этого источника. Отправив различные уровни тока от базы, количество тока, протекающего через затвор от коллектора может регулироваться.Таким образом, можно получить очень небольшое количество тока. используется для управления большим количеством тока, как в усилителе. Тот же процесс используется для создать двоичный код для цифровых процессоров, но в этом случае порог напряжения пять вольт необходимо, чтобы открыть затвор коллектора. Таким образом, транзистор используется в качестве переключателя с двоичной функцией: пять вольт «ВКЛ», менее пяти вольт «ВЫКЛ».

Полупроводящие материалы делают транзистор возможным.Большинство людей знакомы с электропроводящими и непроводящими материалами. Металлы обычно считают как проводящий. Такие материалы, как дерево, пластик, стекло и керамика непроводящие, или изоляторы. В конце 1940-х годов группа ученых, работавших в Bell Лаборатории в Нью-Джерси обнаружили, как брать определенные типы кристаллов и использовать их в качестве электронные устройства управления, используя их полупроводниковые свойства. Большинство неметаллические кристаллические структуры обычно считаются изоляторами.Но по заставляя кристаллы германия или кремния расти с примесями, такими как бор или фосфора кристаллы приобретают совершенно другие электропроводящие свойства. По помещая этот материал между двумя проводящими пластинами (эмиттер и коллектор), сделан транзистор. При подаче тока на полупроводниковый материал (базу) электроны собираться до тех пор, пока не сформируется эффективный канал, позволяющий проходить электричеству Учеными, ответственными за изобретение транзистора, были Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли.Их патент назывался: «Три Элемент электродной цепи, использующий полупроводниковые материалы».

Артикул:


Ответил: Стивен Портц, учитель технологии, средняя школа Space Coast, Флорида

Существует два основных типа транзисторов — переходные транзисторы и полевые транзисторы. Каждый работает по-своему. Но полезность любого транзистора зависит от его способность управлять сильным током при слабом напряжении. Например, транзисторы в система громкой связи усиливает (усиливает) слабое напряжение, возникающее, когда человек говорит в микрофон.Электричество, поступающее от транзисторов, достаточно сильное, чтобы использовать громкоговоритель, который воспроизводит звуки намного громче, чем голос человека.

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Переходной транзистор состоит из тонкого куска одного типа полупроводниковый материал между двумя более толстыми слоями противоположного типа. Например, если средний слой p-типа, внешние слои должны быть n-типа. Такой транзистор представляет собой НПН-транзистор. Один из внешних слоев называется эмиттером, а другой известен как коллекционер.Средний слой – это основа. Места, где излучатель соединяется с база и база присоединяется к коллектору, называются соединениями.

Слои NPN-транзистора должны иметь соответствующее напряжение. напряжение базы должно быть больше напряжения эмиттера. Напряжение коллектор, в свою очередь, должен быть более положительным, чем у базы. Напряжения питается от батареи или какого-либо другого источника постоянного тока. Эмиттер поставляет электроны.База вытягивает эти электроны из эмиттера, потому что он имеет более положительное напряжение, чем эмиттер. Это движение электронов создает поток электричества через транзистор.

Ток проходит от эмиттера к коллектору через базу. Изменения в напряжение, подключенное к базе, изменяет поток тока, изменяя количество электроны в базе. Таким образом, небольшие изменения базового напряжения могут вызвать большие изменения тока, вытекающего из коллектора.

Производители также производят транзисторы с PNP-переходом. В этих устройствах эмиттер и коллектор представляет собой полупроводниковый материал p-типа, а основание — n-типа. PNP-переход Транзистор работает по тому же принципу, что и NPN-транзистор. Но отличается одним уважать. Основной поток тока в транзисторе PNP управляется путем изменения количество дырок, а не количество электронов в базе. Также этот вид Транзистор работает правильно, только если отрицательная и положительная связи с ним обратное по сравнению с транзистором NPN.

ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Полевой транзистор имеет только два слоя полупроводника материала, один над другим. Электричество протекает через один из слоев, называемый канал. Напряжение, подключенное к другому слою, называемому затвором, мешает ток, протекающий в канале. Таким образом, напряжение, подведенное к затвору, управляет сила течения в канале. Существуют две основные разновидности полевого эффекта. транзисторы-полевой транзистор соединения (JFET) и полупроводник оксида металла полевой транзистор (МОП-транзистор).Большинство транзисторов, содержащихся в современных интегральные схемы — это МОП-транзисторы.
Ответил: Джастин Шорс, старшеклассник

Простая схема генератора синусоидальной волны с использованием транзистора

Ранее мы построили простую схему генератора прямоугольной волны, сегодня в этом уроке мы собираемся показать вам , как генерировать синусоидальную волну , используя несколько основных компонентов, таких как транзистор, резистор и конденсатор. Синусоида чаще всего известна как форма волны переменного тока. В этой схеме мы также создадим эту переменную форму волны, мы можем отрегулировать частоту или уменьшить шум синусоидальной волны, просто изменяя номиналы конденсаторов и резисторов.

 

Необходимые компоненты
  • 2N2222 NPN-транзистор
  • Осциллограф
  • Резистор (510, 1 кОм, 10 кОм и 2 кОм)
  • Конденсаторы (90 нФ, 100 нФ и 200 нФ)
  • Питание 12 В
  • Соединительные провода

 

Принципиальная схема

Если вы видите приведенное ниже изображение соединений макетной платы, вы найдете больше конденсаторов, чем показано на принципиальной схеме выше.Это потому, что мы подключили несколько конденсаторов последовательно и параллельно, чтобы получить требуемые значения конденсаторов, показанные на принципиальной схеме. Также можно использовать в схеме любой NPN-транзистор вместо вышеуказанного. Также вы можете изменить значение резистора и конденсатора, чтобы изменить уровень частоты.

 

Работа цепи генератора синусоидального сигнала:

Здесь мы подаем 12В в схему и не можем подать его напрямую на транзистор.Итак, для этого мы используем резисторы R1 и R2, составляя схему делителя напряжения для смещения транзистора Q1. Мы использовали транзистор типа NPN, который проводит ток или смещается в прямом направлении только тогда, когда на его базовый вывод подается положительный сигнал, в противном случае он остается открытым или смещается в обратном направлении.

Пара из трех резисторов (R3, R5 и R6) и конденсатора (C1, C2 и C3) образует схему RC-генератора . Это тип генератора с обратной связью, который состоит из усилительного устройства, такого как транзистор, который используется в нашей схеме, или мы также можем использовать операционный усилитель.

Первоначально на вход RC-цепи подается постоянный ток, но после первого переключения он преобразуется в синусоиду, а затем остается синусоидой.

Мы использовали три конденсатора, каждый конденсатор дает 60-градусный фазовый сдвиг. Таким образом, общий фазовый сдвиг, который мы получаем, составляет 180 градусов, что требуется для синусоиды.

В RC-генераторе часть выходной энергии возвращается на его вход, для получения положительной обратной связи положительная обратная связь помогает амплитуде выходного сигнала оставаться стабильной.Следовательно, выход RC-цепи представляет собой синусоидальную волну со сдвигом фазы на 180 градусов, которая подается на транзистор, и здесь транзистор работает как усилитель, который усиливает синусоидальную волну, и мы получили ее на выходе.

Конденсатор C5 действует как конденсатор связи, который блокирует постоянный ток и пропускает только синусоидальную волну, а резистор R4 ограничивает ток коллектора.

 

Генератор синусоидальных колебаний на микросхеме 4047

Мы также можем использовать IC 4047 для генерации синусоидального сигнала.Эта ИС обычно используется в схеме инвертора, и мы ранее сделали генератор прямоугольных импульсов, используя эту ИС, добавив несколько резисторов и конденсаторов в предыдущую схему, мы можем получить синусоидальную волну с IC 4047, как показано на принципиальной схеме ниже:

 

Ниже показана небольшая схема, которую нам нужно добавить в наш генератор прямоугольных импульсов, чтобы преобразовать прямоугольный сигнал в синусоидальный.

Транзисторная схема трехфазного генератора синусоидальной волны

В посте объясняется очень простая схема трехфазного генератора синусоидальной волны, в которой используются только три биполярных транзистора и несколько пассивных компонентов для запуска желаемого трехфазного выходного сигнала.

Как это работает

Что касается схемы трехфазного синусоидального генератора, мы можем видеть три идентичных транзисторных каскада, сконфигурированных перекрестно, имеющих эквивалентные временные RC-постоянные на их базах.

Резистор 10k и конденсатор 1u по существу отвечают за обеспечение необходимого эффекта задержки для генерации трехфазных сигналов с фазовым сдвигом 120 градусов.

При включении питания может показаться, что ступени находятся в заблокированной последовательности, однако, поскольку все конденсаторы не могут иметь точно одинаковое значение, тот, у которого значение немного ниже, чем у других, заряжается первым, запуская последовательную проводимость через транзистор.

Предположим, что из-за несоответствия значений конденсатор базы среднего транзистора заряжается первым, это позволяет среднему транзистору проводить ток первым, что, в свою очередь, заземляет базу крайнего правого транзистора, предотвращая его протекание в этот мгновенный момент, но в тем временем базовый конденсатор левого или правого транзистора также заряжается в тандеме, что заставляет средний транзистор выключаться и освобождать проводимость правого транзистора.

Двухтактный цикл

Вышеупомянутая взаимная двухтактная процедура индуцирует и устанавливает непрерывную последовательную цепь проводимости через транзисторы, вызывая появление предполагаемой трехфазной картины сигнала на коллекторах транзисторов.Из-за постепенного заряда и разряда конденсаторов результирующая форма сигнала представляет собой чистую синусоидальную волну.

Резистор 2K2, показанный желтым цветом, странным образом становится решающим в инициировании последовательности генерации 3-фазного сигнала, без которого схема резко останавливается.

Как упоминалось ранее, степень фазы может быть изменена путем изменения значений RC на базах транзисторов, здесь он сконфигурирован для получения фазового сдвига на 120 градусов.

Принципиальная схема

Осциллограмма, 3-фазный сигнал

Видеоиллюстрация

Поскольку мой осциллограф не был оборудован для измерения 3-фазного сигнала, мне удалось проверить только один канал на видео.

Генератор импульсов на сильноточных транзисторах

PDF-версия также доступна для скачивания.

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этой статьи, либо с ее содержанием.

Что

Описательная информация, помогающая идентифицировать эту статью.Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие элементы в электронной библиотеке.

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этой статьей.

Статистика использования

Когда этот артикул использовался в последний раз?

Взаимодействие с этой статьей

Вот несколько советов, что делать дальше.

PDF-версия также доступна для скачивания.

Цитаты, права, повторное использование

Международная структура взаимодействия изображений

Распечатать / поделиться


Печать
Электронная почта
Твиттер
Фейсбук
Тамблер
Реддит

Ссылки для роботов

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Архивный ресурсный ключ (ARK)

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

Форматы метаданных

Картинки

URL-адреса

Статистика

Нестеров, В.и Кассель, Р. Генератор импульсов на сильноточных транзисторах, статья, 1 мая 1991 г.; Менло-Парк, Калифорния. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1105976/: по состоянию на 10 апреля 2022 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, цифровая библиотека ЕНТ, https://digital.library.unt.edu; зачисление отдела государственных документов библиотек ЕНТ.

Поваренная книга биполярных транзисторов — Часть 5


Двумя наиболее широко используемыми типами схем генераторов сигналов на транзисторах являются типы генераторов, которые производят синусоидальные волны и используют транзисторы в качестве элементов линейного усиления, и типы мультивибраторов, которые генерируют сигналы прямоугольной или прямоугольной формы и используют транзисторы в качестве цифровых переключающих элементов.

В выпуске этого месяца описываются практические способы использования биполяров в линейном режиме для создания простых, но полезных схем генераторов синусоидального сигнала и белого шума. В выпуске этой серии, который выйдет в следующем месяце, будут рассмотрены практические схемы мультивибраторов биполярных генераторов сигналов.

ОСЦИЛЛЯТОР ОСНОВЫ

Чтобы генерировать достаточно чистые синусоидальные волны, осциллятор должен удовлетворять двум основным конструктивным требованиям, как показано на рис. 1 . Во-первых, выход его усилителя (А1) должен быть возвращен на его вход через частотно-избирательную цепь (А2) таким образом, чтобы сумма фазовых сдвигов усилителя и цепи обратной связи равнялась нулю градусов (или 360°) при желаемая частота колебаний, т.е.е., так что x° + y° = 0° (или 360°). Таким образом, если усилитель создает фазовый сдвиг на 180° между входом и выходом, частотно-селективная сеть должна ввести дополнительные 180° фазового сдвига.

РИСУНОК 1. Основная схема и условия, необходимые для генерации синусоидального сигнала.


Второе требование состоит в том, что коэффициент усиления усилителя должен точно соответствовать потерям в цепи частотно-избирательной обратной связи на желаемой частоте колебаний, чтобы общий коэффициент усиления системы был равен единице, т.е.g., A1 x A2 = 1. Если коэффициент усиления ниже единицы, схема не будет колебаться, а если больше единицы, она будет перегружена и будет генерировать искаженные формы сигналов. Сеть частотно-селективной обратной связи обычно состоит из CR-, LC- или кварцевого фильтров; практические схемы генераторов, в которых используются частотно-избирательные фильтры C-R, обычно генерируют выходные частоты ниже 500 кГц; те, которые используют частотно-избирательные фильтры LC, обычно генерируют выходные частоты выше 500 кГц; те, которые используют кристаллические фильтры, генерируют сверхточные частоты сигнала.

C-R ГЕНЕРАТОРЫ

Простейший синусоидальный осциллятор C-R относится к типу с фазовым сдвигом, который обычно принимает базовую форму, как показано на рис. 2 . Здесь три идентичных фильтра верхних частот CR каскадно образуют фильтр третьего порядка, который вставляется между выходом и входом инвертирующего (фазовый сдвиг 180 °) усилителя; фильтр дает полный фазовый сдвиг на 180° при частоте fo около 1/(14RC), так что вся схема имеет сдвиг контура на 360° при этом условии и колеблется на частоте fo, если усилитель имеет достаточное усиление (около x29), чтобы компенсировать потери фильтра и, таким образом, дать среднее усиление контура, незначительно превышающее единицу.

РИСУНОК 2. Фильтр верхних частот третьего порядка, используемый в качестве основы генератора с фазовым сдвигом.


Обратите внимание на Рисунок 2 , что каждый отдельный каскад фильтра верхних частот C-R пропускает высокочастотные сигналы, но подавляет низкочастотные. Его выходной сигнал снижается на 3 дБ при частоте разрыва 1/(2 RC) и падает со скоростью 6 дБ/октаву, когда частота снижается ниже этого значения. Таким образом, базовый фильтр 1 кГц дает подавление 12 дБ для сигнала частотой 250 Гц и 20 дБ для сигнала частотой 100 Гц.Фазовый угол выходного сигнала опережает угол фазы входного и равен арктангенсу 1/(2fCR), или +45° при fc. Каждый этап C-R известен как фильтр первого порядка. Если несколько (n) таких фильтров соединены каскадом, результирующая схема называется фильтром «n-го порядка» и имеет крутизну, превышающую fc, равную (n x 6 дБ)/октаву.

На рис. 3 показана схема практичного фазовращателя с частотой 800 Гц, который может работать от любого источника постоянного тока в диапазоне от 9 до 18 В. Чтобы первоначально настроить схему, просто подстройте RV1 так, чтобы схема генерировала достаточно чистую синусоидальную волну на выходе, как видно на осциллографе — выходной уровень сигнала полностью регулируется с помощью RV2.

РИСУНОК 3. Генератор с фазовым сдвигом 800 Гц.


Основные недостатки простых фазовращающих генераторов типа Рисунок 3 заключаются в том, что они имеют довольно плохую внутреннюю стабильность усиления и что их рабочую частоту нельзя легко изменить. Гораздо более универсальный осциллятор C-R может быть построен с использованием мостовой сети Wien.

На рис. 4 показаны основные элементы мостового генератора Вина. Сеть Вина состоит из R1-C1 и R2-C2, значения которых сбалансированы так, что C1=C2=C и R1=R2=R.Фазовые сдвиги этой сети отрицательны на низких частотах, положительны на высоких и равны нулю на центральной частоте 1/(6,28CR), при которой сеть имеет коэффициент затухания, равный трем. Таким образом, сеть можно заставить колебаться, подключив неинвертирующий усилитель x3 с высоким входным импедансом между его выходной и входной клеммами, как показано на схеме.

РИСУНОК 4. Схема основного генератора Вина .


На рис. 5 показан простой генератор Вина с фиксированной частотой, в котором транзисторы Q1 и Q2 подключены как усилители с общим эмиттером с низким коэффициентом усиления.Q2 дает коэффициент усиления по напряжению, немного превышающий единицу, и использует резистор R1 сети Вина в качестве нагрузки коллектора, а Q1 представляет собой высокий входной импеданс по отношению к выходу сети Вина, и его усиление регулируется через RV1. Значения компонентов показывают, что схема колеблется с частотой около 1 кГц — при использовании RV1 следует настроить так, чтобы на выходе генерировался слегка искаженный синусоидальный сигнал.

РИСУНОК 5. Практический генератор Вина 1 кГц.


На рис. 6 показан усовершенствованный осциллятор Вина, потребляющий 1.8 мА от источника питания 9 В и имеет выходную амплитуду, которая полностью регулируется до 6 В от пика к пику через RV2. Q1-Q2 представляют собой комплементарную пару с общим эмиттером с прямой связью и обеспечивают очень высокий входной импеданс базы Q1, низкий выходной импеданс коллектора Q2 и неинвертированные коэффициенты усиления по напряжению x5,5 по постоянному току и от x1 до x5,5. AC (переменная через RV1). Красный светодиод генерирует напряжение 1,5 В с низким импедансом, которое подается на базу Q1 через резистор R2 и, следовательно, смещает выход Q2 до статического значения +5 В. Сеть Вина R1-C1 и R2-C2 подключена между выходом Q2 и входом Q1, и при использовании RV1 просто настраивается так, чтобы при просмотре выхода схемы на осциллографе генерировалась стабильная и визуально чистая форма сигнала.В этом случае амплитуда колебаний ограничивается примерно 6 В от пика к пику из-за начала ограничения положительного пика, когда усилитель начинает входить в режим насыщения. Если RV1 тщательно отрегулировать, это ограничение может быть уменьшено до почти незаметного уровня, что позволяет генерировать синусоидальные волны хорошего качества с менее чем 0,5% THD.

РИСУНОК 6. Мостовой синусоидальный генератор Вина 1 кГц с переменной амплитудой на выходе.


Схема Рис. 6 может быть модифицирована для работы с регулируемой частотой в ограниченном диапазоне путем уменьшения значений R1 и R2 до 4.7К и соединить их последовательно с переменными резисторами 10К. Обратите внимание, однако, что генераторы Вина с переменной частотой лучше всего строить с использованием операционных усилителей или других линейных ИС в сочетании с системами обратной связи с автоматической регулировкой усиления, используя различные стандартные схемы этого типа, которые были опубликованы в предыдущих выпусках этого журнала. .

L-C ГЕНЕРАТОРЫ

Синусоидальные генераторы

C-R обычно генерируют сигналы в диапазоне от 5 Гц до 500 кГц. Генераторы LC обычно генерируют их в диапазоне от 5 кГц до 500 МГц и состоят из частотно-селективной сети LC, которая подключена к контуру обратной связи усилителя.

Простейший LC-транзисторный генератор представляет собой генератор с обратной связью с настроенным коллектором, показанный на рис. 7 . Q1 подключен как усилитель с общим эмиттером, с базовым смещением, обеспечиваемым через R1-R2, и эмиттерным резистором R3, развязанным по переменному току через C2. L1-C1 образует цепь настроенного коллектора, а обратная связь между коллектором и базой обеспечивается через L2, который индуктивно связан с L1 и обеспечивает действие трансформатора. Выбирая фазу этого сигнала обратной связи, можно сделать так, чтобы схема давала нулевой фазовый сдвиг петли на настроенной частоте, так что она колебалась бы, если коэффициент усиления петли (определяемый отношением витков T1) больше единицы.

РИСУНОК 7. Генератор обратной связи с настроенным коллектором.


Характерной особенностью любой LC-схемы является то, что соотношение фаз между ее током возбуждения и наведенным напряжением изменяется от -90° до +90° и равно нулю на центральной частоте, определяемой как f = 1/(2 LC). Таким образом, схема (рис. 7) дает нулевой общий фазовый сдвиг и колеблется на этой центральной частоте. С показанными значениями компонентов частоту можно изменять от 1 МГц до 2 МГц с помощью C1.Эта базовая схема может быть спроектирована для работы на частотах от нескольких десятков Гц при использовании многослойного трансформатора с железным сердечником до десятков или сотен МГц при использовании радиочастотных технологий.

ВАРИАНТЫ ЦЕПИ

Рисунок 8 показывает простую вариацию конструкции Рисунок 7 — осциллятор Хартли. Его коллекторная нагрузка L1 отводится примерно на 20% вниз от его вершины, и к этой точке подключается положительная шина питания; Таким образом, L1 дает действие автотрансформатора, в котором напряжение сигнала наверху L1 сдвинуто по фазе на 180° с напряжением на его низком конце (коллектор Q1).Сигнал с верхней части катушки подается на базу Q1 через C2, и, таким образом, схема колеблется с частотой, заданной значениями LC.

РИСУНОК 8. Базовый генератор Хартли .


Обратите внимание на вышеприведенное описание, что действие генератора зависит от какой-то точки отвода общего сигнала в настроенной цепи, так что получается действие автотрансформатора с фазовым разделением. Эта точка отвода не должна быть встроена в реальную катушку настройки, но может быть превращена в настроечный конденсатор, как в схеме генератора Колпитца, показанной на рис. 9 .С показанными значениями компонентов эта конкретная схема колеблется с частотой около 37 кГц.

РИСУНОК 9. Генератор Колпитца 37 кГц.


Модификация конструкции Колпитца, известная как осциллятор Клаппа или Гурье, показана на рис. 10 . C3 включен последовательно с L1 и имеет меньшее значение по сравнению с C1 и C2. Следовательно, резонансная частота контура задается в основном L1 и C3 и практически не зависит от изменения емкостей транзисторов и т. д.Таким образом, схема обеспечивает превосходную стабильность частоты. С показанными значениями компонентов он колеблется с частотой около 80 кГц.

РИСУНОК 10. Генератор Гурье или Клаппа 80 кГц.


На рис. 11 показан генератор Reinartz, в котором настроечная катушка имеет три обмотки с индуктивной связью. Положительная обратная связь получается путем соединения сигналов коллектора и эмиттера транзистора через обмотки L1 и L2. Обе эти катушки индуктивности подключены к L3, и цепь колеблется с частотой, определяемой L3-C1.На диаграмме показаны типичные отношения витков катушки для схемы, которая колеблется с частотой в несколько сотен кГц.

РИСУНОК 11. Базовый осциллятор Reinartz .


Наконец, На рисунках 12 и 13 показаны версии эмиттерных повторителей генераторов Хартли и Колпитца. В этих схемах транзисторы и подстроенные контуры L1-C1 каждый дают нулевой фазовый сдвиг на частоте колебаний, а подстроенный контур дает усиление по напряжению, необходимое для обеспечения генерации.

РИСУНОК 12. Версия генератора Хартли с эмиттерным повторителем.


РИСУНОК 13. Вариант эмиттерного повторителя генератора Колпитца.


МОДУЛЯЦИЯ

Цепи LC-генератора Рис. 7 13 можно легко модифицировать для получения модулированных (AM или FM), а не непрерывных (CW) выходных сигналов. Рисунок 14 , например, показывает схему Рисунок 7 , модифицированную для работы в качестве генератора частоты биений 456 кГц (BFO) с возможностью амплитудной модуляции (AM).Стандартный транзисторный трансформатор ПЧ 465 кГц (T1) используется в качестве настроенного контура LC, а внешний сигнал AF может подаваться на эмиттер Q1 через C2, таким образом эффективно модулируя напряжение питания Q1 и тем самым модулируя амплитуду несущего сигнала 465 кГц. Схема может быть использована для создания глубины модуляции до 40%. C1 имеет низкий импеданс для несущей частоты 465 кГц, но высокий импеданс для сигнала модуляции ЗЧ.

РИСУНОК 14. 465 кГц BFO с возможностью AM.


На рис. 15 показана вышеприведенная схема, модифицированная для обеспечения возможности частотной модуляции (ЧМ) вместе с настройкой варактора через RV1. Кремниевый диод 1N4001 D1 используется в качестве недорогого варакторного диода, который при обратном смещении (как неотъемлемая часть его основного действия кремниевого диода) по своей природе обладает емкостью (несколько десятков пФ), которая уменьшается с приложенным обратным напряжением. D1 и блокировочный конденсатор C2 соединены последовательно и фактически соединены с настроенной цепью T1 (поскольку шины питания схемы закорочены вместе, если речь идет о сигналах переменного тока).

РИСУНОК 15. 465 кГц BFO с варакторной настройкой и возможностью FM.


Следовательно, центральную частоту генератора можно изменять, изменяя емкость D1 через RV1, а ЧМ-сигналы можно получать, подавая сигнал модуляции ЗЧ на D1 через C3 и R4.

КРИСТАЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Генераторы с кварцевым управлением

обеспечивают превосходную точность и стабильность частоты. Кварцевые кристаллы имеют типичные значения добротности около 100 000 и обеспечивают примерно в 1000 раз большую стабильность, чем обычная LC-схема.Их рабочая частота (которая может варьироваться от нескольких кГц до 100 МГц) определяется механическими размерами кристалла, который может быть разрезан для последовательного или параллельного резонансного режима. Устройства с последовательным режимом имеют низкий импеданс в резонансе, а устройства с параллельным режимом имеют высокий импеданс в резонансе.

На рис. 16 показан широкодиапазонный кварцевый генератор, разработанный для использования с кварцем с параллельным режимом. На самом деле это схема генератора Пирса, и ее можно использовать практически с любым хорошим кварцем с параллельным режимом от 100 кГц до 5 МГц без необходимости модификации схемы.

РИСУНОК 16. Широкодиапазонный генератор Пирса использует кварц с параллельным режимом.


В качестве альтернативы, На рис. 17 показан генератор Колпитца с частотой 100 кГц, разработанный для использования с кварцем с последовательным возбуждением. Обратите внимание, что настроенный контур L1-C1-C2 предназначен для резонирования на той же частоте, что и кристалл, и что значения его компонентов должны быть изменены, если используются другие частоты кристалла.

РИСУНОК 17. Генератор Колпитца 100 кГц использует кварц последовательного режима.


Наконец, На рис. 18 показан чрезвычайно полезный двухтранзисторный генератор, который можно использовать с любым последовательно-резонансным кварцем от 50 кГц до 10 МГц. Q1 подключен как усилитель с общей базой, а Q2 как эмиттерный повторитель, а выходной сигнал (от эмиттера Q2) возвращается на вход (эмиттер Q1) через C2 и последовательно-резонансный кварц. Эта превосходная схема будет колебаться с любым кристаллом, который подает малейшие признаки жизни.

РИСУНОК 18. Широкодиапазонный (50 кГц-10 МГц) генератор может использоваться практически с любым кварцем последовательного режима.


ГЕНЕРАТОРЫ БЕЛОГО ШУМА

Одной полезной линейной, но несинусоидальной формой сигнала является так называемый белый шум, который содержит полный спектр случайно генерируемых частот, каждая из которых имеет одинаковую среднюю мощность при усреднении за единицу времени. Белый шум полезен при тестировании усилителей ЗЧ и ВЧ и широко используется в системах звуковых генераторов со специальными эффектами.

На рис. 19 показан простой генератор белого шума, работа которого основана на том факте, что все стабилитроны генерируют существенный белый шум при работе с малым током.Резисторы R2 и ZD1 включены в петлю отрицательной обратной связи между коллектором и базой усилителя с общим эмиттером Q1, таким образом стабилизируя рабочие уровни схемы по постоянному току, а петля развязана по переменному току через C1. Таким образом, ZD1 действует как источник белого шума, включенный последовательно с базой Q1, который усиливает шум до полезного уровня около 1,0 вольта от пика к пику. В этой схеме можно использовать любой стабилитрон от 5,6 до 12 В.

РИСУНОК 19. Транзисторно-стабилитронный генератор белого шума.


РИСУНОК 20. Двухтранзисторный генератор белого шума.


Рисунок 20. представляет собой простой вариант описанной выше конструкции, в котором в качестве генерирующего шум стабилитрона используется переход база-эмиттер транзистора 2N3904 (который «стабилизируется» при напряжении около 6 В). НВ


.

0 comments on “Как работает генератор на транзисторе: Блокинг-генератор

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.