Estogeneraattori - signaaligeneraattori, jossa on muuntajan positiivinen takaisinkytkentä , joka tuottaa lyhytaikaisia (yleensä mikrosekunnin murto-osista millisekunteihin) sähköisiä impulsseja, jotka toistuvat suurin välein pulssin kestoon nähden, eli niillä on suuri käyttöjakso .
Niitä käytetään radiotekniikassa ja impulssitekniikan laitteissa . Aktiivisena elementtinä käytetään transistoria tai elektroniputkea .
Estooskillaattori on relaksaatiopiiri, joka sisältää näppäintilassa toimivan vahvistuselementin (esimerkiksi transistorin ) ja muuntajan, jonka kautta saadaan positiivinen takaisinkytkentä.
Estogeneraattoreiden etuja ovat suhteellinen yksinkertaisuus, kyky kytkeä kuorma muuntajan kautta galvaanisella eristyksellä , kyky tuottaa voimakkaita pulsseja, jotka ovat muodoltaan lähellä suorakaiteen muotoisia pulsseja.
Generaattorien estämiseen liittyvien käyttötapausten joukosta voidaan erottaa neljä pääasiallista:
Pulssinmuotoilijoina käytettäessä estogeneraattorit toimivat valmiustilassa . Niiden tärkeimmät ominaisuudet ovat: herkkyys liipaisulle, generoitujen pulssien kesto ja sen stabiilius, suurin saavutettavissa oleva toimintojen taajuus.
Estogeneraattoreissa, joissa on vastakkaiset käämit (positiivinen takaisinkytkentä), muuntajan kantakäämin (tai verkko-) käämin kierrosten lukumäärän tulee ylittää kollektorin (tai anodin) kierrosten lukumäärä vähintään kolme kertaa.
Piiri toimii muuntajan positiivisen palautteen ansiosta. Kun T kiinni avain on kiinni, kun T auki avain on auki.
Kun kytkin (oli se sitten transistori tai alipaineputki) on kytketty päälle, lähes kaikki virtalähteen jännite Vb syötetään muuntajan ensiökäämiin. Tässä tapauksessa käämin induktanssin vuoksi magnetointivirta I n \u003d V 1 × t / L, jossa t on aikaparametri, kasvaa suunnilleen lineaarisesti.
Tämä magnetointivirta I n seuraa ikään kuin toisiokäämin I 2 indusoitunutta virtaa, joka virtaa sen kuormaan (esimerkiksi avaimen ohjaustuloon; toisiokäämin indusoima ensimmäisen käämin virta = I 1 /N). Ensiökäämin virran muutos aiheuttaa muutoksen muuntajan käämien läpi kulkevan magneettikentän vuossa; tämä muuttuva magneettikenttä indusoi suhteellisen vakiojännitteen toisiokäämitykseen V 2 = N × V b . Joissakin piireissä (kuten kuvissa) toisiokäämin jännite V 2 lisätään lähteen tulojännitteeseen Vb ; tässä tapauksessa johtuen siitä, että jännitehäviö ensiökäämin yli (kun avaimen h) on suunnilleen Vb , V2 = (N + 1) × Vb . Tai avain voi saada osan ohjausjännitteestään tai -virrastaan suoraan Vb:stä ja loput indusoidusta V2: sta . Siksi kytkimen ohjausjännite on tavallaan "vaiheessa" siinä mielessä, että se pitää kytkimen kiinni ja tämä (kytkimen kautta) ylläpitää ensiöjännitteen laskua.
Siinä tapauksessa, että ensiökäämin tai avaimen resistanssi on pieni, magnetointivirran I n kasvu on lineaarinen, ja se kuvataan ensimmäisen kappaleen kaavalla. Jos ensiökäämin tai kytkimen tai molempien resistanssi (impedanssi R esim. ensiökäämin resistanssi + emitterin vastus, FET-kanavan vastus), aikavakio L / R tekee magnetointivirrasta nousevan käyrän . jatkuvasti laskeva kaltevuus. Joka tapauksessa magnetointivirta I n ylittää ensiökäämin (ja avaimen) kokonaisvirran I 1 . Ilman rajoitinta se kasvaa ikuisesti.
Joka tapauksessa ensiökäämin magnetointivirran (ja siten magneettivuon) nousunopeus tai suoraan magneettivuon kasvunopeus magneettisydämen kyllästyessä putoaa nollaan (tai niin ). Kahdessa ensimmäisessä tapauksessa, vaikka virta jatkaa virtaamista ensiökäämin läpi, se saavuttaa vakaan arvon, joka on yhtä suuri kuin syöttöjännite Vb jaettuna ensiökäämipiirin impedanssilla R. Tässä rajoitetun virran tapauksessa muuntajan magneettivuo on vakio. Vain muuttuva magneettivuo indusoi EMF:n toisiokäämiin, joten jatkuva magneettivuo aiheuttaa tämän EMF:n puuttumisen toisiokäämissä. Toisiokäämin jännite putoaa nollaan. Kun T on auki , avain avautuu.
Ensisijainen magnetointivirta on nyt I pulssi, max. = V 1 ×T on suljettu /L. Energia U = ½×L×I pulssi, max 2 on tallennettu tähän magnetointikenttään, jonka I pulssi tuottaa, max . Nyt ensiökäämissä ( Vb ) ei ole jännitettä, jotta kestäisimme magneettikentän lisäkasvun tai ainakin kentän stabiilissa tilassa, avain aukeaa, jolloin jännite poistetaan ensiökäämistä. Magneettikenttä (vuo) alkaa romahtaa, ja tämä romahdus työntää energiaa takaisin piiriin, jolloin syntyy virtaa ja jännitettä ensiökäämin, toisiokäämin tai molempien käännöksissä. Induktio ensiökäämiin tapahtuu sen kierrosten kautta, joiden läpi magneettikentän linjat kulkevat (esimerkiksi ensiökäämin L induktanssi); puristava magneettivuo luo jännitteen ensiövirtaan, jolloin virta joko jatkaa virtaamista ensisijaisesta kytkimeen (nyt auki) tai virtaa ensiöpiirin kuormaan, kuten LED, zener-diodi jne. Induktio toissijaiseen tapahtuu sen kierrosten kautta, joiden läpi kulkevat keskinäiset (yhdistetyt) magneettikenttälinjat; tämä induktio aiheuttaa jännitteen ilmaantumisen toisiopuolen kierroksille, ja jos tätä jännitettä ei estä (esimerkiksi diodilla tai kenttätransistorin kannan erittäin suurella resistanssilla), toisiovirta virtaa toisiopiiri (vain vastakkaiseen suuntaan). Joka tapauksessa, jos kukaan ei kuluta virtaa, avaimen jännite hyppää erittäin nopeasti. Kun ensiöpiirissä ei ole kuormitusta tai jos toisiovirta on erittäin alhainen, jännitettä rajoittaa vain käämien loiskapasitanssi (ns. turn-to-turn -kapasitanssi), ja tämä voi tuhota kytkimen. Kun piirissä on vain välikapasitanssi ja pienin toisiokuorma, erittäin korkeataajuinen aaltoilu alkaa, ja nämä "parasiittiset väreilyt" ovat sähkömagneettisten häiriöiden lähde.
Toisiojännite on nyt negatiivinen seuraavasti. Pienevä magneettivuo indusoi ensiökäämissä virran siten, että se virtaa ensiökäämistä juuri avautuneeseen kytkimeen, samaan suuntaan kuin se virtasi kytkimen ollessa kiinni. Jotta virta kulkisi avaimeen kytketyn ensiökäämin päästä, avaimen puolen jännitteen tulee olla positiivinen suhteessa vastakkaiseen päähän, eli johon jännitelähteen V puolelta. b . Mutta tämä on ensisijaisen jännite, päinvastainen napaisuudeltaan kuin se oli kytkimen ollessa kiinni: hetkellä T suljettiin , ensiöpuolen kytkinpuoli oli suunnilleen nolla ja siksi negatiivinen syöttöpuolen suhteen; nyt hetkellä T open se on tullut positiiviseksi suhteessa V b .
Muuntajan käämien suunnasta johtuen toisiopiirissä olevan jännitteen tulee nyt olla negatiivinen . Negatiivinen kantajännite pitää kytkimen (kuten NPN-kaksinapainen transistori tai N-kanavainen FET) auki , ja tämä jatkuu, kunnes kaikki laskevan magneettivuon energia on absorboitunut (johonkin). Kun vaimennin on ensiökäämin piiri, esimerkiksi Zener-diodi (tai LED), jonka jännite on V s ja joka on kytketty takaisin ensiökäämin kierroksiin, virran muoto on kolmio, jonka aika T auki , laskettuna kaava I p \u003d I pulssi, max - V s ×T auki / L p , missä I pulssi, max on ensiökäämin virta avaimen avaushetkellä. Jos nielu on kondensaattori, jännite ja virta ovat sinimuotoisia, ja jos nielu on kondensaattori, jossa on vastus, jännite ja virta ovat vaimennetun siniaallon muodossa.
Kun energia on lopulta käytetty loppuun, ohjauspiiri "vapautetaan". Kytkimen ohjausjännite (tai virta) voi nyt "virrata" vapaasti ohjaustuloon ja sulkea kytkimen. On helpompi nähdä, kun kondensaattori "vaihtaa" ohjausjännitettä tai -virtaa; aaltoilu siirtää ohjausjännitteen tai -virran negatiivisesta (avain auki) 0:sta positiiviseen (avain kiinni).