Импульсные генераторы

Общие сведения об импульсных генераторах и классификация

Импульсными генераторами называются устройства, преобразующие энергию источников постоянного напряжения в энергию электрических импульсов, т.е вырабатывающие импульсы. В отличие от рассмотренных выше импульсных устройств, импульсные генераторы являются устройствами, которые не преобразуют импульсы, а вырабатывают их.

Импульсные генераторы — это импульсные устройства, в которых периодические изменения напряжения и тока возникают без приложения к ним дополнительного периодического сигнала или при воздействии последнего. Генераторы, работающие без воздействия дополнительного сигнала, называются автономными автоколебательными устройствами, а генераторы, которые требуют воздействия дополнительного сигнала — ждущими. Для построения схем импульсных генераторов необходимо иметь в схемах положительную обратную связь (ПОС), которая всегда приводит к неустойчивому процессу работы схемы, т.е. к возбуждению, и элемент — накопитель электроэнергии — конденсатор.

Классификацию импульсных генераторов можно провести по множеству различных признаков, которыми характеризуются особенности построения и работы схем генераторов. Ниже описаны отдельные признаки, наиболее полно характеризующие основные особенности импульсных генераторов.

По способу возбуждения:

• Импульсные генераторы с самовозбуждением (самовозбуждаю- щиеся).

Самовозбуждающиеся (астабильные) генераторы имеют два неустойчивых состояния равновесия (квазиравновесия), в течение которых токи и напряжения в цепях схемы медленно меняются. Квазиравновесие заканчивается лавинообразным процессом опрокидывания схемы, т.е. переходом схемы в новое состояние неустойчивого равновесия. В этом режиме без какого-либо внешнего воздействия генератор последовательно переходит скачком из одного состояния квазиравновесия в другое. Внешние импульсы могут подаваться только в особом режиме, называемом режимом синхронизации, когда запускающий импульс вызывает каждый раз преждевременное опрокидывание генератора. При этом генерируются импульсы, амплитуда, длительность и частота повторений которых (т.е. частота автоколебаний) определяется в основном только параметрами элементов генератора, к таким генераторам относятся мультивибратор и блокинг-генератор.

• Импульсные генераторы с внешним возбуждением и их разновидности — ждущие генераторы.

Импульсные генераторы с внешним возбуждением (моноста- бильные) имеют одно устойчивое состояние равновесия. Второе возможное состояние равновесия является квазиустойчивым. После включения источника питания генератор оказывается в заведомо известном длительно устойчивом состоянии. Запускающий импульс переводит генератор в квазиустойчивое состояние равновесия. Однако в этом состоянии генератор может находиться только конечное время, после чего автоматически возвращается в исходное состояние. Разновидностью генератора с внешним возбуждением является ждущий импульсный генератор («ждет» прихода запускающего импульса), его еще называют заторможенным. В ждущем режиме управляющий импульс задает лишь начало работы схемы, а выходной сигнал по длительности и форме зависит от времяопре- деляющих элементов самой схемы. Примерами таких генераторов могут служить ждущий мультивибратор и ждущий блокинг-генератор. В режиме внешнего управления длительность выходного импульса зависит от длительности входного. Примером такой схемы является генератор пилообразного напряжения.

• Синхронизируемые импульсные генераторы или делители частоты.

Синхронизируемые генераторы получают специальные сигналы синхронизации, с помощью которых задается частота следования выходных импульсов независимо от параметров элементов генератора и вызывает преждевременное опрокидывание схемы.

Все указанные режимы возможны только при выполнении начального условия самовозбуждения схемы.

По форме вырабатываемых импульсов:

• • Генераторы прямоугольных импульсов.
• • Генераторы линейноизменяющихся (пилообразных) импульсов.
• • Генераторы импульсов специальной формы.

По способу создания ПОС:

• • Резисторно-емкостная (RC) фазосдвигающая положительная обратная связь.
• • Фазопереворачивающая трансформаторная ПОС.

По типу активного элемента:

• • Ламповые.
• • Полупроводниковые (транзисторные).
• • Интегральные (ИМС).