Схемотехника імпульсних пристроїв

Зміст

1. Блокінг-генератор

1.1 БГ з колеторно-базовим зв’зком в режимі очікування

1.2 Запуск схеми

1.3 Засоб запуску БГ

1.4 Автоколивальний режим БГ

2. Генератор пилоподібних імпульсів

1. Блокінг-генератор( БГ)

БГ називають релексаційний генератор із трансформаторним зворотнім зв’язком. Нагадаємо, що під релаксатором розуміється генератор зі скачкоподібною зміною вихідної напруги( струму), або генератор “розривних” коливань.

В залежності від способу включення трансформатора розрізняють БГ з колекторно-базовим, колекторно-еміттерним, еміттерно-базовим зв’язком.

БГ, як і будь-який релаксатор, може працювати в одному з трьох режимів: автоколивальному, очікування, або синхронизації.

Особливістю БГ, в порівнянні з мультівібраторами( за виключенням схеми на тунельному діоді) є наявність в його схемі тільки одного активного елемента – транзистора, лампи, тунельного діода та інших елементів, маючих падаючу ділянку ВАХ.

В схемах БГ активний елемент відкривається лише на порівнянно короткий час імпульсу, внаслідок чого струм, який він споживає, менше, ніж в мультівібраторах, де один з активних елементів завжди відкритий. З ціеї причини, при великих скважностях генеруємої БГ послідовності імпульсів (T-t_i)/t_i можливе форсування режиму активного елементу, а значить підвищення віддаваємої навантаженню потужності.

Застосування в схемі БГ імпульсного трансформатора з декількома вихідними обмотками, дозволяє отримати одночасно декілька імпульсів різної амплітуди і полярності, а також полегшує узгодження БГ з навантаженням.

БГ широко застосовується в імпульсній і цифровій техниці, в якості порівняно потужніх генераторів імпульсів прямокутної форми, тривалість яких лежить від долей мікросекунд до декількох мікросекунд в транзисторних схемах і від сотих долей, до деклькох десятків мікросекунд в лампових схемах.

Відомі і інші області їх застосування: ділення частоти імпульсів, запам’ятовування інформації, перетворення низької постійної напруги в більш високою та інше.

Основний недолік БГ – наявність в його схемі імпульсного трансформатора, який не можна реалізувати з застосуванням інтегральних технологій.

1.1 БГ з колеторно-базовим зв’зком в режимі очікування (мал 7.1)

R_б

Rн

R_ш

VD3

R_п

VD1

C_p

U₁

L_к

U2

i_к

і_б

VT1

-E_к

L_б

Починаючи з моменту t₁ в схемі БГ будуть відбуватися два процеса, які визначають тривалість генеруємих імпульсів і період їх повторення.

Перший – це заряд ємності С часозадаючого конденсатора током і_б бази( полярність напруги показана на мал 7.5, без дужок).

Другий – зростаня току в перший обмотці ІТ с постійною часу =L_к/R_ш+r_vd. Швидкість цього процесу на початку можна вважати постійною, через це напруга на базовій обмотці L_б U₂=L_б також буде постійною( її полярність показана на мал. 7.5).

Таким чином в полі бази транзистора, починаючи з моменту t₁, діють дві

Мал.7.1

VD2

У вихідному стані транзистор БГ закритий напругою джерела зміщення Еб і знаходиться в стійкому стані.

Призначення елементів схеми БГ: Rш,VD1VD3 ІТ буде з’ясовано при розгляданні фізпроцесів в ній.

Напруга на колекторі закритого транзистора рівна: Uк  -Ек.

Струм намагнічування імпульсного трансформатора: j= ni_к-і_б і W_м=

1.2 Запуск схеми

Для запуску схеми від зовнішнього генератора подається імпульс додатньої полярності через елементи розподільчого кола С_p-R_p та відсікаючий діод VD1.

Імпульсний трансформатор інвертує напругу запускаючого імпульса в напругу U₂, котра прикладається до участку Б-Е транзистора та відкриває його, переводячи його із області відсікання в активну область. В активній області коефіціент підсилення тока К_і>1, що, при наявності в схемі БГ кола додатнього зворотнього зв’язку, призводить до скачкоподібного наростання токів бази і колектора і переводу транзистора в область насичення, при якому напруг на колекторі стає близькою до нуля, а токи бази і колектора рівними токам насичення: І_бн і І_кн. В момент регенерації ток намагнічування імпульсного трансформатора залишається рівним нулю( тобто рівним току в режимі відсікання), так як ток в колекторній обмотці імпульсного трансформатора стрибком змінитися не може. Тому в момент регенерації стрибок колекторного току( від току відсікання, до току насичення) замикається через R_ш і відкритий діод VD2.

По цьому ж закону змінюється струм в базовій обмотці ІТ і напруга на базі транзистора, визначаючи час відновлення вихідного стану стійкої рівноваги схеми БГ.

Під час формування імпульсу БГ потенціал колектора транзистора VT близький к нулю, діод VD1 закриті схема запуска відключена від БГ. Крім цього діод VD1 попереджує перекидання БГ імпульсом від’ємної полярності, утворюучимся на R_р при заряджанні розділяючої ємності С_р в проміжках між запускаючими імпульсами додатньої полярності.

Тривалість імпульсів БГ вимірюється по їх вершині і визнпчається тривалістю стану квазірівноваги в його схемі. Цей час рівний часу зміни струму намагнічення ІТ від його значея, рівного нулю( в момент першого стрибка) до максимального значення, при якому струм бази зменшується нижче його значення в режимі насичення:

Тривалість імпульса БГ може бути визначена за допомогою співвідношення: t_и=nLj_max/E_к і залежить як від параметрів ІТ: n – коефіціент трансформації( відношення кількості вітків колекторної і базової обмоток n=; L – індуктивність намагничення; так і параметрів транзистора, зокрема =.

В практичних схемах тривалість імпульсів БГ регулюється з допомогою змінного опору R_б, який включається в коло бази( зображен пунктиром на мал.7.1), або в коло еміттера транзистора

При регулюванні тривалості імпульса за допомогою R_б:

t_иL(n/ R_б-1/ R_{н екв}), де _{Rн екв} – еквівалентний опір кола, що навантажує БГ.

При регулюванні тривалості імпульса зі зміною опору в колі еміттера:

Таким чином, в процесі регенерації БГ переходить зі стійкого стану рівноваги в стан квацірівноваги, в якому токи і напруги повільно змінюються в часі.

Після закінчення процесу регенерації починається формування вершини імпульсів. При цьому ток в колекторній обмотці імпульсного трансформатора починає зростати по закону (1-е^-t/)І_кн, ( де =L_k/R_ш+r_VD2 L_k/R_ш). На початку цього процесу швидкость нарастання току можна враховувати постійною, а значит і напруга на базовій обмотці імпульсного трансформатора U₂ залишається постійною.

U₂=L_б= const

Разом з цим збільшення току в колекторній обмотці ІТ i_{k іт} визиває збільшення току в його базовій обмотці i_{б іт} =n i_{k іт,} котри протікає на зустріч току бази транзистора, зменшуючи його величину. При цьому значення току намагнічення j= n i_{k іт} – і_б  буде лінійно нарастати, а напруга на базовій обмотці U₂=L залишається постійною.

В момент часу, коли зменшуючийся ток бази стане менше його значення в режимі насиченяя, тразистор БГ переходить із области насичення в активну область, де К_і >1, і за рахунок додатньго зворотнього зв’язку здійснюється скачкоподібне зменшення токів бази і колектора, і переход транзистора БГ в область відсікання.

Різке зменшення току колектора в момент відсікання визиває в колекторній обмотці ІТ викидання напруги зворотньої полярності, котре складається з ЕДС джерела живлення і призводить до збільшення напруги на колекторі транзистора. При цьому ток в колекторній обмотці ІТ замикається через опір R_ш , відкритих діодів VD2, VD1 і опір R_р. Цей ток зменшується в часі з постійною _БГ: _БГ

t_иL(n/ R_б-1/ R_{н екв}),

де  - коефіціент передачі струму бази транзистора зі спільною базою.

Вплив опору навантаження R_{н екв} із чисто фізичного розуміння може бути пояснено наступним чином. При зменшенні R_{н екв} збільшується струм в обмотці ІТ, підключеної в коло навантаження, а струм в базовій обмотці зменшується( за рахунок перерозподілу загального магнітного потоку, створюємого струмом в колекторній обмотці ІТ, між “базовой” і “навантажувальною” обмотками). В результати зменшується величина струму намагничування j_max, до якої з постійною швидкістю він збільшується в стані квазірівноваги, а значить зменшується і тривалість імпульса БГ.

1.3 Засоб запуску БГ

Для запуску БГ необхідно відкрити його транзисор, тобто замкнути петлю додатнього зворотнього зв’язку і зробити можливим регенеративний процес. Джерело запускаючих імпульсів може бути підключено до різних кіл БГ. Від місця і способу його включення залежить швидкість зміни напруги на базі транзистора при його відкриванні і взаємний вплив джерела запускаючих імпульсів і БГ, в час генерування імпульсу. На мал 7.4 показані деяки найбільш розповсюджені способи запуску. При запуску БГ в коло колекторп, при вказаному включенні обмоток ІТ від джерела U_з1 запускаючи імпульси повинні мати додатню полярність. Запуск від джерела U_з2 повинен здійснювтися імпульсом від’ємної полярності, які підводяться до додаткової обмотки ІТ. При наявності додаткової обмотки ІТ запуск БГ може здійснюватися імпульсами як додатньої, так і від’ємної полярності. Для цього необхідно відповідним чином включити відсікаючий діод VD3 і додаткову обмотку ІТ, відносно “базової” обмотки.

В обох розглянутих випадках схема БГ під час генерування імпульса відключена від кіл запуску, закритими відсікаючими діодами VD1 і VD3.

Третій спосіб запуска: в коло бази через додатковий резистор R, величина якого вибірається із умови R>>r_вх.е., здійснюється імпульсами від’ємної полярності. При виконанні указаної умови, напруга на базі транзистора в основному визначається параметрами схеми БГ. Дякуючи цьому джерело запускаючих імпульсів мало впливає на тривалість імпульсу БГ, однак заряд бар’єрної ємності Б-Е здійснються малим током і відкривання транзистора здійснюється з порівняно великим запізненням відносно імпульса запуска.

1.4 Автоколивальний режим БГ

У данному режимі у схемі БГ не існує стану стійкої рівноваги, але існують умови для існування двох станів квазірівноваги. Існування кола додатнього зворотнього зв’язку, крізь ІТ, що зв’язує вхідне та віхідне коло нелінійного елемента, свідчить о можливості існуваня в схемі БГ регенеративних процесів. Відсутність в схемі стану стійкої рівноваги дозволяє почати аналіз фізичних процесів в ній з любого моменту часу одного з двух станів квазірівноваги.

Призначення елементів C і R, відрізняющих автоколивальний БГ від чекаємого стане ясним з розглядання фізичних процесів в колі.

За початкову точку анализу візьмемо момент часу t1, коли напруга на ємності C, рівна нулю і прикладена до ділянки Б-Е транзистора, відчиняє його. (Для простоти аналізу візьмемо, що транзистор відкривається не при малій від’ємній напрузі на базі, відносно еміттера, а при нульовому).

При відкриванні транзистор переходить в активну область, де коефіціент струма К_і>1, в схемі БГ відбувається регенеративний процес, під час якого транзистор із активній області переходить в область насичення. В цьому стані U_к0, і_б=І_{б нас,} . і_к=І_{к нас}

Протилежно направлені напруги:

• зростаюча напруга U_c, з полярністю (+) на базу і (-) на еміттер( воно прагне закрити транзистор, який знаходиться в стані насичення);

• постійна напруга U₂, прикладена до базової обмотки ІТ, з полярністю протилежною U_c, вона утримує транзистор у відкритому і насиченному стані.

В момент часу, коли напруга на ємності Uc, зрівняється( по модулю) з напругою U₂, напруга на базі транзистора: U_б=U_c-U₂, стане рівною нулю і він із області насичення перейде в активну область( в момент t₂). При цьому знову замкнеться коло додатнього зворотнього зв’язку, відбудеться процес регенерації, в результаті якого транзистор стрибком перейде в область відсікання, де і_б0, і_к0, а U_к-E_к.

Інтервал часу t=t₂-t₁, на протязі якого транзистор знаходиться в стані насичення, а напруга на його колекторі і обмотках ІТ залишається постійною, t_і вважається тривалістю генеруємих імпульсів.

В момент t₂, при скачкоподібному відсіканні струма колектора в колекторній обмотці ІТ, виникає ЕДС самоіндукції, яка, сумуючись з ЕДС джерела E_к, призводить до викіду напруги на колекторі, майже до подвійного значення E_к. При цьому запасена в обмотці L_к енергія WL_кI²_кн/2 з плином часу витрачається в R_ш за рахунок протікання через нього і відкритий діод VD струму, виникаючого під дією ЕДС самоіндукції в котушці L_к.

На тривалість імпульса автоколивального БГ, окрім факторів, визначаючих її значення в режимі очікування, має вплив величина ємності часозадаючого конденсатора С.

Після закінчення імпульсу починається перезаряд ємності С через опір R і джерело напруги E_к. Напруга на конденсаторі С і на базі транзистора, змінюючись по експонеціальному закону, прагне до –E_к. Коли напруга на базі, пройдучи черех нуль, стає від’ємною, транзистор відкривається і починається регенеративний процес. Таким чином схема автоматично повертається в стан, з якого почався аналіз фізпроцесів в ній, а далі процеси повторюються.

Преіод повторення Т₀, як видно з мал. 7.6, визначається тривалістю генеруємих імпульсів і часом розряду конденсатору С. Зазвичай t_і<<t_розр, цьому: Т₀=RCln.

Приведений вираз для t₀ справедливий для випадку малого навантаження( R_{н екв}) і великої індуктивності базовой обмотки ІТ

Починаючи з моменту t₁ в схемі БГ будуть відбуватися два процеса, які визначають тривалість генеруємих імпульсів і період їх повторення.

Перший – це заряд ємності С часозадаючого конденсатора током і_б бази( полярність напруги показана на мал 7.5, без дужок).

Другий – зростаня току в перший обмотці ІТ с постійною часу =L_к/R_ш+r_vd. Швидкість цього процесу на початку можна вважати постійною, через це напруга на базовій обмотці L_б U₂=L_б також буде постійною( її полярність показано на малюнку 7.5). таким чином в колі бази транзистора, починаючи з моменту t₁, діють дві протилежно направлені напруги:

• зростаюча напруга U_c, з полярністю (+) на базу і (-) на еміттер( воно прагне закрити транзистор, який знаходиться в стані насичення);

• постійна напруга U₂, прикладена до базової обмотки ІТ, з полярністю протилежною U_c, вона утримує транзистор у відкритому і насиченному стані.

В момент часу, коли напруга на ємності Uc, зрівняється( по модулю) з напругою U₂, напруга на базі транзистора: U_б=U_c-U₂, стане рівною нулю і він із області насичення перейде в активну область( в момент t₂). При цьому знову замкнеться коло додатнього зворотнього зв’язку, відбудеться процес регенерації, в результаті якого транзистор стрибком перейде в область відсікання, де і_б0, і_к0, а U_к-E_к.

Інтервал часу t=t₂-t₁, на протязі якого транзистор знаходиться в стані насичення, а напруга на його колекторі і обмотках ІТ залишається постійною, t_і вважається тривалістю генеруємих імпульсів.

В момент t₂, при скачкоподібному відсіканні струма колектора в колекторній обмотці ІТ, виникає ЕДС самоіндукції, яка, сумуючись з ЕДС джерела E_к, призводить до викіду напруги на колекторі, майже до подвійного значення E_к. При цьому запасена в обмотці L_к енергія WL_кI²_кн/2 з плином часу витрачається в R_ш за рахунок протікання через нього і відкритий діод VD струму, виникаючого під дією ЕДС самоіндукції в котушці L_к.

На тривалість імпульса автоколивального БГ, окрім факторів, визначаючих її значення в режимі очікування, має вплив величина ємності часозадаючого конденсатора С.

Після закінчення імпульсу починається перезаряд ємності С через опір R і джерело напруги E_к. Напруга на конденсаторі С і на базі транзистора, змінюючись по експонеціальному закону, прагне до –E_к. Коли напруга на базі, пройдучи черех нуль, стає від’ємною, транзистор відкривається і починається регенеративний процес. Таким чином схема автоматично повертається в стан, з якого почався аналіз фізпроцесів в ній, а далі процеси повторюються.

Преіод повторення Т₀, як видно з мал. 7.6, визначається тривалістю генеруємих імпульсів і часом розряду конденсатору С. Зазвичай t_і<<t_розр, цьому: Т₀=RCln.

Приведений вираз для t₀ справедливий для випадку малого навантаження( R_{н екв}) і великої індуктивності базовой обмотки ІТ.

2. Генератор пилоподібних імпульсів

Наругою (струмом) пилоподібної форми (надалі просто пилоподібною напругою (струмом)) називається така напруга (струм), котра з плином часу змінюється по лінійному закону, а потім відбувається її зміна до вихідного рівня.

В більшості практичних випадків вона є периодичною і характеризується наступними основними параметрами:

T_роб – тривалість робочого ходу( або прямого ходу);

Т_звор – тривалість зворотнього ходу( відновлення);

U_m – амплитуда імпульсу;

К=U_m/T_роб – середня швидкість зміни в часі робочого ходу;

γ= - коефіціент нелінійності,

де і - швидкість зміни напруги, відповідно на початку і кінці робочого ходу.

Пилоподібні напруги і струми широко застосовуються на практиці. Найбільш часто вони застосовуються для створення часової розгортки електронно-променевих трубках, використовуємих в осцилографі, радіолокаційних індикаторах, прийомо-передаючий телеапаратурі, генераторах з лінійно-нарастаючою частотою.

Крім цього пилоподібні напруги і струми використовується в схемі перетворення величини напруги в часовий інтервал, схемах затримки, а також схемах порівняння рівня двух напруг.

Роздивимось принципи генерування пилообразної напруги, яка використовується як сама по собі, так і являється основою для отримання пилоподібного струму.

Існує два класа ГПН:

• ГПН, в яких тривалість робочого ходу Т_роб рівне тривалості вхідного запускаючого імпульса. Вони працюють в режимі очікування, період повторення генеруємих імпульсів визначається періодом запускаючих імпульсів;

• ГПН, в яких параметри генеруємих імпульсів визначаються параметрами самої схеми генератора, і можуть працювати як в автоколивальному режимі, так і в режимі очікування( із запуском короткими імпульсами).

В більшості ГПН лінійна зміна напруги отримується при заряджанні і розряджанні конденсатора від джерела струма

Периодичний характер роботи схеми забеспечується периодичним замиканням і розмиканням ключа К.

Основною проблемою, яку вирішують в різних схемах ГПН є забезпечення постійності струму заряду ємності С, так як тількі в цьому випадку напруга на ємності буде лінійно збільшуватись з постійною швидкістю, dU_c(t)dt=

const, а не змінюється по закону: U_c(t)=U_m(1-e^-t/τ).

Дійсно, dU_c(t)dt=i_c(t)/C, тобто лінійне збільшення напруги на ємності буде тільки при i_c(t)=const

Задача забезпечення постійності струму заряда ємності може вирішуватись одним з наступних методів:

1. Включення в коло заряду стабілізатора струму

Чим менше абсолютна нестабільність ∆i_ст стабілізатора струму, тим більшою буде постійність струму заряду ємності С, тим вище лінійність наростання напруги на ємності під час робочого ходу Т_роб. В якості стабілізатору струму може бути використаний БТ.

2. Застосування стабілізатору струму із зворотнім зв’язком

Перший метод не дозволяє отримати потрібну лінійність зміни напруги ГПН із-за великої залежності струму стабілізатора від зовнішніх факторів( наприклад, великої залежності струма колектора БТ від зміни температури його переходів).

Застосування стабілізаторів, охоплених від’ємним зворотнім зв’язком по струму, дозволяє зменшити величину ∆i_ст та забезпечити високу стабільність характеристики стабілізатора.

3) Застосування компенсуючої напруги.

При даному методі заряд ємності здійснюється через резистор R від двух джерел: джерела ЕРС Е і джерела компенсуючої напруги U_ком .

Джерело U_ком компенсує зменьшення напруги на опорі R, яке має місце зі збільшенням напруги на ємності С. При цьому напруга на опорі R і величина току, що протікає через нього, і який є током заряда ємності С, залишається незмінним під час її заряду.

ГПН компенсаційного типу дозволяє забеспечити найбільш високу лінійність пилоподібної напруги.

Найпростіший транзисторний генератор пилоподібної напруги

Генератор складається з транзисторного ключа на БТ, що включений по схемі ОЕ і конденсатора С.

Стан ключа визначається управляючими імпульсами напруги U₁. Вихідна напруга U₂ знімається з конденсатора С.

У вихідному стані транзистор ключа відкритий і насичений відповідним вибором R_р і R_к:

i_б=I_{б нас}.

Конденсатор С практично розряджений, тому що потеціал колектора насиченого VT U_к=0, ємність роздільного кола заряджена до значення Е( мал. 7.11б).

При подачі на вхід ключа імпульсу додатньої полярності транзистор зачиняється і конденсатор С заряджається від джерела Е_к через опір R_к і внутрішній опір джерела Е_к по закону U_c(t)=E_к(1-e^-t/RкC). Напруга на ємності зростає лінійно тільки на обмеженій ділянці на початку заряду, цьому для отримання необхідного коефіціента нелінійності γ:

γ=U_m/E_к при заданому значенні амплітуди напруги U_m необхідно напругу джерела Е_к вибирати значно більше амплітуди вихідної напруги U_m,і воно може виявитись ьільше допустимої напруги на колекторі U_{к доп}.

Діод VD, підключений до джерела Е₀,запобігає пробою транзистора, якщо з якихось причинтранзистор виявиться закритим напротязі часу, значно перевищуючого Т_роб, або трапиться обрив в колі конденсатора С.При збільшенні від’ємної напруги на колекторі VT на рівні Е_0.

По закінченню управляючого імпульсу напруги на вході ключа(момент t₂) транзистор відкривається і переходить в режим насичення і конденсатор розряджається через його малий опір( і паралельно через R_к і через джерело Е_к ) значно більшим струмом, ніж струм заряду. Цьому Т_звор отримується менше Т_роб.

В процесі розряду ємності С схема ГПН повертається у вихідне положення.

На транзисторі VT1 зібраний ключ, забезпечуючий періодичний характер роботи ГПН. Управляючі імпульси додатньої полярності подаються через розділяюче коло R_pC_p на базу транзистора VT1 і змінюють режим його роботи як в схемі звичайного ключа. На транзисторі VT2 зібраний підсилювач з від’ємним зворотнім зв’язком через конденсатор С.

У вихідному стані транзистор VT1 відкритий і насичений за рахунок відповідного вибору опорів Rp i R , напруга на його колекторі U_к1≈Е_е прикладена до переходу Б-Е VT2. При цьому він закритий, напруга на його колекторі U_к2 ≈-Ек, а конденсатор С заряджений до напруги Uc=Eк+Е_е.

В момент t₁ транзистор VT1 закривається додатнім перепадом U₁. При цьому додатний перепад вхідної напруги, інвертованний ключем на VT1, прикладається до ділянки Б-Е VT2 і відкриває його. Тобто в момент t₁ виникають умови для розряду конденсатора С.

В момент t₁ вихідна напруга U₂ стрибком збільшується на величину е₁ (див.мал.7.13г) U₂(t₁)=-(E_к+e₁). Це пояснюється тим, що в цей момент часу найбільша частина струму розряду конденсатора замикається по колу: +С→R→R_к та створює на R_к напругу U_Rк з полярністю, що показана на мал. 7.13а. U_Rк=е₁, яке складається з ЕРС джерела Е_к та збільшує від’ємний потенціал колектора МЕ2 на величину е₁.

З переходом транзистора VT2 в активну область, його опір різко зменшується і більша частина струму розряду ємності С замкнеться через нього по колу: +С→R→джерело Е_к→┴→Е-Б-К_VT2→-C, а меньша – через R_к.

При відкриванні транзистора VT2 з’являється його струм бази і_б, який протікає через опір R в тому ж напрямку, що і струм розряду ємності і_с. Сумарний струм (і_с+і_б)=і_R створює на опорі R напругу від’ємного зворотнього зв’язку U_R=(i_c+i_б)R, яке прикладається до бази транзистора VT2. Механізм стабілізації струму розряду ємності за рахунок зворотнього від’ємного зв’язку полягає у наступному.

Зменьшення напруги на ємності передається на базу VT2 та приведе до більш сильного відкривання транзистора, в результаті потенціал його колектора, а звідці і правої обкладки С зменшується. В результаті зменшуються напруга на конденсаторі в процесі його розряду буде менше, ніж при його розряду без від’ємного зворотнього зв’язку.

Крім цього, зменшення струму розряду і_с веде до зменшення напруги на опорі R:

↓U_R=(↓i_c+i_б)R,

яка є напругою від’ємного зворотнього зв’язку по струму, в результаті від’ємна напруга на базі VT2 U_бе:

↓U_бе=-Е_к+(↓і_с+і_б)R

збільшується, приводить до більш сильнішого його відкривання і зростання струму бази. Таким чином, зменшення струму розряду і_с приводить до автоматичного збільшення струму базі і_б, в результаті струм через опір R і напруга на ньому в процесі розряду залишаються постійними. Через те, можливо стверджувати, що розряд кондесатора С через опір R відбувається постійним струмом, а вихідна напруга ГПН лінійно зменшується від –Е_к до значення залишкової напруги на колекторі VT2. Аналіз фізичних процесів в розглянутій схемі ГПН дозволяє віднести його до компенсаційних генераторів. І дійсно, в ньму забезпечується постійність напруги на опорі R в процесі розряду ємності С за рахунок компенсації зменшення напруги на ньому збільшенням напруги, що створюється зростаючим струмом бази.

В момент закінчення керуючого імпульсу t₂ транзистор VT1 відкривається, напруга на його колекторі стає рівною +Е_е, що призводить до запірання VT2. Після цього конденсатор С заряджається через відкритий транзистор VT1 та опір R_к до величини напруги U_с=E_к+Е_е і схема повертається в початковий стан.

Стрибки напруги е₁ і е₂ на колекторі VT1, при його запиранні і відпіранні, відносно великі. Через конденсатор С вони передаються на вихід ГПН, що не є бажаним, особливо е₁, під час робочого ходу вихідної напруги.

Для усунення цього явища, послідовно з конденсатором С включають резистор r, підбираючи його величину так, щоб стрибок напруги на ньому, в момент початку розряда С, був рівний скачку напруги на опорі R_к і компенсував його. Тоді вихідна напруга ГПН U₂ буде змінюватись.

Лінійність вихідной напруги, в розглянотому ГПН на транзисторах нижче, ніж в його лампових аналогах, що пояснюється наявністю змінного вихідного струму VT2. Однак, він може бути усунений, при використанні в ГПН МДП-транзисторів.

Література

1. Гусев В.В. Основы имульсной и цифровой техники. М. Сов. Радио. 1975г.

2. Брамер И.И. Импульсные устройства. М. Сов. Радио. 1986г.