Что такое блокинг- генератор?
Зачастую даже специалисты, которые занимаются радиоэлектроникой не очень хорошо представляют себе разницу между блокинг-генератором и качером Бровина. Качер –придуманное изобретателем В.И.Бровиным название обнаруженного им явления (эффекта) и сокращение русских слов «качатель реактивностей» на «иностранный манер» применительно к запатентованной им схеме ,поэтому далее в тексте, я тоже буду использовать это слово . Многие считают , что это просто два разных названия одного и того же устройства блокинг-генератора, но на самом деле это не так! Мало того, в интернете в своих статьях некомпетентные блоггеры ,часто называют качерами и генераторы на основе мультивибраторов и любые другие типы генераторов, что тоже не верно!
Давайте разберемся в некоторых тонкостях работы этих двух типов генераторов ,чтобы почувствовать разницу.
Блокинг-генератор- это импульсный генератор выполненный в виде однокаскадного усилителя с большой положительной обратной связью, которая создаётся с помощью индуктивно связанных элементов , катушек транформатора, включенных в противофазе, что вызывает возникновение периодических коротких импульсов на выходе устройства. Словосочетание: «индуктивно связанных» — это ключевое слово для блокинг-генераторов. Запомним это!
Какие признаки характерны для блокинг-генераторов:
- Очень маленькая длительность выходных импульсов от десятков наносекунд до сотен микросекунд.
- Импульсы имеют прямоугольную форму с достаточно крутыми фронтами и спадами имеющими длительность порядка 0,1-0,25 от общей длительности импульса τ.
- Импульсы имеют высокий показатель скважности от сотен до десятков тысяч, хотя скважность может быть уменьшена до нескольких единиц.
- Импульсы имеют очень большую мощность за счёт высокой скважности, которая позволяет запасти достаточное количество энергии, которая вся вкладывается в генерируемый импульс. Энергия импульса в сотни раз может превышать допустимые режимы работы радиоэлементов в линейном режиме.
- Большую часть времени блокинг-генератор не потребляет энергии в силу большой скважности импульсов ,поэтому является достаточно экономичным прибором , что очень важно для питания портативных устройств от гальванических источников в режиме преобразования напряжений.
Генераторы данного типа могут работать в трех основных режимах:
- В непрерывном автоколебательном режиме, где частота и скважность импульсов целиком определяется параметрами индуктивного и емкостного элемента генератора.
- В режиме синхронизации внешними импульсами, при этом частота генератора будет определятся импульсами синхронизации , а длительность импульса целиком будет зависеть от параметров индуктивного и емкостного элемента. В таком режиме блокинг-генератор может выполнять функцию делителя частоты в целое количество раз ,если подобрать необходимые для этого режимы работы.
- Работа в ждущем режиме используется для генерации различных эталонных импульсов в необходимом временном промежутке. Импульс определенной длительности формируется например по приходу на вход генератора фронта импульса запуска некалиброванного по длительности импульса запуска.
Некоторое время назад блокинг-генераторы очень широко применялись в генераторах строчной и кадровой развёрток телевизионной аппаратуры, в устройствах синхронизации РЛС (радиолокационных станций), в различной измерительной аппаратуре и в высоковольтных преобразователях различных типов.
Несмотря на простоту своей схемы блокинг-генератор отличается сложностью физических процессов происходящих в нём . Поскольку эти процессы имеют нелинейные параметры , они не подчиняются закону Ома и полностью зависят от параметров индуктивной обратной связи и номинала частотнозадающего конденсатора.
Хочу напомнить для тех кто подзабыл ,что такое скважность импульсов генератора: это отношение периода повторения импульсов к длительности самого импульса :
S= T/τ, где S –скважность импульсов (безразмерная величина) ,которая может изменятся от 1 до ∞; T-период повторения импульсов ; τ- длительность импульса.
Меандр- это сигнал прямоугольной формы у которого длительность импульса равна длительности паузы , меандр имеет скважность 2.
Когда-то мне необходимо было сделать прибор – генератор импульсов наносекундной длительности, в качестве формирователя коротких импульсов там использовались транзисторы работающие в режиме лавинного пробоя, а для создания такогого был необходим простой высоковольтный преобразователь.Для устройства был необходим простой высоковольтный преобразователь напряжения , в основу которого и был положен блокинг-генератор со стабилизацией выходного напряжения. Конечно сравнивать с эту схему с современными интегральными высокочастотными преобразователями напряжения мы не будем, но для ознакомления и в образовательных целях она вполне подойдет. Об этом я расскажу в следующей части >.