Экономичный блокинг генератор в преобразователе напряжения. Блокинг-генератор: виды, принцип работы. Описание схемы устройства блокинг-генератора

Устройство блокинг-генератора

Блокинг-генератор представляет собой однокаскадный релаксационный генератор кратковременных импульсов с сильной индуктивной положительной обратной связью, создаваемой импульсным трансформатором.
Вырабатываемые ом 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 течение 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.

Но одновременно с тем 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.

Работа блокинг-генератора в автоколебательном режиме

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 рис. 1.

аботу 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 во время его протекания напряжение на кондере 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 кондер 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.

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:

T и ≈(3÷5)R1C1

Ждущий режим блокинг- генератора

По аналогии со ждущим мультивибратором , для блокинг-генератора этот режим характерен тем, что схема генерирует импульсы только при поступлении на её вход запускающих импульсов произвольной формы. Для получения ждущего режима в блокинг-генератор должно быть включено запирающее напряжение (рис. 2).

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

Для нормальной работы ждущего блокинг-генератора необходимо выполнить неравенство:

Т з ≥(5÷10)R1C1

где Т з - период повторения запускающих импульсов.

Для устранения влияния цепей запуска на работу ждущего блокинг-генератора включают разделительный диод VD2, который закрывается после открывания транзистора, в результате чего прекращается связь между блокинг-генератором и схемой запуска. Иногда в цепь запуска включают дополнительный каскад развязки (эмиттерный повторитель).

Примечание: сайт-

В статье Вам будут предложены , но, для начала, немного теории.
Есть один распространенный тип генераторов, в котором всеми событиями управляет заряд - разряд конденсатора. Это блокинг-генератор , его упрощенная схема показана на рисунке. Знакомство с работой блокинг-генератора начнем с того момента, когда включено питающее напряжение и в коллекторной цепи появился ток. Нарастающий коллекторный ток сразу через трансформатор наведет напряжение в базовой цепи. Причем напряжение такой полярности (это зависит от того, как включена обмотка II), которая способствует еще большему открыванию транзистора. Транзистор открывается лавинообразно до полного насыщения (напряжение на нагрузке максимально, на самом коллекторе около нуля), а ток положительной обратной связи заряжает конденсатор Сд и при этом поддерживает транзистор в открытом состоянии. Но после того, как этот конденсатор полностью зарядится до напряжения на обмотке U ц, ток через него прекратится и транзистор скачком закроется постоянным напряжением на конденсаторе, которое имеет положительную полярность относительно базы. Теперь напряжение Uс на конденсаторе Сg начинает постепенно уменьшаться, он разряжается через резистор Re. И вот наступает такой момент, когда конденсатор уже не может противодействовать «минусу», поступающему на базу через Rq: транзистор мгновенно открывается, в коллекторной цепи появляется ток и все начинается сначала - опять рывок коллекторного тока, опять заряд конденсатора, опять он закрывает транзистор, постепенный разряд конденсатора и в какой-то момент снова открывание транзистора и очередной рывок коллекторного тока…

Так в блокинг-генераторе транзистор, разумеется с помощью трансформатора и разрядной RС-цепочки, периодически сам себя открывает и закрывает, генерирует меняющееся напряжение. Частота этого напряжения зависит от того, сколько времени проходит от одного отпирания транзистора до следующего, а значит, главным образом зависит от постоянной времени разрядной цепи, от сопротивления Rq и емкости С б. Чем они больше, тем медленнее идет процесс разряда, тем ниже частота.

5. Блокинг-генератор . Частоту его сигнала можно менять, изменяя Rl или С1. На основе этого генератора можно сделать простейший электромузыкальный инструмент или индикатор сопротивления. Так, например, если с помощью двух электродов включить вместо R1 некоторый объем воды, то звуковой тон будет меняться в зависимости от уровня воды или, например, ее солености. В качестве Tp 1 можно взять БТК (блокинг-трансформатор кадровый) от любого телевизора. Выходное сопротивление такого генератора велико, его нужно подключать к каскаду с большим входным сопротивлением.

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

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

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

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

1) Принцип работы

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

2) Детали

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

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

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

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

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

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

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

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

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

Резистор 2,2кОм.

Вот что у меня в итоге получилось:

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

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

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

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

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

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

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

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

5) Практическая польза

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

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

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

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

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

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

Осциллограма:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

При приближении:

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

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

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Биполярный транзистор	КТ805А	1			В блокнот
	Выпрямительный диод	1N4007	1			В блокнот
	Резистор	2.2 кОм	1

Блокинг-генераторы предназначены для формиро­вания импульсов тока или напряжения прямоугольной формы преи­мущественно малой длительности (от единиц до нескольких сотен микросекунд). Они находят применение в схемах формирования пи­лообразного тока для осуществления развертки электронного луча по экрану электронно-лучевых приборов с электромагнитным управ­лением. На основе блокинг-генераторов часто выполняют формиро­ватели управляющих импульсов в системах цифрового действия.

По принципу построения блокинг-генератор представляет собой однокаскадный транзисторный усилитель с глубокой положительной обратной связью, осуществляемой импульсным трансформатором. Процесс формирования выходного импульса связан с отпиранием транзистора и удержанием его в состоянии насыщения (i б >i k /β) цепью положительной обратной связи. Окончание формирования им­пульса сопровождается выходом транзистора из режима насыщения или по входной цепи (т. е. базовой цепи при включении транзистора по схеме ОЭ) вследствие уменьшения тока базы, или по выходной (кол­лекторной) цепи из-за увеличения пика коллектора. Эти два случая определяют соответственно две разновидности блокинг-генераторов: с конденсатором в цепи обратной связи (с времязадающим конденса­тором) и с насыщающимся трансформатором.

В настоящем параграфе рассматривается блокинг-генера­тор с конденсатором в цепи обратной связи, получивший наибольшее применение на практике в однотактном варианте.

Схема блокинг-генератора приведена на рис. 3.15, а. Она выпол­нена на транзисторе ОЭ и трансформаторе Тр. Цепь положительной обратной связи осуществлена с помощью вторичной обмотки w B транс­форматора с коэффициентом трансформации n б = ω k /ω б, конденса­тора С и резистора R, ограничивающего ток базы. Резистор R б создает контур разряда конденсатора на этапе закрытого состояния тран­зистора. Выходной сигнал может быть спят либо непосредственно с коллектора транзистора, либо с дополнительной нагрузочной обмот­ки ω н трансформатора, связанной с коллекторной обмоткой коэффи­циентом трансформации n н = ω н /ω k . В последнем случае амплитуду импульса напряжения можно получить как меньше, так и больше напряжения E к и обеспечить потенциальное разделение, нагрузки и схемы генератора. Диод Д 1 , включаемый при необходимости, исклю­чает прохождение в нагрузку импульса напряжения отрицательной полярности, возникающего при запирании транзистора. Ветвь из дио­да Д. 2 и резистора R 1 выполняет функцию защиты транзистора от пере­напряжений.

Рассмотрим работу схемы в режиме автогенератора (вход­ная цепь с конденсатором С, отсутствует). Временные диа­граммы, поясняющие принцип действия, приведены на рис. 3.15, б - ж.

На интервале t 0 - t 1 тран­зистор закрыт, напряжение на его коллекторе равно - E к, на­пряжения на обмотках транс­форматора и нагрузке равны нулю (рис. 3.15, б - г). Закры­тое состояние транзистора соз­дается напряжением на конден­саторе С (рис. 3.15, а), под­ключенным через обмотку ω б к выводам база - эмиттер тран­зистора. Полярность напряже­ния, указанную на рис. 3.15, а, конденсатор приобретает к кон­цу формирования схемой пре­дыдущего импульса.

Закрытое состояние транзис­тора продолжается до момента времени t 1 , поскольку на интер­вале t 0 - t 1 происходит переза­ряд конденсатора С по цепи ω б - С - R - R 6 - (-E k) и в момент времени t 1 , напряжение на конденсаторе становится рав­ным нулю (рис. 3.15, д).

На интервале t 1 - t 2 осу­ществляется отпирание тран­зистора. Этот процесс обуслов­ливается наличием в схеме по­ложительной обратной связи и называется процессом регенерации или прямым блокинг процессом.

Сущность регенеративного процесса отпирания транзистора за­ключается в том, что он сопровождается взаимным увеличением базо­вого и коллекторного токов и протекает следующим образом.

Переход в момент времени t 1 напряжения u с - и бэ через нуль приводит к возникновению токов базы и коллектора транзистора. При отпирании транзистора напряжение на его коллекторе умень­шается, что вызывает появление напряжения на коллекторной обмот­ке ω k трансформатора (рис. 3.15, а). Напряжение на коллекторной обмотке трансформируется в базовую обмотку ω б с полярностью, соот­ветствующей увеличению базового тока. Рост базового тока, в свою очередь, вызывает увеличение коллекторного тока, снижение напря­жения на коллекторе и дальнейшее повышение напряжения на кол­лекторной и базовой обмотках. Процесс завершается переходом тран­зистора в момент времени t 2 в режим насыщения.

Развитие регенеративного процесса отпирания транзистора воз­можно, если в схеме создаются условия для увеличения тока базы за счет положительной обратной связи. Это означает, что цепь обратной связи должна обеспечить соотношение для токов транзистора, при котором

Ток коллектора транзистора равен сумме приведенных к коллекторной обмотке трансформатора токов базы и нагрузки:

Интервал t 1 - t 2 определяет длительность переднего фронта фор­мируемого импульса. Время в блокинг-геиераторах составляет доли микросекунды.

На интервале формирования вершины импульса t в транзистор открыт, напряжение ΔU кэ на нем мало. К коллекторной обмотке при­кладывается напряжение, близкое к E к, а к базовой и нагрузочной обмоткам - соответственно напряжения, близкие к E к /n б и E k /n H (рис. 3.15, в, г).

Для интервала t в действительна схема замещения блокннг-генера- тора, приведенная на рис. 3.16, а. Транзистор на схеме изображен в

Через коллекторную обмотку и транзистор протекает ток i н (рис. 3.16, а), равный сумме трех составляющих: приведенных к кол­лекторной обмотке тока нагрузки i" н =i н /n H = E к /(n 2 н R H) и тока ба­зы i" б = i б /n б, а также тока намагничивания i μ .

Ток н а м а г н и ч и в а н и я i μ (см. рис. 3.15, е) является балластной составляющей в коллекторном токе транзистора. Он со­здается под воздействием приложенного к коллектор­ной обмотке напряжения E k и обусловлен перемещением рабочей точки по кривой на­магничивания сердечника трансформатора из точки 1 в направлении к точке 2 (рис. 3.16, б). Характер изменения во времени тока i μ зависит от вида кривой намагничивания и числа витков коллекторной обмотки (ее индуктивности L k). Выбором соответствую­щей величины индуктивности коллекторной обмотки макси­мальное значение тока I μm ах ограничивают на уровне (0,05/ 0,1) i" н.Участок пере­мещения рабочей точки по петле намагничивания при этом получается достаточно малым и близким к прямой, в связи с чем характер измене­ния тока i μ во времени бли­зок к линейному. Для тока i μ будет действительно уравнение

откуда находим

Ток базы i 6 (см. рис. 3.15, с) обеспечивает на интервале t в режим насыщения транзистора. Он обусловливается процессом заряда конденсатора С через входную цепь открытого транзистора и резистор R под действием напряжения на базовой обмотке трансфор­матора. При этом ток i 6 убывает по экспоненциальному закону. При­веденная составляющая i" б в токе коллектора также относительно мала и уменьшается во времени.

Зависимые во времени токи i μ и i б создают вначале некоторое убывание тока i k а затем его нарастание (см. рис. 3.15, ж). Вследствие относительно малых составляющих i" б и i μ ток i k на этапе t в определяется преимущественно током i" н, т. е. i k ≈ i" н =Е к /(n н 2 R н)=Е к /R" н

Если принять t ф ≤t в то ток базы на интервале t в будет изменять­ся по закону

где τ = C(R+r вх) - постоянная времени цепи базы; r вх - вход­ное сопротивление транзистора в открытом состоянии.

Длительность t в характеризует состояние схемы, при котором создаваемый по цепи обратной связи ток базы (ток заряда конденсатора) обеспечивает режим насыщения транзистора, т. е. i б >i k /β Однако по мере заряда конденсатора (см. рис. 3.15, д, е) гок базы уменьшается, вследствие чего уменьшается степень насы­щения транзистора. В момент времени t 3 ток базы убывает до значе­ния i б = i k /β, что соответствует выходу транзистора из режима на­сыщения. Следующий вслед за этим процесс запирания транзистора определяет момент окончания формирования блокинг-генератором импульса напряжения длительностью t в (см. рис. 3.15, г).

Время t в можно найти, положив в формуле (3.49) i б = E k / (β R" н)

Переход транзистора в закрытое состояние происходит за счет по­ложительной обратной связи также лавинообразной называется об­ратным б л о к и н г - п р о ц е с с о м. Его начало обусловли­вает повышение напряжения на коллекторной и базовой обмотках трансформатора. Обратный Злокинг-процесс протекает при взаимном уменьшении токов коллектора и базы и заканчивается запиранием транзистора. Его длительность определяет время среза t с формируе­мого импульса. Время t с мало отличается от t ф. Закрытое состояние транзистора после момента времени t 4 поддерживается напряжением на конденсаторе, полярность которого указана на рис. 3.15, а.

Процессы, протекающие в схеме после запирания транзистора в момент времени t 4 , связаны с разрядом конденсатора и рассеянием энергии, накопленной в магнитном поле, трансформатора.

Разряд конденсатора С происходит по цепи ω б - R - R б - (-Е к) (см. рис. 3.15, а). Вследствие разряда напряжение на конден­саторе изменяется, как показано на рис. 3.15, д.

На интервале t в трансформатор накапливает энергию [виду под­ключения его коллекторной обмотки ω k к источнику питания и про­текания через нее тока намагничивания i μ . При запирании транзи­стора коллекторная обметка трансформатора отключается от источ­ника питания. На ней индуцируется напряжение, препятствующее уменьшению тока i μ . Напряжение самоиндукции возникает также на базовой и нагрузочной обмотках. Полярности напряжений пока­заны на схеме замещения блокинг-геиератора, приведенной на рис. 3.16, в.

Нагрузочная обмотка трансформатора отключена от сопротивле­ния R н диодом Д 1 . Сопротивление цепи R б - R - С - (-Е к) ве­лико ввиду относительно большого значения R б (десятки килоом). Относительно напряжения на коллекторной обмотке диод Д 2 вклю­чен в прямом направлении. В связи с этим можно считать, что ток i μ при запирании транзистора переводится из цепи коллектора в цепь диода Д 2 и резистора R 1 . Энергия, накопленная в магнитном поле трансформатора от протекания тока i μ на этапе t в, рассеивается в активном сопротивлении R 1 . Магнитное состояние сердечника транс­форматора изменяется от точки 2 к точке 1 (см. рис. 3.16, б). В цепи с R 1 происходит уменьшение тока i μ до нуля (см. рис. 3.15, е) с по­стоянной времени L k /R 1 . Ток i μ в конце интервала t в (см. рис. 3.15, е) и сопротивление R 1 определяют амплитуду выброса напряжения на коллекторной обмотке трансформатора при запирании транзистора: U выбр = I μmax R 1 . Величину сопротивления R 1 выбирают, исходя

из необходимости защиты транзистора от пробоя его коллекторного перехода в момент выброса: U kmax = E k +I μm ах R 1 < U k доп (см. рис. 3.15, б). В отсутствие сопротивления R 1 , рассеяние энергии, накопленной в магнитном поле коллекторной обмотки, осуществля­лось бы в приведенных к коллекторной обмотке сопротивлениях ба­зовой цепи и сопротивлении изоляции коллекторной обмотки. При этом амплитуда выброса коллекторного напряжения U выбр могла бы превысить допустимое значение.

Транзистор в схеме блокинг-генератора, работающего в авто­генераторном режиме, открывается, когда напряжение на его базе, определяемое напряжением на конденсаторе, достигает нулевого зна­чения. Это определяет длительность паузы t п и частоту следования выходных импульсов блокинг-генератора. Интервал t п характери­зуется процессом разряда конденсатора по цепи ω б - R - R 6 - (-Е к) (см. рис. 3.15, а). Конденсатор при этом стремится перезаря­диться от начального напряжения U c max до -Е к (см. рис. 3.15, д). Приняв U c max = Е к /n б и пренебрегая тепловым током I к0 транзи­стора, находим:

При работе блокинг-генератора в режиме синхрониза­ции в базовую цепь транзистора через конденсатор C 1 подают вход­ные импульсы напряжения отрицательной полярности (рис. 3.17, а). Собственную частоту следования импульсов блокинг-генератора вы­бирают несколько меньшей частоты следования входных импульсов, т. е. T> Т вх. Синхронизирующие импульсы осуществляют отпира­ние. транзистора раньше момента естественного спадания до нуля напряжения на его базе (конденсаторе), в результате чего частота импульсов блокинг-генератора равна частоте следования импуль­сов синхронизации. Если период собственных колебаний много боль­ше периода повторения синхронизирующих импульсов: Т» Т вх, то блокинг-генератор работает в режиме деления часто­ты {рис. 3.17, б), при котором Т вых =nТ вх.

Для блокинг-генератора возможен и ждущий режим работы. В этом случае на базу транзистора по­дается начальное дополнительное на­пряжение смещения, в результате чего транзистор остается закрытым до по­дачи входного импульса и вх. Запуск блокинг-генератора осуществляют входными импульсами напряжения отрицательной полярности. При этом резистор R б под­ключают на напряжение дополнительного источника положительной полярности.

Электрическая схема блокинг генератора на одном транзисторе с описанием принципа работы для сборки своими руками. Транзистор может быть биполярным или полевым. Изобрели блокинг в ту пору, когда еще не было микросхем, но схема вызывает интерес до сих пор.

Блокинг генератор - автогенератор с сильной трансформаторной положительной обратной связью, предназначенный для генерирования кратковременных импульсов с большим отношением периода к длительности импульса, т.е. с большой скважностью импульсов. Частота блокинг генератора может составлять от нескольких Герц до сотен КГц.

Схема блокинг-генератора и временные диаграммы работы показана на вкладке (кликабельно). Обмотка связи подключена к переходу эмиттер-база транзистора VT последовательно через конденсатор С. При включении питания схемы небольшое нарастание коллекторного тока через обмотку связи вызывает появление и рост базового тока. Этот процесс лавинообразный и приводит к переходу транзистора в состояние насыщения.

Этим же током конденсатор заряжается, тем самым уменьшая напряжение база-эмиттер. При достижении равенства напряжения зарядки конденсатора напряжению на обмотке связи ток базы и соответственно ток коллектора резко спадают до нуля. В выходной обмотке формируется почти прямоугольный импульс напряжения.

Поскольку, с этого момента напряжение обратной связи почти нулевое, напряжение отрицательной полярности конденсатора С прикладывается к переходу база-эмиттер и переводит транзистор в состояние отсечки. Далее начинается процесс разряда конденсатора С экспоненциально через R от источника питания. При достижении напряжения открывания, начинается лавинообразный рост тока транзистора и формирование нового импульса, процесс становиться периодическим.

Транзистор может быть любым с достаточно высоким коэффициентом усиления. Трансформатор обычно наматывается на ферритовом кольце. Коллекторная обмотка содержит 30-50 витков провода. Обмотка связи 3-5 витков. Чем меньше размеры кольца и ниже планируемая частота генерации, тем больше требуется витков. Если используется полевой транзистор, обмотка связи содержит столько же витков сколько и возбуждающая обмотка, поскольку для управления ключевыми полевым транзистором требуется напряжение от 4 до 20 Вольт.

Транзистор генератора необходимо защитить от выбросов ОЭДС. Если транзистор полевой, достаточно поставить диод между затвором и плюсом источника питания. В таком варианте импульс на стоке будет срезаться на уровне напряжения ИП плюс падение на диоде (0,5 - 1 В). От перенапряжения на стоке полевые транзисторы обычно защищены встроенными диодами.

В простейшем случае можно обойтись без конденсатора. В таком варианте переключение блокинг генератора происходит при насыщении кольца. Упрощенная схема может быть использована при низковольтном питании и малых размерах кольца. КПД схемы достаточно низкий.

Частота блокинг генератора сильно зависит от питающего напряжения. В этой связи лучше использовать генераторы импульсов на микросхемах, тем более что не потребуется мотать обмотку связи. Блокинг имеет смысл использовать в случае когда напряжение источника питания не превышает нескольких вольт, например при питании от 1-3 батареек. Если использовать германиевый транзистор, возможна работы схемы при разрядке батареек до 0,5 В.