Mikroschemos impulsų generatorius dviem apvijoms. Impulsų generatorius. Vaizdo įrašas. DIY aukštos įtampos impulsų generatorius

Šiame straipsnyje kalbėsime apie Mayer elemento impulsų generatorių.

Tyrinėdamas elektroninių plokščių elementų bazę, ant kurių buvo surinkti visi į kompleksinį įrenginį, kurį Mayer naudojo jo automobilyje sumontuotame vandenilio generatoriuje, surinkau „pagrindinę įrenginio dalį“ - impulsų generatorių.

Visos elektroninės plokštės ląstelėje atlieka tam tikras užduotis.

Mayer vandenilio generatoriaus mobiliojo įrenginio elektroninė dalis susideda iš dviejų pilnaverčių įrenginių, suprojektuotų kaip du nepriklausomi blokai. Tai deguonies ir vandenilio mišinį gaminančios ląstelės valdymo ir stebėjimo blokas bei šio mišinio tiekimo į vidaus degimo variklio cilindrus valdymo ir stebėjimo blokas. Pirmojo nuotrauka parodyta žemiau.

Celės veikimo valdymo ir stebėjimo blokas susideda iš antrinio maitinimo įtaiso, aprūpinančio visas modulių plokštes energija ir vienuolikos modulių – plokščių, susidedančių iš impulsų generatorių, stebėjimo ir valdymo grandinių. Tame pačiame bloke už impulsų generatoriaus plokščių yra impulsų transformatoriai. Vienas iš vienuolikos rinkinių: lenta impulsų generatorius Ir impulsų transformatorius naudojamas specialiai tik vienai porai ląstelių vamzdelių. O kadangi vamzdžių porų yra vienuolika, tai ir generatorių yra vienuolika.

.

Sprendžiant iš nuotraukų, impulsų generatorius surinktas ant paprasčiausio skaitmeninių loginių elementų elementų pagrindo. Įvairiose Mayer Cell svetainėse publikuojamos scheminės schemos savo veikimo principu nėra taip toli nuo originalo, išskyrus vieną dalyką – jos yra supaprastintos ir veikia nekontroliuojamai. Kitaip tariant, į elektrodų vamzdelius nukreipiami impulsai, kol atsiranda „pauzė“, kurią grandinės dizaineris greitai nustato savo nuožiūra, koreguodamas. Mayeriui „pauzė“ susidaro tik tada, kai pati ląstelė, susidedanti iš dviejų vamzdelių, praneša, kad laikas padaryti šią pauzę. Yra reguliuojamas valdymo grandinės jautrumas, kurio lygis greitai nustatomas naudojant reguliavimą. Be to, operatyviai reguliuojama „pauzės“ trukmė - laikas, per kurį ląstelėje negaunama jokių impulsų. Mayer generatoriaus grandinė suteikia automatinį „pauzės“ reguliavimą, priklausomai nuo pagamintų dujų kiekio poreikio. Šis reguliavimas atliekamas pagal signalą, gautą iš valdymo bloko, skirto stebėti kuro mišinio tiekimą į vidaus degimo variklio cilindrus. Kuo greičiau sukasi vidaus degimo variklis, tuo didesnės deguonies ir vandenilio mišinio sąnaudos ir trumpesnė „pauzė“ visiems vienuolikai generatorių.

„Mayer“ generatoriaus priekiniame skydelyje yra rezistorių apkarpymo lizdai, reguliuojantys impulsų dažnį, pauzės trukmę tarp impulsų pliūpsnių ir rankiniu būdu nustatomos valdymo grandinės jautrumo lygis.

Norint pakartoti patyrusį impulsų generatorių, nereikia automatinio dujų poreikio valdymo ir automatinio „pauzės“ reguliavimo. Tai palengvina elektroninė grandinė impulsų generatorius. Be to, šiuolaikinė elektronika yra pažangesnė nei buvo prieš 30 metų, todėl turint modernesnių lustų, nėra prasmės naudoti paprastų loginių elementų, kuriuos anksčiau naudojo Mayeris.

Šiame straipsnyje publikuojama mano surinkto impulsų generatoriaus schema, atkurianti Mayer celių generatoriaus veikimo principą. Tai ne pirmas mano sukurtas impulsų generatorius, prieš tai buvo dar du. sudėtingos grandinės, galintis generuoti impulsus įvairių formų, su amplitudės, dažnio ir laiko moduliavimu, grandinės, skirtos stebėti apkrovos srovę transformatoriaus ir paties elemento grandinėse, grandinės impulsų amplitudėms ir elemento išėjimo įtampos formai stabilizuoti. Pašalinus, mano nuomone, „nereikalingas“ funkcijas, buvo gauta pati paprasčiausia grandinė, labai panaši į įvairiose svetainėse publikuotas grandines, tačiau nuo jų besiskirianti tuo, kad yra elementų srovės valdymo grandinė.

Kaip ir kitose paskelbtose grandinėse, ląstelėje yra du generatoriai. Pirmasis yra generatorius – moduliatorius, formuojantis impulsų pliūpsnius, o antrasis – impulsų generatorius. Ypatinga grandinės ypatybė yra ta, kad pirmasis generatorius - moduliatorius veikia ne savaiminio generatoriaus režimu, kaip ir kiti Meyer Cell grandinių kūrėjai, o budėjimo osciliatoriaus režimu. Moduliatorius veikia pagal šį principą: Pradinis etapas tai leidžia dirbti generatoriui, o kai tam tikra srovės amplitudė pasiekiama tiesiai ant Celės plokštelių, generuoti draudžiama.

IN mobilusis įrengimas„Mayer“ kaip impulsinį transformatorių naudoja ploną šerdį, o visų apvijų apsisukimų skaičius yra didžiulis. Ne viename patente nurodyti šerdies matmenys ar apsisukimų skaičius. IN nuolatinis įrengimas Mayer turi uždarą toroidą su žinomi dydžiai ir apsisukimų skaičius. Buvo nuspręsta juo pasinaudoti. Tačiau kadangi energijos švaistymas įmagnetinimui vieno ciklo generatoriaus grandinėje yra švaistomas, buvo nuspręsta naudoti transformatorių su tarpu, remiantis ferito šerdimi iš TVS-90 linijos transformatoriaus, naudojamo tranzistoriniuose nespalvotuose televizoriuose. . Jis labiausiai atitinka parametrus, nurodytus Mayer patentuose, skirtuose nuolatiniam įrengimui.

Fundamentalus elektros schema Mano Mayer ląstelės versija parodyta paveikslėlyje.

.

Impulsų generatoriaus konstrukcija nėra sudėtinga. Jis surinktas ant banalių mikroschemų - LM555 laikmačių. Dėl to, kad generatorius yra eksperimentinis ir nežinoma, kokių apkrovos srovių galime tikėtis, dėl patikimumo IRF naudojamas kaip išėjimo tranzistorius VT3.

Kai Ląstelės srovė pasiekia tam tikrą slenkstį, prie kurio vandens molekulės lūžta, reikia pristabdyti impulsų tiekimą Ląstelei. Šiuo tikslu naudojamas silicio tranzistorius VT1 - KT315B, kuris draudžia generatoriaus veikimą. Rezistorius R13 „Generacijos pertraukimo srovė“ skirtas valdymo grandinės jautrumui nustatyti.

Jungiklis S1 „Grubi trukmė“ ir rezistorius R2 „Tiksli trukmė“ yra pauzės tarp impulsų pliūpsnių trukmės reguliavimas.

Pagal Mayer patentus transformatorius turi dvi apvijas: pirminėje yra 100 vijų (13 voltų maitinimo šaltiniui) PEV-2 vielos, kurios skersmuo yra 0,51 mm, antrinėje yra 600 vijų PEV-2 vielos, kurios skersmuo 0,18 mm.

Esant nurodytiems transformatoriaus parametrams, optimalus impulsų pasikartojimo dažnis yra 10 kHz. Induktorius L1 yra suvyniotas ant 25 mm skersmens kartoninio įtvaro, jame yra 100 apsisukimų PEV-2 vielos, kurios skersmuo 0,51 mm.

Dabar, kai visa tai „prarijote“, apibūdinkime šią schemą. Naudodamas šią schemą nenaudojau papildomų schemų, kurios padidina dujų išeigą, nes Mayer mobiliojoje ląstelėje jų nepastebima, žinoma, neskaitant lazerio stimuliacijos. Arba aš pamiršau nueiti su savo Celliu pas „šnabždančią močiutę“, kad ji galėtų pašnibždėti aukštą Cell našumą, arba nepasirinkau tinkamo transformatoriaus, bet instaliacijos efektyvumas pasirodė labai žemas, ir pats transformatorius labai įkaito. Atsižvelgiant į tai, kad atsparumas vandeniui yra mažas, pats elementas negali veikti kaip akumuliacinis kondensatorius. Ląstelė tiesiog neveikė pagal Mayerio aprašytą „scenarijų“. Todėl į grandinę pridėjau papildomą kondensatorių C11. Tik šiuo atveju išėjimo įtampos oscilogramoje atsirado signalo forma su ryškiu kaupimosi procesu. Kodėl įdėjau jį ne lygiagrečiai elementui, o per droselį? Ląstelės srovės valdymo grandinė turi aptikti staigų šios srovės padidėjimą, o kondensatorius savo įkrovimu to užkirs kelią. Ritė sumažina C11 įtaką valdymo grandinei.

Aš naudojau paprastą vandenį iš čiaupo, taip pat naudojau šviežią distiliuotą vandenį. Kad ir kaip iškraipyčiau, energijos sąnaudos esant fiksuotam veikimui buvo tris ar keturis kartus didesnės nei tiesiai iš akumuliatoriaus per ribojantį rezistorių. Vandens varža elemente yra tokia maža, kad transformatoriaus impulsinės įtampos padidėjimas buvo lengvai užgesintas esant mažam pasipriešinimui, todėl transformatoriaus magnetinė grandinė labai įkaisdavo. Galima daryti prielaidą, kad visa priežastis yra ta, kad aš naudojau ferito transformatorių, o mobiliojoje Mayer Cell versijoje yra transformatorių, kurie beveik neturi šerdies. Tai veikiau kaip rėmo funkcija. Nesunku suprasti, kad Mayeris mažą šerdies storį kompensavo daugybe apsisukimų, taip padidindamas apvijų induktyvumą. Bet tai nepadidins vandens atsparumo, todėl įtampa, apie kurią rašo Mayeris, nepakils iki patentuose aprašytos vertės.

Siekdamas padidinti efektyvumą, nusprendžiau „išmesti“ transformatorių iš grandinės, kurioje prarandama energija. Scheminė Mayer Cell elektrinė schema be transformatoriaus parodyta paveikslėlyje.

.

Kadangi ritės L1 induktyvumas yra labai mažas, aš jį taip pat pašalinau iš grandinės. Ir "štai" įrengimas pradėjo gaminti gana aukštą efektyvumą. Atlikau eksperimentus ir padariau išvadą, kad tam tikram dujų tūriui įrenginys sunaudoja tiek pat energijos kaip ir elektrolizės metu. DC, plius arba minus matavimo paklaida. Tai yra, aš pagaliau surinkau instaliaciją, kurioje nėra energijos nuostolių. Bet kam to reikia, jei energijos suvartojimas tiesiai iš akumuliatoriaus yra lygiai toks pat?

Užbaigimas

Pabaikime temą apie labai mažą atsparumą vandeniui. Pati Cell nėra pajėgi dirbti kaip akumuliacinis kondensatorius, nes vanduo, kuris veikia kaip kondensatoriaus dielektrikas, negali būti toks – jis praleidžia srovę. Kad virš jos vyktų elektrolizės – skilimo į deguonį ir vandenilį – procesas, jis turi būti laidus. Dėl to atsiranda neišsprendžiamas prieštaravimas, kurį galima išspręsti tik vienu būdu: atsisakykite „Cell-capacitor“ versijos. Kaupimas ląstelėje kaip kondensatorius negali įvykti, tai yra mitas! Jei atsižvelgsime į kondensatoriaus plokščių plotą, kurį sudaro vamzdžių paviršiai, tada net ir su oro dielektriku talpa yra nereikšminga, tačiau čia vanduo su mažu aktyviuoju pasipriešinimu veikia kaip dielektrikas. Netikite manimi? Paimkite fizikos vadovėlį ir apskaičiuokite talpą.

Galima daryti prielaidą, kad kaupimasis vyksta ant L1 ritės, bet taip pat negali būti dėl to, kad jos induktyvumas taip pat yra labai mažas 10 kHz dažniui. Transformatoriaus induktyvumas yra keliomis eilėmis didesnis. Galite net pagalvoti, kodėl jis net „įstrigo“ grandinėje dėl savo mažo induktyvumo.

Pokalbis

Kažkas pasakys, kad stebuklas yra dvišakioje apvijoje. Tokia forma, kokia ji pateikta Mayerio patentuose, ji nebus naudinga. Bifilar apvija naudojama apsauginiuose galios filtruose, ne to paties laidininko, bet priešingos fazės ir skirta aukštiems dažniams slopinti. Jis netgi prieinamas visuose be išimties kompiuterių ir nešiojamųjų kompiuterių maitinimo šaltiniuose. Ir tam pačiam laidininkui dvifilinė apvija atliekama vieliniame rezistoriuje, kad būtų slopinamos paties rezistoriaus indukcinės savybės. Bifilar apvija gali būti naudojama kaip filtras, apsaugantis išėjimo tranzistorių, neleidžiantis į generatoriaus grandinę patekti galingiems mikrobangų impulsams, tiekiamiems iš šių impulsų šaltinio tiesiai į elementą. Beje, ritė L1 yra puikus mikrobangų filtras. Pirmoji impulsų generatoriaus grandinė, kurioje naudojamas pakopinis transformatorius, yra teisinga, tik kažko trūksta tarp VT3 tranzistoriaus ir pačios Cell. Tam skirsiu kitą savo straipsnį.

--- Maitinimas: 5-12v


---
Dažnis: 5Hz-1kHz.

---
Išėjimo impulso amplitudė yra ne mažesnė kaip 10 V

--- Srovė: apie 100mA.

Multivibratorius buvo naudojamas kaip pagrindas, jis buvo įdiegtas trimis loginiai elementai 2I-NOT mikroschemos. Kurio principą, jei pageidaujama, galima perskaityti Vikipedijoje. Tačiau pats generatorius duoda atvirkštinį signalą, kuris paskatino mane naudoti keitiklį (tai yra 4 elementas). Dabar multivibratorius duoda mums teigiamus srovės impulsus. Tačiau multivibratorius neturi galimybės reguliuoti darbo ciklo. Jis automatiškai nustatomas į 50%. Ir tada man pasirodė budėjimo režimo multivibratorius, įdiegtas ant dviejų tų pačių elementų (5, 6), kurio dėka tapo įmanoma reguliuoti darbo ciklą. Schema ant paveikslėlio:

Natūralu, kad mano reikalavimuose nurodyta riba nėra kritinė. Viskas priklauso nuo parametrų C4 ir R3 - kur rezistorius gali būti naudojamas sklandžiai pakeisti impulso trukmę. Veikimo principą galima perskaityti ir Vikipedijoje. Kitas: dėl didelės apkrovos tranzistoriaus VT-1 buvo sumontuotas emiterio sekiklis. Naudojamas tranzistorius yra labiausiai paplitęs KT315 tipas. rezistoriai R6 riboja išėjimo srovę ir yra apsaugoti nuo tranzistoriaus perdegimo trumpojo jungimo atveju.

Mikroschemos gali būti naudojamos tiek TTL, tiek CMOS. Jei naudojamas TTL, varža R3 yra ne didesnė kaip 2k. nes: šios serijos įėjimo varža yra maždaug 2k. Aš asmeniškai naudojau CMOS K561LA7 (dar žinomas kaip CD4011) - du korpusai maitinami iki 15 V.

Puikus pasirinkimas naudoti kaip 3G bet kuriam keitikliui. Norint naudoti generatorių tarp TTL, tinka K155LA3, K155LA8 pastarųjų kolektoriai yra atviri, o išėjime turi būti pakabinti 1k nominalios vertės rezistoriai.

Neįprastas tranzistoriaus veikimo režimas.

Atrodo, kad mūsų šviesuolio laikais tranzistorius buvo tiek ištirtas, kad nieko naujo apie jį sužinoti nebeįmanoma.
Tačiau neseniai atradau osciliatoriaus grandinę, kuri yra labai stabili ir turi gerą apkrovą, nors atrodo, kad ji to neturėtų daryti.
Grandinė labai paprasta, parodyta 1 paveiksle:

1 pav. Generatoriaus grandinė.

Norint paleisti generatorių, reikia trumpai sutrumpinti tranzistoriaus kolektorių ir emiterį per mažos varžos varžą arba įvesti trumpą paleidimo impulsą tranzistoriaus įėjimui.
Generatoriaus su suveikimo impulsu modelis parodytas 2 pav.

2 pav. Generatoriaus modelio schema.

Generatoriaus veikimo laiko diagramos parodytos 3 pav.

Mėlyna - srovė tranzistoriaus bazėje.
Raudona - įtampa prie pagrindo.

Generatorius paleidžiamas vienu įtampos impulsu iš generatoriaus V2. Iš diagramų matyti, kad generavimas prasideda pasibaigus įjungimo srovės impulsui tranzistoriaus bazėje.
Praleidžiant suveikimo srovės impulsą, atsidarė tranzistorius, srovė pradėjo tekėti induktyvumu L1, o energija kaupėsi magnetinio lauko pavidalu. Uždarius tranzistorių, kaip aprašyta daugelyje vadovėlių, magnetinio lauko energija paverčiama energija elektrinis laukas, kuris kaupiasi kondensatoriuje C1. Kondensatoriaus įtampa padidėja iki tam tikros vertės, po kurios prasideda atvirkštinis procesas. Kondensatoriaus įtampa pradeda kristi, o srovė ritėje didėja, keičiant jos kryptį į priešingą.
Kai kondensatoriaus įtampa nukrenta iki nulio, srovė ritėje turi didžiausią vertę, nuo šio momento kondensatoriaus įtampa turi keisti savo ženklą ir didėti kitu poliškumu. Bet tai neįvyksta, nes įtampa ties tranzistoriaus kolektorius tampa neigiama ir jo kolektoriaus sandūra atsidaro, pakreipta į priekį. Per šią sandūrą induktoryje sukaupta srovė pradeda tekėti į tranzistoriaus pagrindą. Iš diagramų matyti, kad įtampa prie pagrindo taip pat tampa neigiama, emiterio sandūra užsidaro ir pradeda atlikti kolektoriaus vaidmenį - tranzistorius veikia visiškai atvirkštiniu režimu, su mažu srovės stiprinimu, bet vis tiek tranzistoriaus režimu. . Dalis srovės šakojasi į emiterį ir grąžinama į maitinimo šaltinį. Likusi srovė taip pat galiausiai grįžta į maitinimo šaltinį, atlikus darbą siekiant įveikti V3 šaltinio emf ir nuostolius kituose grandinės elementuose.
Kai įtampa ritės gnybte, prijungtame prie tranzistoriaus kolektoriaus, tampa lygus nuliui, tranzistorius persijungia iš atvirkštinio režimo į normalus režimas dirbti. Visą šį laiką jis lieka atviras, dėl to maitinimo šaltinio įtampa tiekiama į ritę tiek laiko, kiek pakanka, kad ji sukauptų energiją, reikalingą kitam svyravimo periodui.
Norint geriau suprasti procesus (jei kas staiga nori), 4 paveiksle parodytos tranzistoriaus srovių diagramos.

Ryžiai. 4. Tranzistoriaus srovių laiko diagramos.
Srovių kryptys nurodytos srovei bazėje.
Mėlyna - srovė tranzistoriaus bazėje.
Raudona - srovė kolektoriuje.
Juoda – srovė emiteryje

Iš dabartinių diagramų matyti, kad emiterio srovė beveik visada yra lygi kolektoriaus srovei, išskyrus pradinį proceso etapą.

Jei kas mano, kad tokio generatoriaus neturi praktinis pritaikymas, Tai yra blogai. Projektuojant alternatyvią energiją, toks sprendimas dažnai randamas. Bandymai suprasti, kas vyksta tokiose grandinėse, paskatino šio straipsnio pasirodymą.
Savo indėlį prisidėsiu pasiūlydamas Tesla transformatoriaus vairavimo naudojant šį generatorių schemą. Nuo gerai žinomos maitinimo grandinės skiriasi tuo, kad abu Tesla ritės gnybtai lieka laisvi. Iš kitų kacher grandinių, kuriose abu Tesla ritės galai yra laisvi dėl to, kad nėra ritės Atsiliepimas.
Tokios grandinės modelis parodytas 5 pav.

5 pav. Kacher modelio schema.

Diagramoje L2 yra induktorius, L3 yra Tesla ritė.
6 paveiksle parodytos tranzistoriaus kolektoriaus įtampos ir Tesla ritės įtampos diagramos.

Ryžiai. 6. Įtampos laiko diagramos.
Žalia – įtampa kolektoriuje.

Ir galiausiai diagrama, kurią galima rasti internete. Jis skiriasi nuo 5 pav. pateiktos diagramos, kai yra grįžtamojo ryšio ritė. Tokiai grandinei nereikia trigerio impulso, ji įsijungia pati. Nuo siurblio grandinės su grįžtamojo ryšio rite ji skiriasi tuo, kad siurblio impulsų dažnis nustatomas ne pagal Tesla ritės rezonansinį dažnį, o pagal induktyvumo L1 ir talpos C1 suformuotos virpesių grandinės dažnį.
Savaime įsijungiančios grandinės modelis parodytas 7 paveiksle.

7 pav. Automobilio vairuotojo modelio su automatiniu paleidimu schema.

Laiko diagrama, iliustruojanti paleidimo procesą, parodyta 8 paveiksle.

Ryžiai. 8. Įtampos laiko diagramos grandinėje su automatiniu paleidimu.
Žalia – įtampa kolektoriuje.
Ruda - įtampa ant Tesla ritės.

Atsižvelgta tik aukščiau Bendri principai generatoriaus veikimas. Realioje grandinėje daug kas priklauso nuo atskaitos įtampos ir rezistoriaus bazinėje grandinėje vertės. Pakeitę šiuos parametrus, galite pakeisti atvirkštinės srovės kiekį tranzistoriaus kolektoriuje ir gauti kolektoriaus signalų formą iš impulsų į sinusines bangas. Grandinėje su automatiniu paleidimu bangos formas taip pat veikia ritių L2 ir L4 induktyvumas. Pavyzdžiui, priverstinio paleidimo grandinės tranzistorius gali veikti be jokių bazinės grandinės paklaidų.
Tokios grandinės modelis parodytas 9 pav.

9 pav. Modelio diagrama be šališkumo bazinėje grandinėje.

10 paveiksle parodyta Tesla ritės įtampos padidėjimo laiko diagrama.

10 pav. „Tesla“ ritės įtampos laiko diagrama.

Jei grandinė paleidžiama trumpai sujungiant kolektorių ir emiterį rezistoriumi, tada tranzistorius gali būti pavaizduotas kaip dviejų gnybtų tinklas.
Tokios grandinės modelis pateiktas 11 pav.

11 pav. Modelio diagrama, vaizduojanti tranzistorių dviejų galų tinklo pavidalu.

12 paveiksle parodytos įjungimo srovės impulso ir įtampos Tesla ritėje laiko diagramos.

Ryžiai. 12. Laiko nustatymo diagramos.
Mėlyna – srovė rezistoriuje R1/.
Ruda - įtampa ant Tesla ritės.

Įdomu tai, kad modelis taip pat veikia su trumpaisiais emiterio ir baziniais gnybtais ir netgi veikia su paprastu lygintuvu. Tačiau tik tuo atveju, jei modelio diodo atkūrimo laikas yra didesnis nei jo atidarymo laikas. Tai gali būti raktas norint suprasti virpesių grandinės siurbimo mechanizmą. Tai reiškia, kad perėjimo atsigavimo metu į grandinę patenka daugiau energijos, nei sunaudojama jai atsidarius. Jei tikri diodai turi šią savybę, tada generatoriaus sukūrimas yra visiškai įmanomas, jei laikomasi grandinės parametrų santykio, leidžiančio generuoti režimą. Be to, tokios grandinės gali būti įdomios tuo požiūriu, kad beveik akimirksniu gali būti atkurta uždara diodų būsena, kuri praktiškai naudojama nanosekundžių impulsams generuoti. Bet aš to neišbandžiau aparatinėje įrangoje ir dar neskelbsiu čia. Tai yra kito straipsnio tema.

Visos čia aprašytos grandinės turi vieną naudingą savybę – nepaisant jų grandinėmis tekančių didelių srovių, srovės suvartojimas iš maitinimo šaltinio gali būti nereikšmingas, nes didžioji jos dalis grąžinama atgal į maitinimo šaltinį.

* * *

Trumpų įtampos impulsų generatorius ant diodo.

Ankstesniame straipsnyje 11 paveiksle pateiktą modelį atitinkančią grandinę galima paleisti praktiškai ir ji toliau veikia net trumpai sujungus tranzistoriaus emiterio ir bazinio gnybtus, o tranzistoriuje didėja srovės. Bet su lygintuvu diodu vietoj tranzistoriaus neįmanoma paleisti. Tai, beje, rodo, kad tranzistorius su trumpuoju emiterio ir pagrindo gnybtais nėra tas pats, kas paprastas diodas.
Tikėtina, kad procese tam tikrą vaidmenį vaidina pagrindo vidinė varža. Kai įtampa kolektoriaus sandūroje apverčiama, ji atsidaro, srovė teka į bazę, nes emiterio sandūra įsijungia priešinga kryptimi ir perima kolektoriaus sandūros funkcijas. Dėl pasipriešinimo bazinėje grandinėje joje nukrenta tam tikra įtampa, tranzistorius įsijungia atvirkštiniu režimu ir didžioji srovės dalis pradeda tekėti per emiterio sandūrą, kurią lemia tranzistoriaus srovės stiprinimas atvirkštiniu režimu. Emiterio sankryža tikriausiai pradeda prisotinti. Ir kai atkuriamas tranzistoriaus įtampos poliškumas, reikia šiek tiek papildomo laiko, kad įkrovos ištirptų prisotintoje sandūroje. Tai yra, yra įvykdyta sąlyga, būtina tokiai grandinei veikti - atkūrimo laikas yra didesnis nei atidarymo laikas.
Bet tai tik nepatikrintas bandymas paaiškinti tranzistoriaus su trumpojo jungimo emiterio ir bazinio gnybtų skirtumus įprastam diodui.

Šio straipsnio tema yra atskirti nuo ankstesniame straipsnyje aptartų grandinių diodo su induktyvumu, įtrauktu į jo grandinę, atstatymo momentą, siekiant staigiai nutraukti srovę induktyvumui.
- Kam mums to reikia?
- Pirma, tai leidžia gauti trumpus aukštos įtampos impulsus. Kartais tokių impulsų generatoriai yra paklausūs.
– Antra, ir tai yra pagrindinis dalykas, kai įjungiame Tesla ritę kaip induktyvumo induktyvumą, galime priartėti prie pagrindinio paties Teslos suformuluoto reikalavimo – nutraukti srovę induktoryje jai kylant.
Šiandien susidomėjimas Tesla darbais auga, tai liudija daugybė šiai temai skirtų interneto forumų. Tačiau praktiškai tik keli eksperimentuotojai išmoko įvykdyti šį reikalavimą. Geriausiu atveju tranzistorių jungikliai ir kibirkštiniai tarpai gali sukelti aštrų induktoriaus įtampos impulso kraštą. Ir jie visiškai negali užtikrinti staigios srovės pertraukimo induktoriuje.
Supaprastinta diagrama parodyta 1 paveiksle:

1 pav. Trumposios įtampos impulsų generatoriaus supaprastinta schema.

Į impulsų generatoriaus išvestį žemas lygis prijungtas induktyvumas L1, kurio antrasis galas prijungtas prie difuzinio diodo D1 katodo. Diodo anodas jungiamas tarp įtampos šaltinių V1 ir V2 gnybtų.
Veikiant žemo lygio impulsui, kai tranzistorius U2 atidarytas ir tranzistorius U1 uždarytas, atsidaro diodas D1, juo pradeda tekėti srovė, kurios didėjimo greitį lemia šaltinio V2 įtampa, induktyvumas. L1 ir varža R3 (ritės L1 varža, tranzistorius U2, diodas D1 ir dėl paprastumo neatsižvelgiame į įtampos kritimą jame). Jei impulso trukmė yra pakankamai ilga, diodo tiesioginė srovė bus nustatyta tokiame lygyje, kurį nustato įtampa V1 ir varža R3.
Impulso pabaigoje tranzistorius U2 užsidaro ir tranzistorius U1 atsidaro. Induktyvumo srovė pradeda mažėti iki nulio, o tada keičia kryptį ir pradeda didėti. Diodą pradeda atkurti induktyvumo srovė L1. Srovės kitimo greitį šiuo atveju lemia šaltinio įtampa V1 ir induktyvumas L1, o srovės kilimo laikas ir atitinkamai dydis, iki kurio ji padidės, – diodo D1 atsistatymo laikas. Atsigavęs diodas D1, jei jis yra difuzinis, labai greitai užsidaro ir staigiai nutraukia srovę induktyvumu L1. Diodo ir induktyvumo sandūroje atsiranda didelės amplitudės įtampos šuoliai.
Taigi, pasirinkdami šaltinių V1 ir V2 santykį ir įtampos vertes, galime nustatyti diodo atvirosios būsenos srovę ir atitinkamai jo išjungimo srovę bei srovės didėjimo greitį ritėje. diodo „siurbimo“ režimu ir jo atkūrimo režimu.
Svarbu tai padaryti įjungiant Tesla ritę kaip induktyvumą. Faktas yra tas, kad induktorius turi didelę įtaką įtampos svyravimams Tesla ritėje, jei srovės kilimo greitis jame yra lygus arba didesnis už įtampos kilimo greitį Tesla ritės virpesiuose, ir turi silpną poveikį, jei šis greitis. yra žemesnis. Norėdami išvengti neapibrėžtumo, turime omenyje greitį, kuriuo srovė arba įtampa praeina per nulį, tai yra, didžiausią. Be to, atliekant skaičiavimus, jis turi būti normalizuotas - padalintas iš išmatuoto signalo amplitudės.
Norint tinkamai valdyti, diodo „siurbimo“ stadijoje būtina užtikrinti, kad srovės kilimo greitis induktoriuje būtų mažesnis už įtampos kilimo greitį Tesla ritėje, o atstatant diodą, kilimo greitis, lygus arba didesnis už įtampos kitimo Tesla ritėje greitį.

Eksperimentuose naudotos tikrosios grandinės modelis parodytas 2 paveiksle.

2 pav. Eksperimentuose naudotos tikrosios grandinės modelis.

Signalų grafikai modelyje pavaizduoti 3 pav.

Ryžiai. 3. Generatoriaus signalų laiko diagramos.
Mėlyna – įtampa generatoriaus išėjime.
Raudona - įtampa ant induktoriaus.
Žalia - srovė diode.

Diagrama rodo, kad esant žemam išėjimo signalo lygiui, srovė diode ir ritėje didėja lėčiau nei aukštas lygis, ir nustatomas 1,8 A. Pakeitus išėjimo signalo lygį, srovė ritėje sumažėja iki nulio ir toliau didėja tuo pačiu greičiu iki 5,1 A. Šiuo metu diodas užsidaro, o srovė ritė staiga sustoja. Ant ritės stebimas įtampos padidėjimas iki 1000 V.
Deja, nepavyko rasti gero diodinio modelio, todėl yra tam tikrų neatitikimų tarp modelio ir realaus objekto, bet apskritai vaizdas artimas realybei. Visų pirma, realiai išmatuoti viršįtampiai ant ritės, priklausomai nuo diodo tipo, yra iki 100 V. Didžiausias viršįtampis buvo gautas 2T908A tranzistoriaus kolektoriaus sandūroje - apie 250 V, ir jis nesiveržia. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad matavimai buvo atlikti naudojant S1-65 osciloskopą, kurio dažnių juostos plotis yra 50 MHz, o kilimo laikas PH = 10 ns. Galima daryti prielaidą, kad iš tikrųjų emisijos yra šiek tiek didesnės.

4-9 paveiksluose pavaizduotos 2D230I diodo ir 2T908A tranzistoriaus kolektoriaus jungties išmatuotų įtampų ir srovių oscilogramos.

Iš oscilogramų matyti, kad impulsų trukmė vidutiniame lygyje abiem atvejais yra apie 50 ns. Diode pasikartojantys impulsai sugrupuojami glaudžiau ir pirmasis bangavimas yra daugiau nei du kartus didesnis nei vėlesni. Kiti diodai elgiasi panašiai. Tranzistoryje skirtumas tarp impulsų amplitudių yra mažesnis, o pakartotiniai impulsai pasitaiko rečiau. Tai reiškia, kad naudojant induktorių kaip induktorių, geriau naudoti diodus, nes pasikartojantys tranzistoriaus impulsai sumažins įtampos amplitudę siūbuojančioje ritėje. Srovės oscilogramų palyginimas rodo, kad esant toms pačioms bandomo diodo ir tranzistoriaus kolektoriaus jungties atidarymo sąlygoms, tranzistoriaus atkūrimo procesas užtrunka ilgiau, todėl tranzistoriaus atsistatymo momentu srovė yra didesnė nei diodas, dėl kurio atsiranda didesnė įtampos šuolių amplitudė.

Ryžiai. 4. 2D230I diodo katodo įtampos šuolių oscilograma.
Nustatymai: X =0,1 µs/div, Y = 20 V/div.

Ryžiai. 5. Įtampos viršįtampio oscilograma 2D230I diodo katode.
Nustatymai: X = 1 µs/div., Y = 20 V/div.

Ryžiai. 6. Srovės oscilograma ritėje L 1 diodui 2D230I.

Ryžiai. 7. 2T908A tranzistoriaus ritės įtampos viršįtampio oscilograma.
Nustatymai: X =0,1 µs/div, Y = 50 V/div.

Ryžiai. 8 . 2T908A tranzistoriaus kolektoriaus įtampos viršįtampio oscilograma.
Nustatymai: X = 1 µs/div., Y = 50 V/div.

Ryžiai. 9 . Srovės oscilograma 2T908A tranzistoriaus ritėje.
Nustatymai: X = 1 µs/div., Y = 1 A/dal.

Pateiktos oscilogramos rodo, kad modelis gana gerai atspindi procesus, vykstančius realiuose elementuose, bent jau kokybės lygis. Kiekybiniai skirtumai atsiranda dėl to, kad nėra tikslių testuojamų elementų modelių.

Dabar panagrinėkime 10 paveiksle parodytą modelį, kuriame kaip induktyvumas naudojamas Tesla ritės induktorius.

10 pav. Grandinės su induktoriumi ir Tesla ritė modelis.

Induktoriaus L1 srovės ir Tesla ritės L2 įtampos laiko diagramos parodytos 11 paveiksle.

Ryžiai. 11. Modeliuoti laiko diagramas

Įjungta 12 paveiksle parodytas fragmentas ta pati diagrama, kurioje aiškiai matyti, kad srovės keitimas induktoriuje du kartus mažesniu greičiu nei Tesla ritės įtampos kitimo greitis praktiškai neturi įtakos Tesla ritės virpesiams. Srovės keitimas tokiu greičiu, kuris lygus Tesla ritės įtampos kitimo greičiui, stipriai veikia virpesių amplitudei.

Ryžiai. 12. Ankstesnio laiko diagramos fragmentas.
Žalia - srovė induktoryje L1.
Ruda – įtampa ant Tesla ritės L2.

Norint išlaikyti ir padidinti Tesla ritės virpesių amplitudę, reikia padidinti srovės impulsų dažnį induktoryje, o kiekvienas impulsas turi patekti į norimą fazę. Praktiškai tai galima pasiekti sinchronizuojant generatorių iš skaitiklio, kurio įvestis tiekiama svyravimais iš Tesla ritės. Kadangi mūsų užduotis nėra suprojektuoti konkretų mazgą, aš tiesiog pasirinkau generatoriaus dažnį modelyje. Tokio proceso modelis parodytas 13 pav.

13 pav. Grandinės su induktoriumi ir Tesla ritė, kuri palaiko joje nuolatinius svyravimus, modelis.

Šis modelis nuo ankstesnio skiriasi tik parametru, kuris nustato generatoriaus virpesių dažnį.

Induktoriaus L1 srovės ir Tesla ritės L2 įtampos laiko diagramos parodytos 14 paveiksle.

Ryžiai. 14. Modelio laiko diagramos.
Žalia - srovė induktoryje L1.
Ruda – įtampa ant Tesla ritės L2.

Norint padidinti srovę induktoriuje, reikia padidinti srovę atviroje diodo būsenoje. IN sovietiniai laikai Jie išleido difuzinius diodus dešimčiai ir net šimtams amperų, ​​todėl šioje pusėje nėra jokių apribojimų. Difuzinių diodų darbinės įtampos taip pat siekia kelis kilovoltus. Nėra prasmės jungti kelis diodus nuosekliai. Visas procesas lems, kuris diodas atsigaus pirmiausia. Bent jau kada serijinis ryšysčia parodyto diodo ir tranzistoriaus visos diagramos yra tokios pačios kaip ir diodo. Jis turi trumpesnį aušinimo laiką.

Atkreipkite dėmesį, kad procesui Tesla ritėje įtakos turi ne tik srovės dydis trūkimo momentu, bet ir jos pokyčio dydis, tai yra, grandinė taip pat pasirodo ekonomiška energijos sąnaudų atžvilgiu. Srovės pokytis lygus diodo srovės impulso pabaigos momentu ir srovės atsistatymo momentu sumai. Nuostoliai varžos grandinėse yra proporcingi srovės kvadratui, o kvadratų suma yra visada mažiau nei kvadratas sumos.

Stačiakampiai impulsų generatoriai naudojami daugelyje radijo mėgėjų įrenginių: elektroniniai skaitikliai, lošimo automatai, na, jie plačiausiai naudojami nustatant skaitmeninę įrangą. Atkreipiame jūsų dėmesį į stačiakampių impulsų generatorių grandinių ir konstrukcijų pasirinkimą

Tokiuose generatoriuose generuojamo signalo amplitudė yra labai stabili ir artima maitinimo įtampai. Tačiau svyravimų forma labai toli nuo sinusinės – signalas yra impulsinis, o impulsų ir pauzių tarp jų trukmė lengvai reguliuojama. Impulsai gali lengvai atrodyti kaip meandra, kai impulso trukmė yra lygi pauzės tarp jų trukmei.

Pagrindinis ir plačiai paplitęs relaksacijos generatoriaus tipas yra simetriškas multivibratorius su dviem tranzistoriais, kurio grandinė parodyta paveikslėlyje žemiau. Jis turi du standartus stiprintuvo stadija ant tranzistorių VT1 ir VT2 yra sujungti nuoseklia grandine, tai yra, vienos pakopos išėjimas yra prijungtas prie kito įėjimo per atskiriamuosius kondensatorius C1 ir C2. Jie taip pat nustato generuojamų svyravimų F dažnį, tiksliau, jų periodą T. Priminsiu, kad periodas ir dažnis yra susiję paprastu ryšiu

Jei grandinė yra simetriška ir dalių vertės abiejose pakopose yra vienodos, tada išėjimo įtampa yra vingiuotos formos.

Generatorius veikia taip: iš karto po įjungimo, kol kondensatoriai C1 ir C2 neįkraunami, tranzistoriai atsiduria „linijiniame“ stiprinimo režime, kai rezistoriais R1 ir R2 nustatoma nedidelė bazinė srovė, tai nustato kolektoriaus srovę. Vst kartus didesnė, o įtampa ant kolektorių yra šiek tiek mažesnė už maitinimo įtampą dėl įtampos kritimo apkrovos rezistorių R3 ir R4. Tokiu atveju menkiausi vieno tranzistoriaus kolektoriaus įtampos pokyčiai (bent jau dėl šiluminių svyravimų) per kondensatorius C1 ir C2 perduodami į kito bazinę grandinę.

Tarkime, kad kolektoriaus įtampa VT1 šiek tiek sumažėjo. Šis pokytis per kondensatorių C2 perduodamas į bazinę grandinę VT2 ir šiek tiek ją blokuoja. Kolektoriaus įtampa VT2 didėja, o šį pokytį kondensatorius C1 perduoda į bazę VT1, jis atrakinamas, jo kolektoriaus srovė didėja, o kolektoriaus įtampa dar labiau sumažėja. Procesas vyksta kaip lavina ir labai greitai.

Dėl to tranzistorius VT1 yra visiškai atviras, jo kolektoriaus įtampa bus ne didesnė kaip 0,05...0,1 V, o VT2 yra visiškai užrakintas, o jo kolektoriaus įtampa lygi maitinimo įtampai. Dabar reikia palaukti, kol kondensatoriai C1 ir C2 bus įkrauti ir tranzistorius VT2 šiek tiek atidaromas srovės, tekančios per šališkumo rezistorių R2, dėka. Į laviną panašus procesas vyks priešinga kryptimi ir visiškai atsidarys tranzistorius VT2 ir visiškai užsidarys VT1. Dabar reikia palaukti dar pusę laikotarpio, reikalingo kondensatoriams įkrauti.

Įkrovimo laiką lemia maitinimo įtampa, srovė per rezistorius Rl, R2 ir kondensatorių Cl, C2 talpa. Šiuo atveju jie kalba apie grandinių Rl, C1 ir R2, C2 „laiko konstantą“, maždaug atitinkančią svyravimų periodą. Iš tiesų, atsparumo omais ir talpos faradais sandauga parodo laiką sekundėmis. 1 paveikslo diagramoje nurodytoms reikšmėms (360 kOhm ir 4700 pF) laiko konstanta yra apie 1,7 milisekundės, o tai rodo, kad multivibratoriaus dažnis bus šimtų hercų garso diapazone. Dažnis didėja didėjant maitinimo įtampai ir mažėjant Rl, C1 ir R2, C2 vardams.

Aprašytas generatorius yra labai nepretenzingas: jame galite naudoti beveik bet kokius tranzistorius ir keisti elementų reikšmes plačiame diapazone. Prie jo išėjimų galite prijungti didelės varžos telefonus, kad girdėtumėte garso vibracijas, ar net garsiakalbį – dinamišką galvutę su nuleidžiamu transformatoriumi, pavyzdžiui, abonento transliacijos garsiakalbį. Tokiu būdu galite organizuoti, pavyzdžiui, garso generatorių, skirtą mokytis Morzės kodo. Telegrafo raktas dedamas į maitinimo grandinę, nuosekliai su baterija.

Kadangi radijo mėgėjų praktikoje retai prireikia dviejų priešfazinių multivibratoriaus išėjimų, autorius ėmėsi sukurti paprastesnį ir ekonomiškesnį generatorių, turintį mažiau elementų. Kas atsitiko, parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje. Čia naudojami du tranzistoriai skirtingi tipai laidumas - p-p-p ir p-n-p. Jie atsidaro vienu metu, pirmojo tranzistoriaus kolektoriaus srovė yra antrojo bazinė srovė.

Kartu tranzistoriai taip pat sudaro dviejų pakopų stiprintuvą, padengtą PIC per grandinę R2, C1. Kai tranzistoriai išjungiami, įtampa kolektorius VT2 (išėjimas 1 V) nukrenta iki nulio, šis kritimas per PIC grandinę perduodamas į VT1 pagrindą ir visiškai jį išjungia. Kai kairėje plokštėje kondensatorius C1 įkraunamas iki maždaug 0,5 V, tranzistorius VT1 šiek tiek atsidarys, per jį tekės srovė, sukeldama dar daugiau srovės į tranzistorių VT2; Išėjimo įtampa pradės kilti. Šis padidėjimas perduodamas į VT1 pagrindą, todėl jis dar labiau atsidaro. Įvyksta aukščiau aprašytas laviną primenantis procesas, visiškai atrakinant abu tranzistorius. Po kurio laiko, reikalingo C1 įkrovimui, tranzistorius VT1 užsidarys, nes srovės per didelės vertės rezistorių R1 nepakanka, kad jis būtų visiškai atidarytas, o laviną primenantis procesas vystysis priešinga kryptimi.

Generuojamų impulsų darbo ciklas, tai yra impulsų trukmės ir pauzių santykis, reguliuojamas rezistorių R1 ir R2 parinkimu, o virpesių dažnis – talpos C1 parinkimu. Stabili generacija esant pasirinktai maitinimo įtampai pasiekiama pasirinkus rezistorių R5. Jis taip pat gali reguliuoti išėjimo įtampą tam tikrose ribose. Taigi, pavyzdžiui, esant diagramoje nurodytiems vardams ir 2,5 V maitinimo įtampai (dvi šarminių diskų baterijos), generavimo dažnis buvo 1 kHz, o išėjimo įtampa lygiai 1 V. Akumuliatoriaus sunaudota srovė buvo maždaug 0,2 mA, o tai rodo labai aukštą generatoriaus efektyvumą.

Generatoriaus R3, R4 apkrova pagaminta kaip daliklis iš 10, kad būtų galima pašalinti mažesnę signalo įtampą, tokiu atveju 0,1 V. Nuo kintamo rezistoriaus R4 variklio pašalinama dar mažesnė įtampa (reguliuojama). Šis koregavimas gali būti naudingas, jei reikia nustatyti ar palyginti telefonų jautrumą, išbandyti labai jautrų ULF, pritaikant nedidelį signalą į jo įvestį ir pan. Jei tokios užduotys nenustatytos, rezistorius R4 gali būti pakeistas pastovia viena ar kita skirstytuvo grandimi (0,01 V), apačioje pridedant dar vieną 27 omų rezistorių.

Stačiakampio formos signalas su stačiomis briaunomis turi platų dažnių diapazoną - be pagrindinio dažnio F, taip pat jo nelyginės harmonikos 3F, 5F, 7F ir tt iki radijo dažnių diapazono. Todėl generatoriumi galima išbandyti ne tik garso įrangą, bet ir radijo imtuvus. Žinoma, harmonikų amplitudė mažėja didėjant jų dažniui, tačiau pakankamai jautrus imtuvas leidžia klausytis jų visame ilgųjų ir vidutinių bangų diapazone.

Tai dviejų inverterių žiedas. Pirmojo iš jų funkcijas atlieka tranzistorius VT2, prie kurio įėjimo yra prijungtas tranzistoriaus VT1 emiterio sekiklis. Tai daroma siekiant padidinti pirmojo keitiklio įėjimo varžą, todėl galima generuoti žemus dažnius su santykinai maža kondensatoriaus C7 talpa. Generatoriaus išėjime yra elementas DD1.2, kuris veikia kaip buferinis elementas, pagerinantis generatoriaus išėjimo suderinimą su bandoma grandine.

Su laiko kondensatoriumi nuosekliai (reikiama talpos reikšmė parenkama jungikliu SA1) jungiamas rezistorius R1, kurio varžą keičiant reguliuojamas generatoriaus išėjimo dažnis. Norint sureguliuoti išėjimo signalo darbo ciklą (impulso periodo ir jo trukmės santykį), į grandinę įvedamas rezistorius R2.

Įrenginys generuoja teigiamo poliškumo impulsus, kurių dažnis yra 0,1 Hz...1 MHz ir darbo ciklas 2...500. Generatoriaus dažnių diapazonas yra padalintas į 7 subdiapazonus: 0,1...1, 1,10, 10. ...100, 100 ...1000 Hz ir 1...10, 10...100, 100...1000 kHz, kurie nustatomi jungikliu SA1.

Grandinėje galima naudoti silicio mažos galios tranzistorius, kurių stiprinimas ne mažesnis kaip 50 (pavyzdžiui, KT312, KT342 ir kt.), integriniai grandynai K155LNZ, K155LN5.

Šios grandinės mikrovaldiklio stačiakampis impulsų generatorius puikiai papildys jūsų namų matavimo laboratoriją.

Šios osciliatoriaus grandinės ypatybė yra fiksuotas dažnių skaičius, tiksliau 31, ir jis gali būti naudojamas įvairiuose skaitmeniniuose grandinės sprendimuose, kur reikia automatiškai arba naudojant penkis jungiklius keisti osciliatoriaus dažnius.

Vieno ar kito dažnio pasirinkimas atliekamas siunčiant penkių bitų dvejetainį kodą į mikrovaldiklio įvestį.

Grandinė surinkta ant vieno iš labiausiai paplitusių mikrovaldiklių Attiny2313. Dažnio daliklis su reguliuojamu padalijimo santykiu yra įmontuotas programinėje įrangoje, naudojant kvarcinio osciliatoriaus dažnį kaip atskaitą.

Labiausiai paplitę generatoriai yra stačiakampiai ir tiesiškai kintantys (pjūklo) įtampos impulsai.

Impulsinių signalų generatoriai (impulsų generatoriai) gali veikti vienu iš trijų režimų: savaiminio virpesio, budėjimo ir sinchronizavimo.

Savaime svyruojančiu režimu generatoriai nuolat generuoja impulsinius signalus be išorinės įtakos. Budėjimo režime generatoriai generuoja impulsinį signalą tik gavus išorinį (suveikiantį) signalą. Sinchronizacijos režimu generatoriai gamina įtampos impulsus, kurių dažnis yra lygus sinchronizuojamo signalo dažniui arba jo kartotinis.

Kvadratinių impulsų generatoriai Jie skirstomi į multivibratorius ir blokuojančius osciliatorius. Abu jie gali veikti tiek savaiminio svyravimo, tiek budėjimo režimu.

Savaime svyruojantys multivibratoriai gali būti pastatytas ant diskrečių, loginių elementų arba operacinių stiprintuvų. Savaime svyruojantis multivibratorius, pagrįstas operatyviniu stiprintuvu, parodytas Fig. 11.12.

Ryžiai. 11.12. Savaime svyruojantis multivibratorius, pagrįstas op-amp

Šioje grandinėje teigiamas grįžtamasis ryšys įvedamas naudojant rezistorius R 1 ir R 2, o tai yra būtina sąlyga dėl elektrinių svyravimų atsiradimo. Priklausomai nuo išėjimo įtampos (kuri gali būti lygi +E tiekimui arba –E maitinimui, kur E tiekimas yra operatyvinio stiprintuvo maitinimo įtampa), įtampa U +1 arba įtampa U +2 nustatoma ne apverčiantis operacinės stiprintuvo įvestį. Talpa C, įtraukta į neigiamo grįžtamojo ryšio grandinę, įkraunama su laiko konstanta τ= R.C.. Impulso pasikartojimo periodas T nustatomas pagal išraišką

.

Taigi šis multivibratorius generuoja stačiakampius įtampos impulsus.

Blokuojami generatoriai naudojami galingiems trumpalaikiams stačiakampiams impulsams (nuo mikrosekundės dalių iki milisekundės dalių) gaminti, kurių darbo ciklas siekia iki kelių dešimčių tūkstančių. Pagrindinis tokių generatorių elementas yra impulsinis transformatorius (11.13 pav.).

Ryžiai. 11.13. Savaime svyruojantis blokuojantis osciliatorius

Blokuojantis osciliatorius gali veikti savaiminio virpesio, budėjimo arba sinchronizavimo režimais. Pauzės metu (nėra išėjimo įtampos) kondensatorius įkraunamas E-R-W 2 grandinėje su laiko konstanta. τ 1 =RC. Tuo metu, kai kondensatoriaus C įtampa (taigi ir tranzistoriaus pagrindo) tampa lygi nuliui, tranzistorius pradeda atsidaryti (išeina iš išjungimo režimo), pradeda tekėti kolektoriaus srovė, dėl kurios atsiranda teigiamas. grįžtamojo ryšio signalas (per transformatoriaus apviją W 2), kurio įtakoje tranzistorius pereina į prisotinimo režimą. Šiuo atveju kondensatorius C įkraunamas palei tranzistoriaus W 2 –C įėjimo varžą r įvestis su laiko konstanta τ 2 = r įvestis ·SU. Didėjant įtampai kondensatoriuje C, bazinė srovė pradeda mažėti, o pasibaigus įkrovimui tranzistorius išsikrauna ir užsidaro. Po to induktyvumo sukaupta energija iškraunama į apkrovą. Nes r įvestis << R, tada laikas, kai tranzistorius yra atviroje būsenoje t u, todėl apkrovos pulso trukmė yra žymiai mažesnė nei impulso pasikartojimo periodas.

Įtampos rampos generatorius . Tiesiškai kintanti įtampa (LIN) – tai įtampa, kuri per tam tikrą laiką, vadinamą darbiniu taktu, pasikeičia pagal tiesinį dėsnį, o vėliau per laikotarpį, vadinamą atvirkštine eiga, grįžta į pradinį lygį (11.14 pav.). .

Ryžiai. 11.14. Įtampos rampa

Fig. 11.14 priimamos šios žymos: U 0 – pradinis lygis, U m – LIN amplitudė, T r – darbinis takto laikas, T 0 – atbulinės eigos laikas.

Įrenginiai, skirti generuoti LIN, vadinami LIN generatoriais (GLIN). LIN generatoriai dažnai vadinami pjūklo įtampos generatoriais.

LIN generatorių konstravimo principas pagrįstas kondensatoriaus įkrovimu nuolatine srove. GLIN pagrindas (11.15 pav.) yra talpa, kuria teka nuolatinė srovė iš nuolatinės srovės šaltinio IT, dėl kurios, atidarius raktinį įrenginį KU, talpos įtampa nustatoma išraiška.

, (at i Su = aš= const), t.y. keičiasi pagal tiesinį dėsnį.

GLIN gali veikti ir laukimo būsenoje (11.15 pav., A), arba savaiminio svyravimo režimu (11.15 pav., b). GLIN savaiminio virpesių režimu generuoja LIN reguliariai, o norint gauti LIN GLIN budėjimo režimu, reikalingas išorinis įtampos impulso U įėjimas.

Ryžiai. 11.15. Linijiniai įtampos generatoriai,

veikiantis budėjimo (a) ir savaiminio virpesių (b) režimais

Visus MOLIS galima suskirstyti į tris tipus:

a) su integruojančia RC grandine (11.16 pav.);

b) su srovę stabilizuojančiu dviejų galų tinklu (11.17 pav.);

c) su kompensuojamuoju grįžtamuoju ryšiu (FC) (11.18 pav.).

Ryžiai. 11.16. GLIN, pagrįsta tranzistoriaus jungikliu

(su integruota RC grandine)

Iki akimirkos t 1 tranzistoriaus jungiklis yra soties režime, t.y. Įtampa U ke, taigi ir įtampa U išeiti, yra lygūs nuliui. Kai buvo pateikta tuo metu t 1 blokuojantis įtampos impulsą, tranzistorius pereina į išjungimo režimą, o talpa C įkraunama iš šaltinio E k per rezistorių R k, o talpos įtampa siekia E k lygį t 2 tranzistorius vėl pereina į soties režimą, o talpa per mažą tranzistoriaus kolektoriaus-emiterio tarpo varžą iškraunama.

Panagrinėkime GLIN konstravimo principą su srovę stabilizuojančiu dviejų gnybtų tinklu, užtikrinančiu nuolatinės srovės tekėjimą per jį nepriklausomai nuo taikomos įtampos (11.17 pav.). Paprasčiausias srovės stabilizavimo elementas yra tranzistorius. Esant pastoviai bazinei srovei (pvz. i bae), net ir žymiai sumažėjus įtampai u ek tarp emiterio ir kolektoriaus (pavyzdžiui, nuo U 2 iki U 1), tranzistoriaus kolektoriaus srovė šiek tiek sumažėja.

Ryžiai. 11.17. GLIN su srovę stabilizuojančiu dviejų terminalų tinklu

Šios grandinės trūkumas yra tas, kad prie išėjimo prijungus apkrovos varžą (t.y. talpą C), iškreipiamas išėjimo įtampos tiesiškumas.

Panagrinėkime GLIN su kompensuojamąja OS (pagrįsta op-amp) (11.18 pav.). Vienu metu t 1 Raktas KAM atsidaro ir vykdomas judėjimas pirmyn, o laiko momentu t 2 raktas užsidaro, talpa SU išsikrauna, o išėjimo įtampa nustatoma į nulį. Talpa SUįkraunama nuolatine srove, o tai reiškia, kad įtampa per ją (taip pat ir įtampa U išeiti) keičiasi pagal tiesinį dėsnį (11.18 pav., b). Kompensacinė įtampa U Į pakartoja įtampą per talpą U c kai atsidaro raktas ir talpa įkraunama iš šaltinio U. Kadangi kompensacinė įtampa yra įjungta priešingai nei įtampa per kondensatorių, įtampa tiekiama į rezistorių R, visą laiką pastovus ir lygus U.

Ryžiai. 11.18. GLIN su kompensuojamuoju atsiliepimu

Teka per rezistorių R srovė nustatoma pagal išraišką

i R =(E- U įvestis )/ R.

Jei operacinis stiprintuvas yra artimas idealui, ( K → ∞,U įvestis → 0 ,i – → 0 ), tai i R = E/ R= konst. Tada išėjimo įtampa nustatoma pagal išraišką

.