パルス回路-ブロッキング発振器

発振器は、 alternating voltage または current by its own、入力を適用せずに。発振器にはamplifier そしてまた feedback出力から。提供されるフィードバックは、出力信号の一部とともに、入力信号と同相の出力信号の成分を含む回生フィードバックである必要があります。再生フィードバックを使用して非正弦波出力を生成する発振器は、次のように呼ばれます。Relaxation Oscillator。

すでにUJT緩和発振器を見てきました。別のタイプの弛緩発振器はブロッキング発振器です。

ブロッキングオシレーター

ブロッキングオシレータは、狭いパルスまたはトリガーパルスを生成するために使用される波形発生器です。出力信号からのフィードバックを取得している間、サイクルの後、特定の所定の時間、フィードバックをブロックします。のこの機能blocking the output ありながら an oscillator、名前ブロッキングオシレータを取得します。

ブロッキング発振器の構築では、トランジスタが増幅器として使用され、トランスがフィードバックに使用されます。ここで使用されているトランスはPulse transformer。パルストランスの記号は以下のとおりです。

パルストランス

パルストランスは、電気エネルギーの長方形パルスのソースを負荷に結合するトランスです。パルスの形状やその他の特性を変更せずに維持します。それらは広帯域変圧器ですminimum attenuation およびゼロまたは最小 phase change。

トランスの出力は、接続されているコンデンサの充電と放電に依存します。

パルストランスを使用することにより、回生フィードバックが容易になります。パルストランスの巻線極性を適切に選択することにより、出力を同じ位相で入力にフィードバックすることができます。ブロッキング発振器は、コンデンサとパルストランスを単一のトランジスタとともに使用して作成されたこのような自走発振器であり、周期的なパルスを生成するデューティサイクルのほとんどで遮断されます。

ブロッキング発振器を使用すると、非安定および単安定動作が可能です。ただし、双安定動作はできません。それらを見ていきましょう。

単安定ブロッキングオシレータ

ブロッキングオシレータがその状態を変更するために単一のパルスを必要とする場合、それは単安定ブロッキングオシレータ回路と呼ばれます。これらの単安定ブロッキング発振器には2つのタイプがあります。彼らです

ベースタイミングの単安定ブロッキングオシレータ
エミッタタイミング付きの単安定ブロッキングオシレータ

どちらの場合も、タイミング抵抗Rがゲート幅を制御し、トランジスタのベースに配置するとベースタイミング回路になり、トランジスタのエミッタに配置するとエミッタタイミング回路になります。

明確に理解するために、ベースタイミング単安定マルチバイブレータの動作について説明しましょう。

ベースタイミングを備えたトランジスタトリガー単安定ブロッキングオシレーター

トランジスタ、フィードバック用のパルストランス、およびトランジスタのベースの抵抗は、ベースタイミングを備えたトランジスタでトリガーされる単安定ブロッキング発振器の回路を構成します。ここで使用されているパルストランスの巻数比はn: 1 基本回路が持っているところ nコレクタ回路がオンになるたびにターンします。抵抗Rは、パルス幅を制御するトランジスタのベースに直列に接続されています。

最初、トランジスタはオフ状態です。次の図に示すように、VBBはゼロまたは低すぎると見なされますが、これは無視できます。

デバイスがオフになっているため、コレクタの電圧は_VCCです。ただし、コレクタに負のトリガーが印加されると、電圧が低下します。トランスの巻線極性により、コレクタ電圧は低下し、ベース電圧は上昇します。

ベースからエミッタへの電圧がカットイン電圧よりも大きくなったとき、すなわち

$$ V_ {BE}> V_ \ gamma $$

次に、小さなベース電流が観察されます。これによりコレクタ電流が上昇し、コレクタ電圧が低下します。この動作はさらに累積し、コレクタ電流が増加し、コレクタ電圧がさらに減少します。回生フィードバック動作により、ループゲインが増加すると、トランジスタはすぐに飽和状態になります。しかし、これは安定した状態ではありません。

トランジスタが飽和状態になると、コレクタ電流が増加し、ベース電流は一定になります。ここで、コレクタ電流がゆっくりとコンデンサの充電を開始し、トランスの電圧が低下します。トランスの巻線極性により、ベース電圧が上昇します。これにより、ベース電流が減少します。この累積的な動作により、トランジスタは回路の安定状態であるカットオフ状態になります。

ザ・ output waveforms 次のとおりです-

メイン disadvantageこの回路の特徴は、出力パルス幅を安定に保つことができないことです。コレクタ電流は

$$ i_c = h_ {FE} i_B $$

h _FEは温度に依存し、パルス幅はこれに比例して変化するため、出力パルス幅は安定しません。また、_hFEは使用するトランジスタによって異なります。

とにかく、抵抗がエミッタに配置されている場合、この欠点は解消できます。つまり、解決策は emitter timing circuit。上記の状態になると、エミッタタイミング回路でトランジスタがOFFするため、安定した出力が得られます。

Astableブロッキングオシレーター

ブロッキングオシレータがその状態を自動的に変更できる場合、それは非安定ブロッキングオシレータ回路と呼ばれます。これらの非安定ブロッキング発振器には2つのタイプがあります。彼らです

ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器
RC制御の非安定ブロッキング発振器

ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器では、コレクタに配置されたダイオードがブロッキング発振器の状態を変更します。RC制御の非安定ブロッキング発振器では、タイミング抵抗RとコンデンサCがエミッタセクションでネットワークを形成し、パルスタイミングを制御します。

明確に理解するために、ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器の動作について説明しましょう。

ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器

ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器には、コレクタ回路にパルストランスが含まれています。コンデンサは、トランスの2次側とトランジスタのベースの間に接続されます。トランスの一次側とダイオードはコレクターに接続されています。

アン initial pulse プロセスを開始するためにトランジスタのコレクタで与えられ、そこから no pulses are required回路は非安定マルチバイブレータとして動作します。下の図は、ダイオード制御のAstableブロッキング発振器の回路を示しています。

最初、トランジスタはオフ状態です。回路を開始するために、負のトリガーパルスがコレクターに適用されます。アノードがコレクタに接続されているダイオードは、逆バイアス状態になり、この負のトリガーパルスの印加によってオフになります。

このパルスはパルストランスに印加され、巻線の極性（図に示されている）により、位相反転なしで同じ量の電圧が誘導されます。この電圧はコンデンサを通ってベースに向かって流れ、ベース電流に寄与します。このベース電流は、カットイン電圧を横切るとき、トランジスタQプッシュエミッタ電圧にいくつかのベースを展開_1をONします。ここで、トランジスタQ ₁のコレクタ電流が上昇し、ダイオードとトランスの両方に適用されます。最初はオフだったダイオードがオンになります。変圧器の一次巻線に誘導される電圧は、変圧器の二次巻線にいくらかの電圧を誘導し、それを使用してコンデンサが充電を開始します。

それは充電になっている間にコンデンサが任意の電流を供給しませんように、ベース電流I _Bが流れなくなります。これは、トランジスタQ変わる₁ OFFに。したがって、状態が変更されます。

これで、オンになっていたダイオードの両端に電圧がかかり、トランスの一次側に印加されて二次側に誘導されます。ここで、電流がコンデンサを流れ、コンデンサが放電します。したがって、ベース電流i _Bが流れ、トランジスタが再びオンになります。出力波形は以下のとおりです。

ダイオードはトランジスタの状態を変えるのを助けるので、この回路はダイオード制御されています。また、トリガーパルスは開始時にのみ印加されますが、回路はそれ自体で状態を変化させ続けるため、この回路は非安定発振器です。したがって、ダイオード制御の非安定ブロッキング発振器という名前が付けられています。

別のタイプの回路は、トランジスタのエミッタ部分でRとCの組み合わせを使用し、RC制御の非安定ブロッキング発振回路と呼ばれます。