Генераторы электрических импульсов.

Генераторы электрических импульсов применяются в радиолокации, радиосвязи, телевидении, вычислительной технике и т.д.

Длительность генерируемых импульсов может составлять от единиц наносекунд до сотен миллисекунд при скважности от двух до сотен тысяч.

По способу возбуждения различают автоколебательные генераторы, генераторы с внешним возбуждением и генераторы работающие в ждущем или заторможенном режиме.

Отличительной особенностью большинства генераторов импульсов является наличие двух устойчивых состояний равновесия. Переход из одного состояния в другое происходит скачкообразно и носит лавинообразный характер. Такой процесс называется регенеративным. Все регенеративные генераторы можно подразделить на две группы:

Спусковые устройства , или триггеры, которые не содержат реактивных элементов, а переход из одного состояния в другое происходит под действием входного напряжения.

Релаксационные генераторы импульсов, содержащие не менее одного реактивного элемента. В таких генераторах регенеративные (лавинообразные) процессы чередуются с релаксационными, т.е. медленными изменениями энергии накопления.

Разновидности релаксационных генераторов являются мультивибраторы, одновибраторы, блокинг-генераторы и др.

Мультивибраторы.

Мультивибраторы применяются, когда нет жестких требований вырабатываемых импульсов длительности и частоты повторения.

Схема простейшего мультивибратора на дискретных элементах имеет вид:

Рис.

Схема представляет собой двухкаскадный усилитель с ПОС, замкнутый в кольцевую схему.

Если , то мультивибратор называют симметричным.

При включении источника питания и вследствии асимметрии плеч мультивибратора, коллекторный ток одного транзистора окажется больше по сравнению с коллекторным током другого тр-ра.

При это приведет к возникновению регенеративного процесса.

Рассмотренный процесс можно представить в виде символичной записи:

Процесс увеличения коллекторного тока и уменьшение

Вследствие действия ПОС процесс носит лавинообразный характер и заканчивается переходом в режим насыщения, а - в режиме отсечки.

При открытом транзисторе , конденсатор , подключен между базой и эмиттером и поддерживает его в закрытом состоянии. Закрытое состояние будет определяться временем перезаряда конденсатора С₁ по цепи: коллектор-эммитер .

В то же время происходит зарядка конденсатора С₂ по цепи: .

Обычно элементы и выбирают так, чтобы процесс зарядки конденсатора протекал быстрее, чем процесс их перезарядки.

По мере перезарядки конденсатора С₁ напряжение на нем увеличивается и в некоторый момент достигает нулевого значения. С этого момента открывается, его уменьшается и в мультивибраторе замыкается ПОС:

Этот процесс заканчивается запиранием и насыщением .

Мультивибратор приходит во 2^ое квазиустойчивое состояние равновесия, в котором начинается зарядка конденсатора С₁ по цепи:

и перезарядка конденсатора С₂ по цепи:

.

Графики изменений коллекторных и базовых напряжений мультивибратора будут иметь вид: (рис.)

Рис.

Время закрытого состояния тр-ра или длительность положительного импульса, снимаемого с выхода 1, определяется перезарядкой конденсатора С₂ и рассчитывается по приближенной формуле:

Аналогично

Период повторения .