блокинг-генератор

Формула изобретения

Блокинг-генератор, содержащий транзистор, база которого соединена с первыми обкладками первого и второго конденсаторов и через первый резистор с первой обкладкой третьего конденсатора, с первым выводом второго резистора и с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с второй обкладкой третьего конденсатора, с первой шиной питания и с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, и вторую шину питания, отличающийся тем, что в него введены третий резистор и стабилитрон, первый вывод которого соединен с первой шиной питания, второй вывод с вторым выводом второго резистора и через третий резистор с второй шиной питания, причем вторые обкладки первого и второго конденсаторов соединены соответственно с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора и с коллектором транзистора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к области генерирования электрических импульсов с использованием трансформатора для обратной связи.

Известен блокинг-генератор (см. а.с. N 250985 от 31.08.67, МКИ H 03 K 3/30), содержащий импульсный трансформатор, транзистор, времязадающий и блокировочный конденсаторы, диод, включенный параллельно вторичной обмотке трансформатора, причем катод диода соединен через ограничительное сопротивление и времязадающий конденсатор с базой транзистора и через сопротивление с управляющим источником напряжения.

Недостатком известного блокинг-генератора является то, что он не имеет ярко выраженной зависимости потребляемого тока от величины сопротивления магнитной цепи трансформатора, что исключает возможность применения его в бесконтактных переключателях.

Известен блокинг-генератор (см. а.с. N 913567 от 11.07.80, МКИ H 03 K 3/30) содержащий транзистор, трансформатор, ограничительный резистор, диод и резистор нагрузки, подключенный к нагрузочной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого включена между коллектором транзистора и потенциальной шиной источника питания, а вторичная обмотка с последовательно соединенным с ней ограничивающим резистором между базой транзистора и общей шиной, подключенной к эмиттеру транзистора, а диод включен между началом нагрузочной обмотки трансформатора и коллектором транзистора.

Известный блокинг-генератор имеет аналогичный недостаток, а именно - отсутствие ярко выраженной зависимости потребляемого тока от величины сопротивления магнитной цепи трансформатора, что исключает возможность применения его в бесконтактных переключателях.

Известен экономичный индикатор, в состав которого входит блокинг-генератор, выбранный за прототип (см. "Radio amater" СФРЮ, 1975 г. N 12), содержащий транзистор, высокочастотный трансформатор, конденсатор обратной связи, эмиттерный конденсатор, конденсатор фильтра, резистор смещения и балластный резистор.

Недостатком известного блокинг-генератора является отсутствие ярко выраженной зависимости потребляемого тока от величины сопротивления магнитной цепи трансформатора, что исключает применение его в бесконтактных переключателях.

Целью изобретения является усиление зависимости тока, потребляемого блокинг-генератором от сопротивления магнитной цепи трансформатора, а так же повышение стабильности его параметров от температуры.

Указанная цель достигается тем, что в блокинг-генераторе, содержащем транзистор, к коллектору которого подключена обмотка трансформатора, к другой обмотке последнего подключен конденсатор обратной связи, а конденсатор фильтра, резистор нагрузки и балластный резистор включены последовательно и подсоединены к источнику питания, резистор смещения, подключенный к базе транзистора, между коллектором и базой транзистора включен коллекторный конденсатор, емкость которого равна емкости конденсатора обратной связи, а параллельно конденсатору фильтра и нагрузке включен стабилитрон.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена электрическая схема блокинг-генератора, на фиг. 2 представлен график зависимости тока, потребляемого блокинг-генератором от расстояния между магнитопроводом трансформатора и управляющим элементом в виде пластины из ферромагнитного материала, а на фиг. 3 представлены графики зависимости токов, потребляемых прототипом (кривая А) и заявляемым блокинг-генератором (кривая В) от температуры окружающей среды.

Блокинг-генератор содержит транзистор 1, резистор смещения 2, подключенный к базе транзистора 1, трансформатор 3, одна из обмоток которого W₁ подключена между коллектором транзистора 1 и точкой соединения резистора смещения 2, конденсатор обратной связи 4, один из выводов которого подсоединен к базе транзистора 1, а второй к обмотке W₂ транзистора 3. Коллекторный конденсатор 5 подключен к базе и коллектору транзистора 1. Конденсатор фильтра 6 подключен одним из выводов к эмиттеру транзистора 1, а другим к резистору смещения 2. Балластный резистор 7 соединен со стабилитроном 8 и резистором нагрузки 9. Пластина из ферромагнитного материала, которая является управляющим элементом блокинг-генератора и служит для изменения сопротивления магнитной цепи трансформатора 3, является подвижным элементом и монтируется на движущейся части станка или механизма и на фиг. 1 не показана.

Работает блокинг-генератор следующим образом. После подачи питания неустойчивое состояние транзистора 1, заданное резистором смещения 2, приводит к изменению тока в коллекторе транзистора 1, обмотке W₁, и, как следствие, обмотке W₂ транзистора 3, в которой наводится напряжение броска. Обмотка W₂ трансформатора 1 включена и так, что через конденсатор обратной связи 4 напряжение положительной обратной связи, снимаемое с обмотки W₂ прикладывается к базе и эмиттеру транзистора 1, вызывая возникновение колебательного процесса. Колебательный контур, образованный вторичной обмоткой W₂ трансформатора 3, конденсатором обратной связи 4, коллекторным конденсатором 5, обмоткой W₁ трансформатора 3 и конденсатором фильтра 6, подключенным к обмотке W₂ трансформатора 3 и приводит к возникновению в блокинг-генераторе устойчивых колебаний, по форме приближенных к синусоиде. Конденсатор фильтра 6 обеспечивает на резисторе нагрузки 9 постоянную составляющую напряжения и предотвращает проникновение колебаний в источник питания. С резистора нагрузки 9, снимается управляющее напряжение, которое находится в прямой зависимости от тока, потребляемого блокинг-генератором. Стабилитрон 8 совместно с балластным резистором 7 обеспечивают устойчивую работу блокинг-генератора в широком диапазоне питающих напряжений. Подключение коллекторного конденсатора 5 к коллектору и базе транзистора 1 позволяет получить не только устойчивые колебания, приближенные к синусоиде по форме, но и обеспечить высокую стабильность, по сравнению с прототипом, потребляемого тока от температуры, выраженной графиками на фиг. 3.

Следует подчеркнуть, что колебания, вырабатываемые блокинг-генератором, не являются его выходным сигналом в нашем случае. В качестве выходного сигнала следует рассматривать напряжение U_н, снимаемое с резистора нагрузки 9. Поскольку ток потребления блокинг-генератора зависит от положения ферромагнитной пластины (см. фиг. 2) относительно сердечника трансформатора, блокинг-генератор следует рассматривать как систему, на входе которой имеется информация о положении ферромагнитной пластины, а на выходе соответствующее изменение тока потребления. Для практических целей гораздо удобнее вместо тока потребления I_потр. использовать другую величину, а именно: падение напряжения на резисторе нагрузки U_н, которое связано с током потребления следующим соотношением:

U_н=I_потр.R_н

где R_н сопротивление резистора нагрузки 9.

График зависимости тока I_потр., потребляемого блокинг-генератором от величины расстояния между ферромагнитной пластиной и сердечником трансформатора, полученный автором экспериментальным путем, приведен на фиг. 2. Невооруженным глазом виден рост, причем довольно значительный, тока потребления при приближении ферромагнитной пластины к сердечнику трансформатора 3. На фиг. 3 показаны сравнительные характеристики, полученные автором экспериментальным путем, зависимости I_потр. заявляемого блокинг-генератора (кривая В) и прототипа (кривая А) от температуры окружающей среды. Анализируя приведенные кривые, нетрудно заметить, что заявляемый блокинг-генератор имеет более высокую стабильность потребляемого тока от температуры по сравнению с прототипом.

Внедрение предлагаемого блокинг-генератора позволит значительно расширить его область применения создавая на его основе надежные, компактные, неэнергоемкие, бесконтактные сигнализирующие и переключающие устройства.