Потужний імпульсний генератор власноруч. Потужний лабораторний генератор імпульсів

Генератор імпульсів використовується для лабораторних досліджень при розробці та налагодженні електронних пристроїв. Генератор працює в діапазоні напруг від 7 до 41 вольта і високою здатністю навантаження залежить від вихідного транзистора. Амплітуда вихідних імпульсів може дорівнювати значенню напруги живлення мікросхеми, аж до граничного значення напруги живлення цієї мікросхеми +41 В. Його основа - відома всім , часто використовується в .

Граничні значення параметрів:

Напруга живлення 41В
Вхідна напруга підсилювача (Vcc+0.3)
Вихідна напруга колектора 41В
Вихідний струм колектора 250мА
Загальна потужність розсіювання в безперервному режимі 1Вт
Робочий діапазон температур навколишнього середовища:
-c суфіксом L -25..85С
-з суфіксом С.0..70С
Діапазон температур зберігання -65…+150С

Принципова схема пристрою

Схема генератора прямокутних імпульсів

Друкована плата генератора на TL494 та інші файли знаходяться в окремому файлі.

Деталі генератора імпульсів

Конденсатори С1-С4 часзадающей ланцюга вибираються під необхідний частотний діапазон і ємність їх може бути від 10 мікрофарад для інфранізкого піддіапазону до 1000 пікофарад - для найбільш високочастотного.

При обмеженні середнього струму 200 мА схема здатна досить швидко зарядити затвор, але
розрядити його вимкненим транзистором неможливо. Розряджати затвор за допомогою заземленого резистора – також незадовільно повільно. З цією метою застосовується незалежний комплементарний повторювач.

• Читайте: Як зробити з комп'ютерного.

Принципова схема саморобного генератора логічних імпульсів із частотою від 1 Гц до 10КГц, зібрана на мікросхемі 4011 (К561ЛА7). При ремонті та налагодженні схем на цифрових мікросхемах може бути дуже корисним генератор логічних імпульсів. Загалом це генератор прямокутних імпульсів, частоту яких можна регулювати в широких межах.

Але потрібно, щоб розмах цих імпульсів на виході генератора відповідав логічним рівням у тій схемі, на яку їх потрібно подавати.

Якщо з ТТЛ все ясно, то величина напруги логічної одиниці для МОП і КМОП логіки може бути практично будь-який у всій допустимій напрузі живлення мікросхеми, визначаючись величиною напруги живлення. Адже практично логічна одиниця у КМОП-мікросхеми, це трохи менше напруги живлення.

А напруга живлення у багатьох КМОП мікросхем може бути від 3 до 18V, відповідно напруга логічної одиниці буде в широких межах для схем з різною напругою живлення. Тому, лабораторний генератор прямокутних логічних імпульсів повинен дозволяти регулювати не тільки їх частоту, а й амплітуду згідно з конкретною напругою живлення, яка присутня в схемі, що ремонтується або налагоджується.

Якщо з частотою все відносно зрозуміло, то з амплітудою виникають деякі питання, зокрема про те, що для «чистоти експерименту» потрібно регулювати не стільки амплітуду, скільки рівні нуля та одиниці.

Найпростіше це вирішити, якщо генератор прямокутних імпульсів зробити за схемою мультивібратора на КМОП-мікросхемі, наприклад К561ЛЕ5, а амплітуду регулювати не за допомогою якогось регулятора вихідної напруги цього мультивібратора, а шляхом зміни напруги живлення самої мікросхеми, на якій зроблений цей мультивібратор .

Тобто, наприклад, у схемі, на яку ми збираємося подавати імпульси з цього генератора, напруга живлення 6V, то ми простий виставляємо напругу живлення мікросхеми генератора таким самим 6V, і на виході отримуємо абсолютно «правильні» логічні імпульси, саме такі, як вони повинні бути при 6-вольтом харчуванні.

Принципова схема

Схема показано малюнку. На елементах D1.1 та D1.2 мікросхеми D1 зібраний мультивібратор. Він генерує імпульси частотою від 1 Hz до 10 kHz у чотирьох діапазонах, - 1-10 Hz, 10-100Hz, 100-1000Hz та 1-10kHz.

Діапазони перемикаються перемикачем S1, який перемикає конденсатори С1-С4, ємнісної складової частотозадаючого ланцюга. А плавно частота всередині кожного діапазону регулюється змінним резистором R2.

Адже частота імпульсів, що генеруються мультивібратором, побудованим за такою схемою, залежить від опору між входом і виходом елемента D1.1 і ємності між входом D1.1 і виходом D1.2. Місткість змінюється поступово за допомогою перемикача S1, а опір регулюється плавно за допомогою змінного резистора R2.

Мал. 1. Принципова схема генератора імпульсів 1Hz – 10KHz на мікросхемі 4011.

Два інших елементи мікросхеми D1.3 і D1.4 служать лише виключення впливу вихідних ланцюгів працювати мультивибратора (ну, треба було йти їм застосування). Амплітуда імпульсів, а точніше, логічний рівень, регулюється за допомогою регульованого стабілізатора напруги живлення на мікросхемі А1.

За допомогою цього стабілізатора напруга живлення мікросхеми D1 регулюється в межах від 3 до 16 V. Відповідно, параметри вихідного імпульсного сигналу будуть відповідати логічним рівням при даній напрузі живлення. Налагодження полягає у градуюванні шкал зроблених навколо змінних резисторів R2 та R4. Бажано, щоб ці резистори були з лінійним законом регулювання опору.

Працюючи з приладом слід врахувати, що із зміною логічного рівня (напруги живлення мікросхеми) дещо змінюється і частота вихідних імпульсів.

Друкована плата

Монтаж виконаний на друкованій платі, схема якої показана на малюнку вище. На малюнку друкованих провідників доріжки показані схематично, реально вони ширші.

Мал. 2. Друкована плата схеми генератора імпульсів.

Спочатку незмивним маркером малюють точки паяння, а потім їх з'єднують між собою лініями. Як точки паяння, так і лінії можуть бути набагато ширші, ніж на цьому малюнку, важливо тільки щоб вони не зливалися між собою. Після, плату труять у розчині хлорного заліза.

Промивають бензином або спиртом щоб змити фарбу маркера, що не змивається. Після висихання свердлять отвори та переходять у монтажі.

Снєгірьов І. РК-12-17.

Принципова електрична схема генератора прямокутних імпульсів показано малюнку. Використовуючи ШИМ-регулятор KA7500В (TL494 трохи гірше, тому що немає 100% регулювання ШІМ), можна виготовити непоганий генератор прямокутних імпульсів (20 Гц ... 200 кГц) з регулюванням шпаруватості 0 ... 100%. При цьому можна використовувати дві незалежні схеми комутації із застосуванням схеми із загальним емітером або загальним колектором (до 250 мА та 32 В), або паралельне включення (до 500 мА). Якщо висновок 13 переключити з "земляного" на 14-й (стабілізоване 5), то виходи включатимуться поперемінно.

Згідно з документацією, КА7500В повинна працювати при напрузі від 7 до 42 В та струмі на кожному виході до 250 мА. Однак у автора при напрузі вище 35 мікросхеми "стріляли". По струму мікросхеми на верхніх межах не перевірялися через страх спалити їх. Наявні екземпляри мікросхем працювали і в діапазоні частот від часток герц до 500...1000 кГц (у верхньому діапазоні ШІМ, природно, гірше через збільшення загальної частки часу на перемикання компараторів і вихідних ключів).

Опір резистора на вході генератора має бути в межах від 1 кОм до 100 МОм, але зміна частоти нелінійна. А ось зміна частоти від ємності на вході лінійна, принаймні до 10 мкФ (великі значення автор не пробував). Точність установки або більший діапазон (від часток герц до 500...1000 кГц) можна розширити, застосувавши більшу кількість діапазонів.

• [B]LEAS Дякую! Вже розібрався. Була під рукою 7805, створив регульований стабілізатор 5-13v. Все працює, все регулюється, амплітуда також:))). До речі, на 5 вольтах начебто нормально працює, хоча по даташиту 7v. А 32 v обрано тому, що, за словами автора "при напрузі вище 35 мікросхеми "стріляли" ". Я ось тільки сумніваюся на рахунок 250ма, хоча за даташит саме так. Я зробив виходи у паралель. По ідеї має бути 500ма, а виходить, що я по виходу пару світлодіодів чіпляю (навантаження) у них споживання 20ма при напрузі живлення всієї схеми 12v, амплітуда сигналу відразу падає до 6v. А струм ще якось можна збільшити? І як це грамотно зробити?
• У тебе ж вихідний каскад-відкритий колектор. Вихідний струм визначається резистором 1к за схемою, що йдуть на 8,11 ніжки. Відповідно максимум струму, що протікає через ланцюг +Піт->1000 ом->транзистор мікросхеми->земля буде 12 міліампер при 12V живлення. Де в тебе у схемі виходить 6 вольт і яким приладом ти цю величину виміряв? А спільне харчування не провалюється? Як буфер можна використовувати таймер КР1006ВІ1. Вихід до 200 міліампер.
• Загальне харчування не провалюється, стоїть стабільно. Ось, що у мене виходить (в атакі) У цьому варіанті що на одному, що на іншому малюнку живлення схеми 13v. На одному, без навантаження та амплітуда сигналу десь 11,5-12v (1в/справ на щупі 1:10) на іншому відповідно з навантаженням 15ma, амплітуда після підключення навантаження впала до 6-7v. Як навантаження використовував простий світлодіод, підключений через резистор 1к. Резики намагався підбирати, якщо ставити менше 300 ом то мікросхема і резик починають грається (воно і зрозуміло), а якщо вище, то струм маленький. У принципі поки викрутився, по виходу транзистор перший, хто трапився під руку, встромив, струм став побільше, більше поки не перевіряв. Трохи пізніше, вільніше буду, спробую буфер поставити. Ну ось у принципі розібрався у своїх питаннях. Ще раз усім, хто відповів, величезне спасибі! А окреме ВЕЛИЧЕЗНЕ ДЯКУЮ!!! [B] LEAS-у. Без його допомоги, я ще довго мурижив би цю схемку.
• Ти напевно зрозумів, що замість тумблера на картинках підводиться сигнал із твого генератора. А з навантаженням-намалюй, як усе підключив. То я щось не дуже зрозумію. Успіхів у творчості.
• [B]LEAS Так, я зрозумів на рахунок 555. Малюю:)))) (в атакі) на першому малюнку по виходу як навантаження підчеплений світлодіод. І відповідно, при його підключенні отримуємо таку амплітуду сигналу, як я викладав вище. На іншому малюнку, я по виходу поставив транзюк (тільки не знаю правильно чи не правильно зробив, але начебто працює) Перевіряв на струмі 150 мА нічого не гріється все працює. Тільки виходить, що після виходу захисту ніякої на корпус коротнути і все привіт транзику. На відміну від KA7500, живуча виявилася, як тільки я над нею не експериментував:))))) намагався без транзистора, використовуючи тільки мікросхему, зменшив резики (які на живлення по виходу мікрухи, до 150 ом) струм звичайно піднявся, але і резик і мікросхема ніччинають сильно гріється. тому встромив транзистор. просто поки мені струму в 150ма вистачить. Але в ідеалі мені потрібно 500ма, та й ще хочеться, щоб захист по виходу був, як цього можна досягти?
• Якщо ти міряв щодо землі на світлодіоді за твоєю схемою включення там і буде близько 6-7 вольт залежно від екземпляра світлодіода. Я ж тобі написав, але ти, мабуть, не звернув уваги. Внутрішні транзистори мікросхеми тільки підключають точку з'єднання R7, R8, HL1 на землю та все. А транзистора, що підключає живлення до цієї точки немає. У його ролі виступають з'єднані до живлення R7, R8. Коли внутрішній транзистор закритий, виходить просто резистивний дільник. Прибери подумки світлодіод – у цій точці він і буде цей дільник. Можна ще ось так, верхні висновки резисторів відповідно до живлення.
• Дякую! Я зрозумів про дільника. Просто ти питав, що й куди я підключав, ось я й відповів. Та там до речі на моєму малюнку з транзиком по моєму коли малював емітер з колектором переплутав місцями. А резик для обмеження вихідного струму я теж постив, просто на малюнку його немає. LEAS, а у цьому варіанті навіщо діод використовується?
• Ну як навіщо-біполярний транзистор зворотної провідності відкриється (колл-еміт перехід) якщо потенціал бази вищий за потенціал емітера. Низький потенціал емітера забезпечить навантаження, а високий потенціал бази-напруги з резистора. Якщо діод викинути, то потенціали бази та емітера будуть однакові (цьому і перешкоджає діод) і вся схема знову зведеться до резистивного дільника-транзистор не працюватиме.
• Потрібно залишити 16 ніжку в повітрі, а 15 і 7 підпаяти до мінуса харчування.
• Всім привіт.Хлопці пораджу посилання для TL494:skif_biz стаття "ТЕГ-експеримент із вилучення енергії з поля постійного магніту".
• Може друкувати схему у форматі lay викинути для генератора? А то млинець, соромно говорити звичайно, але нічого у мене не виходить(((Ще може ктонить підскакає чонити просте мені потрібно генерувати частоту від 60 до 140 герц і шпаруватість...) решта діапозону мені не потрібна, більше того, буде незручно регулювати пристрій ... заздалегідь дякую.
• У викладеній схемі була помилка - 7 висновок має бути на мінусі... . http://i031.radikal.ru/0805/b8/93dfefe80a28.jpg _http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=13268&st=0 ============== ============================================ Універсальний генератор на TL494 (прямокутник та пила) - удосконалений варіант з "Датагора"... . :) _http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=13268&st=320
• Скажіть, а з яких формул був розрахунок номіналів схеми? Цікаво
• За датасітом.
• я ось переглянув даташит, але зв'язку якось не зовсім ловлю. може хтось на прикладі зможе показати як маючи датик розраховувати схему (в універі цьому не вчили), або підказати де можна такий приклад глянути, був би дуже вдячний. http://archive.espec.ws/files/TL494.PDF
• Про який датчик йдеться?
• СТРВ мав на увазі напевно даташит-так, читати їх в універі не вчать, раніше там вчили думати ... не знаю, як зараз.
• ну як би все загалом. а от як доходить справа до конкретних поставлених завдань, то питання "і що?" встає.я не трієчник, але все одно багато чого незрозуміло.практики розрахунків у нас не було як такої нічого.
• У датасіті наводяться ВСІ розрахункові та часові параметри! Читайте\дивіться УВАЖНО! Успіхів.
• практично на будь-якому мікроконтролері з ШІМ можна зробити подібний генератор, який стабільно працюватиме. Приклад такого генератора є, наприклад, у журналі "Лабораторія електроніки та програмування" №1-2. http://journal.electroniclab.ru/journal_content_001.htm http://journal.electroniclab.ru/journal_content_002.htm

Генератор на NE555 з регулюванням частоти

До речі, мікроконтролер NE555 був розроблений ще в 1971 році і настільки вдало, що його застосовують навіть зараз. Існує безліч аналогів, більш функціональних моделей, модифікацій тощо, але оригінальний чіп, як і раніше, актуальний.

Опис NE555

Мікросхема є інтегральним таймером. В даний час випускається переважно в DIP-корпусах (раніше були версії у круглих металевих).

Функціональна схема виглядає так.

Мал. 1. Функціональна схема

Може працювати в одному з двох основних режимів:

1.Мультивібратор (моностабільний);

2.Генератор імпульсів.

Нас цікавить лише останній варіант.

Простий генератор NE555

Найбільш проста схема представлена ​​нижче.

Мал. 2. Схема генератора на NE555

Мал. 3. Графік вихідної напруги

Таким чином, розрахунок частоти коливань (з періодом t на графіку) виконуватиметься на основі наступної формули:

f = 1 / (0,693 * С * (R1 + 2 * R2)),

відповідно формула повного періоду:

t = 0,693 * С * (R1 + 2 * R2).

Час імпульсу (t1) вважається так:

t1 = 0,693 * (R1 + R2) * C,

тоді проміжок між імпульсами (t2) – так:

t2 = 0,693 * R * 2 * C

Змінюючи значення резисторів та конденсатора, можна отримати необхідну частоту із заданим часом тривалості імпульсів та паузи між ними.

Регульований генератор частоти NE555

Найпростіший варіант – це переробка нерегульованої схеми генератора.

Мал. 4. Схема генератора

Тут другий резистор замінюється на два регульованих включених із зустрічно-паралельними діодами.

Інший варіант регульованого генератора на таймері 555.

Мал. 5. Схема генератора, що регулюється, на таймері 555

Тут положення перемикача (за рахунок включення потрібного конденсатора) можна змінити регульований діапазон частот:

• 3-153 Гц;
• 437-21000 Гц;
• 1,9-95 кГц.

Вмикач перед діодом D1 збільшує шпаруватість, його можна навіть не використовувати у схемі (при його роботі може незначно змінюватися частотний діапазон).

Транзистор найкраще змонтувати на тепловідводі (можна навіть на невеликому).

Добре і частоту регулюють змінні резистори R3 і R2.

Ще одна варіація із регулюванням.

Мал. 6. Схема регульованого генератора

IC1 – це таймер NE555N.

Транзистор – високовольтний польовий (щоб звести до мінімуму ефект нагрівання навіть за високих струмів).

Трохи складніша схема, що працює з великою кількістю діапазонів регулювання.

Мал. 7. Схема, що працює з великою кількістю діапазонів регулювання

Усі деталі вже позначені на схемі. Регулюється за рахунок включення одного з діапазонів (на конденсаторах C1-C5) та потенціометрами P1 (відповідає за частоту), P4 (відповідає за амплітуду).

Схема потребує двополярного живлення!

Дата публікації: 21.02.2018

Думки читачів

• Valentin / 16.06.2019 - 18:53
  Під Рис.3 у формулі для тривалості паузи між імпульсами слід забрати зайву зірочку і привести формулу до виду t2=0,693×R2×C
• shadi abusalim / 03.09.2018 - 13:55
  Будь ласка, допоможіть вам використовувати електронну схему, використовуючи вбудований 555 Щоб відрегулювати ширину імпульсу і керувати ним, щоб додати управління спалахом, гасіть і запалюйте лампу в тому ж колі Частота ланцюга повинна становити до 500 кГц Існує коло, розташоване на сайті, схоже, але злегка вагається mail [email protected]Сучасні і frekvency є контрольованими з варіативними регістрами R3 і R2. Інша variation with regulation. Fig. 6. Scheme of the regulated generator

Генератори прямокутних імпульсів широко використовуються в радіотехніці, телебаченні, системах автоматичного керування та обчислювальної техніки.

Для отримання імпульсів прямокутної форми з крутими фронтами широко використовуються пристрої, принцип роботи яких заснований на використанні електронних підсилювачів з позитивним зворотним зв'язком. До цих пристроїв відносяться так звані релаксаційні генератори мультивібратори, блокінг-генератори. Ці генератори можуть працювати в одному з наступних режимів: чекаючому, авто коливальному, синхронізації та поділу частоти.

У режимі очікування генератор має один стійкий стан рівноваги. Зовнішній імпульс, що запускає, викликає стрибкоподібний перехід чекаючого генератора в новий стан, який не є стійким. У цьому стані, званому квазірівноважним, або тимчасово стійким, у схемі генератора відбуваються відносно повільні процеси, які в кінцевому підсумку призводять до зворотного стрибка, після чого встановлюється стійкий вихідний стан. Тривалість стану квазірівноваги, що визначає тривалість прямокутного імпульсу, що генерується, залежить від параметрів схеми генератора. Основними вимогами до генераторів, що чекають, є стабільність тривалості формованого імпульсу і стійкість його вихідного стану. Чекаючі генератори застосовуються, перш за все, для отримання певного часового інтервалу, початок і кінець якого фіксуються відповідно фронтом і спадом прямокутного імпульсу, що генерується, а також для розширення імпульсів, для поділу частоти повторення імпульсів та інших цілей.

В авто коливальному режимі генератор має два стани квазірівноваги і не має жодного стійкого стану. У цьому режимі без будь-якої зовнішньої дії генератор послідовно переходить стрибком з одного стану квазірівноваги в інший. У цьому генеруються імпульси, амплітуда, тривалість і частота повторення яких визначаються переважно лише параметрами генератора. Основною вимогою, що висуваються до таких генераторів, є висока стабільність частоти автоколивань. Тим часом в результаті зміни напруги живлення, зміни і старіння елементів, впливу інших факторів (температури, вологості, наведень і т. п.) стабільність частоти автоколивань генератора зазвичай невелика.

У режимі синхронізації або поділу частоти частота повторення імпульсів, що генеруються, визначається частотою зовнішньої синхронізуючої напруги (синусоїдальної або імпульсної), що подається в схему генератора. Частота повторення імпульсів дорівнює або кратна частоті синхронізації напруги.

Генератор прямокутних імпульсів релаксаційного типу, що періодично повторюються, називається мультивібратором.

Схема мультивібратора може бути реалізована як у дискретних елементах, і у інтегральному виконанні.

Мультивібратор на дискретні елементи.У такому мультивібраторі використовують два підсилювальні каскади, охоплені зворотним зв'язком. Одна гілка зворотного зв'язку утворена конденсатором та резистором , а інша – і (Рис. 6.16).

станів і забезпечує генерування імпульсів, що періодично повторюються, форма яких близька прямокутної.

У мультивібраторі обидва транзистори можуть перебувати в активному режимі дуже короткий час, тому що в результаті дії позитивного зворотного зв'язку схема стрибком перетворюється на стан, коли один транзистор відкритий, а інший закритий.

Приймемо для певності, що на момент часу транзистор VT1 відкритий і насичений, а транзистор VT2 закрито (рис. 6.17). Конденсатор за рахунок струму, що протікав у схемі в попередні моменти часу, заряджений до певної напруги. Полярність цієї напруги така, що до бази транзистора VT2 щодо емітера додано негативну напругу та VT2 закритий. Оскільки один транзистор закритий, а інший відкритий і насичений, у схемі не виконується умова самозбудження, оскільки коефіцієнти посилення каскадів
.

У такому стані у схемі протікають два процеси. Один процес пов'язаний із перебігом струму перезаряду конденсатора від джерела живлення по ланцюгу резистор - Відкритий транзистор VT1 .Другий процес обумовлений зарядом конденсатора через резистор
та базовий ланцюг транзистора VT1 , в результаті напруга на колекторі транзистора VT2 збільшується (рис. 6.17). Оскільки резистор, що включається до базового ланцюга транзистора, має більший опір, ніж колекторний резистор (
), час заряду конденсатора менше часу перезаряджання конденсатора .

відкритий, оскільки його база виявляється підключеною до позитивного полюса джерела живлення через резистор .

Базове
та колекторне
напруги транзистора VT1 у своїй не змінюються. Цей стан схеми називається квазістійким.

У момент часу у міру перезаряджання конденсатора напруга на базі транзистора VT2 досягає напруги відкривання та транзистор VT2 переходить в активний режим роботи, для якого
. При відкритті VT2 збільшується колекторний струм і відповідно зменшується
. Зменшення
викликає зниження базового струму транзистора VT1 , що, у свою чергу, призводить до зменшення колекторного струму . Зниження струму супроводжується збільшенням базового струму транзистора VT2 , оскільки струм, що протікає через резистор
, відгалужується до бази транзистора VT2 і
.

Після того як транзистор VT1 вийде з режиму насичення, у схемі виконується умова самозбудження:
. При цьому процес перемикання схеми протікає лавиноподібно та закінчується, коли транзистор VT2 переходить у режим насичення, а транзистор VT1 – у режим відсікання.

Надалі практично розряджений конденсатор (
) заряджається від джерела живлення по ланцюгу резистор
– базовий ланцюг відкритого транзистора VT2 за експоненційним законом із постійного часу
. В результаті протягом часу
відбувається збільшення напруги на конденсаторі до
і формується фронт колекторної напруги
транзистора VT1 .

Закритий стан транзистора VT1 забезпечується тим, що спочатку заряджений до напруги конденсатор через відкритий транзистор VT2 підключений до проміжку база – емітер транзистора VT1 , чим підтримується негативне напруження з його основі. З часом замикаюча напруга на базі змінюється, оскільки конденсатор перезаряджається ланцюжком резистор - Відкритий транзистор VT2 . У момент часу напруга з урахуванням транзистора VT1 досягає значення
і він відкривається.

У схемі знову виконується умова самозбудження та розвивається регенеративний процес, внаслідок якого транзистор VT1 переходить у режим насичення, а VT2 закривається. Конденсатор виявляється зарядженим до напруги
, а конденсатор практично розряджений(
). Це відповідає моменту часу , з якого почався розгляд процесів у схемі. На цьому повний цикл роботи мультивібратора закінчується, тому що надалі процеси у схемі повторюються.

Як випливає з тимчасової діаграми (рис. 6.17), в мультивібраторі імпульси прямокутної форми, що періодично повторюються, можна знімати з колекторів обох транзисторів. У разі коли навантаження підключається до колектора транзистора VT2 , тривалість імпульсів визначається процесом перезаряду конденсатора , а тривалість паузи – процесом перезаряджання конденсатора .

Ланцюг перезаряду конденсатора містить один реактивний елемент, тому , де
;
;.

Таким чином, .

Процес перезарядження закінчується в момент часу , коли
. Отже, тривалість позитивного імпульсу колекторної напруги транзистора VT2 визначається формулою:

.

У тому випадку, коли мультивібратор виконаний на германієвих транзисторах, формула спрощується, оскільки
.

Процес перезаряджання конденсатора , який визначає тривалість паузи між імпульсами колекторної напруги транзистора VT2 , протікає в такій же еквівалентній схемі і за тих же умов, що процес перезаряду конденсатора , тільки з іншого постійного часу:
. Тому формула для розрахунку аналогічна формулі для розрахунку :

.

Зазвичай у мультивібраторі тривалість імпульсу та тривалість паузи регулюють, змінюючи опір резисторів. і .

Тривалості фронтів залежить від часу відкривання транзисторів і визначаються часом заряду конденсатора через колекторний резистор тієї самої плеча
. При розрахунку мультивібратора необхідно виконати умову насичення відкритого транзистора
. Для транзистора VT2 без урахування струму
перезарядження конденсатора струм
. Отже, для транзистора VT1 умова насичення
, а для транзистора VT2 -
.

Частота генерованих імпульсів
. Основною перешкодою збільшення частоти генерування імпульсів є тривалість фронту імпульсів. Зниження тривалості фронту імпульсу рахунок зменшення опорів колекторних резисторів може призвести до невиконання умови насичення.

При великому ступені насичення у розглянутій схемі мультивібратора можливі випадки, коли після включення обидва транзистори насичені та коливання відсутні. Це відповідає жорсткому режиму самозбудження. Для запобігання цьому слід вибирати режим роботи відкритого транзистора поблизу межі насичення, щоб зберегти достатній коефіцієнт посилення ланцюга зворотного зв'язку, а також використовувати спеціальні схеми мультивібраторів.

Якщо тривалість імпульсу дорівнює тривалості , Що зазвичай досягається при , то такий мультивібратор називається симетричним.

Тривалість фронту імпульсів, що генеруються мультивібратором, можна істотно зменшити, якщо додатково ввести в схему діоди (рис. 6.18).

Коли, наприклад, закривається транзистор VT2 і починає збільшуватися колекторна напруга, то до діода VD2 прикладається зворотна напруга, він закривається і тим самим відключає конденсатор, що заряджається. від колектора транзистора VT2 . В результаті струм заряду конденсатора протікає вже не через резистор , а через резистор . Отже, тривалість фронту імпульсу колекторної напруги
тепер визначається лише процесом закривання транзистора VT2 . Аналогічно працює і діод VD1 при заряді конденсатора .

Хоча в такій схемі тривалість фронту суттєво зменшена, час заряду конденсаторів, що обмежує шпаруватість імпульсів, практично не змінюється. Постійні часу
і
не можуть бути зменшені за рахунок зниження . Резистор у відкритому стані транзистора через відкритий діод підключається паралельно резистору .В результаті при
зростає споживана схемою потужність.

Мультивібратор на інтегральних схемах(рис. 6.19). Найпростіша схема містить два інвертуючі логічні елементи ЛЕ1і ЛЕ2, два часозадаючі ланцюжки
і
та діоди VD1 , VD2 .

У момент часу
і на виході ЛЕ2
. В результаті на вхід ЛЕ1через конденсатор , який заряджений до напруги
, подається напруга та ЛЕ1переходить у стан нуля
. Так як напруга на виході ЛЕ1поменшало, то конденсатор починає розряджатися. В результаті на резисторі виникне напруга негативної полярності, відкриється діод VD2 та конденсатор швидко розрядиться до напруги
. Після закінчення цього процесу напруга на вході ЛЕ2
.

Одночасно у схемі протікає процес заряду конденсатора і з часом напруга на вході ЛЕ1зменшується. Коли в момент часу напруга
,
,
. Процеси починають повторюватися. Знову відбувається заряд конденсатора , а конденсатор розряджається через відкритий діод VD1 . Оскільки опір відкритого діода набагато менший за опір резисторів , і , розряд конденсаторів і відбувається швидше, ніж їхній заряд.

Напруга на вході ЛЕ1в інтервалі часу
визначається процесом заряду конденсатора :, де
;
- Вихідний опір логічного елемента в стані одиниці;
;
, звідки
. Коли
, закінчується формування імпульсу на виході елемента ЛЕ2, отже, тривалість імпульсу

.

Тривалість паузи між імпульсами (інтервал часу від до ) визначається процесом заряду конденсатора тому

.

Тривалість фронту імпульсів, що генеруються, визначається часом перемикання логічних елементів.

На часовій діаграмі (рис. 6.20) амплітуда вихідних імпульсів не змінюється:
оскільки при її побудові не враховувався вихідний опір логічного елемента. З урахуванням кінцівки цього вихідного опору амплітуда імпульсів змінюватиметься.

Недоліком розглянутої найпростішої схеми мультивібратора на логічних елементах є жорсткий режим збудження і пов'язане з цим можлива відсутність коливального режиму роботи. Цей недолік схеми можна виключити, якщо додатково запровадити логічний елемент І (рис. 6.21).

Коли мультивібратор генерує імпульси, то на виході ЛЕ3
, оскільки
. Однак внаслідок жорсткого режиму самозбудження можливий такий випадок, коли при включенні напруги джерела живлення через малу швидкість наростання напруги струм заряду конденсаторів і виявляється невеликим. При цьому падіння напруги на резисторах і може бути менше порогового
і обидва елементи ( ЛЕ1і ЛЕ2) виявляться в стані, коли напруги на їх виходах
. При такому поєднанні вхідних сигналів на виході елемента ЛЕ3виникне напруга
, яке через резистор подається на вхід елемента ЛЕ2. Так як
, то ЛЕ2перетворюється на стан нуля і схема починає генерувати імпульси.

Для побудови генераторів прямокутних імпульсів поряд із дискретними елементами та ЛЕ в інтегральному виконанні використовуються операційні підсилювачі.

тому напруга на вході, що інвертує
залежить не тільки від напруги на виході підсилювача, а й є функцією часу, оскільки
.

На неінвертуючому вході діє позитивна напруга
. Напруга
залишається постійним, а напруга на вході, що інвертує
з часом збільшується, прагнучи рівня
, оскільки у схемі протікає процес перезаряджання конденсатора .

Однак поки що
, стан підсилювача визначає напругу на вході, що не інвертує, і на виході зберігається рівень
.

У момент часу напруги на входах операційного підсилювача стають рівними:
. Подальше незначне збільшення
призводить до того, що диференціальна (різниця) напруга на інвертуючому вході підсилювача
виявляється позитивним, тому напруга на виході різко зменшується і стає негативною
. Так як напруга на виході операційного підсилювача змінила полярність, то конденсатор надалі перезаряджається і напруга на ньому, а також напруга на вході, що інвертує, прагнуть до
.

У момент часу знову
і потім диференціальна (різниця) напруга на вході підсилювача
стає негативним. Так як воно діє на вході, що інвертує, то напруга на виході підсилювача стрибком знову набуває значення
. Напруга на неінвертуючому вході також стрибком змінюється
. Конденсатор , який на момент часу зарядився до негативної напруги, знову перезаряджається і напруга на вході, що інвертує, зростає, прагнучи до
. Бо при цьому
напруга на виході підсилювача зберігається постійним. Як випливає з тимчасової діаграми (рис. 6.23), у момент часу повний цикл роботи схеми закінчується й надалі процеси у ній повторюються. Таким чином, на виході схеми генеруються імпульси прямокутної форми, що періодично повторюються, амплітуда яких при
дорівнює
. Тривалість імпульсів (інтервал часу
) визначається часом перезаряду конденсатора за експоненційним законом від
до
з постійного часу
, де
- Вихідний опір операційного підсилювача. Оскільки під час паузи (інтервал
) перезаряд конденсатора відбувається в таких самих умовах, що і при формуванні імпульсів, то
. Отже, схема працює як симетричний мультивібратор.

відбувається з постійного часу
. При негативній напрузі на виході (
) відкритий діод VD2 та постійна часу перезаряду конденсатора , Що визначає тривалість паузи,
.

Очікуючий мультивібратор або одновібратор має один стійкий стан і забезпечує генерування прямокутних імпульсів при подачі на вхід схеми коротких імпульсів, що запускають.

Одновібратор на дискретних елементахскладається з двох підсилювальних каскадів, охоплених позитивним зворотним зв'язком (рис. 6.25).

транзистора VT1 залежить від колекторного струму транзистора VT2 . Таку схему називають одновібратором з емітерним зв'язком. Параметри схеми розраховуються таким чином, щоб у вихідному стані без вхідних імпульсів транзистор VT2 був відкритий і насичений, а VT1 перебував у режимі відсічення. Такий стан схеми, що є стійким, забезпечується при виконанні умов:
.

Припустимо, що одновібратор перебуває у стійкому стані. Тоді струми та напруги у схемі будуть постійними. База транзистора VT2 через резистор підключена до позитивного полюса джерела живлення, що забезпечує відкрите стан транзистора. Для розрахунку колекторного
та базового струмів маємо систему рівнянь

.

Визначивши звідси струми
і , Умову насичення запишемо у вигляді:

.

Якщо врахувати, що
і
, то отриманий вираз суттєво спрощується:
.

На резисторі за рахунок протікання струмів ,
створюється падіння напруги
. В результаті різниця потенціалів між базою та емітером транзистора VT1 визначається виразом:

Якщо у схемі виконується умова
, то транзистор VT1 закритий. Конденсатор при цьому заряджений до напруги. Полярність напруги на конденсаторі вказано на рис. 6.25.

Коли транзистор VT1 відкривається, конденсатор виявляється підключеним до області база – емітер транзистора VT2 таким чином, що потенціал бази стає негативним і транзистор VT2 переходить у режим відсікання. Процес перемикання схеми носить лавиноподібний характер, оскільки в цей час у схемі виконується умова самозбудження. Час перемикання схеми визначається тривалістю процесів увімкнення транзистора VT1 та вимикання транзистора VT2 і становить частки мікросекунди.

При закриванні транзистора VT2 через резистор перестають протікати колекторний та базовий струми VT2 . В результаті транзистор VT1 залишається у відкритому стані навіть після закінчення вхідного імпульсу. В цей час на резисторі падає напруга
.

Стан схеми, коли транзистор VT1 відкритий, а VT2 закритий, є квазістійким. Конденсатор через резистор , відкритий транзистор VT1 та резистор виявляється підключеним до джерела живлення таким чином, що напруга на ньому має зустрічну полярність. У схемі протікає струм перезаряду конденсатора , і напруга у ньому, отже, і основі транзистора VT2 прагне позитивного рівня.

Зміна напруги
носить експоненційний характер: де
. Початкова напруга на базі транзистора VT2 визначається напругою, до якої спочатку заряджено конденсатор та залишковою напругою на відкритому транзисторі:

Граничне значення напруги, якого прагне напруга з урахуванням транзистора VT2 , .

Тут враховано, що через резистор протікає як струм перезаряду конденсатора , Але й струм відкритого транзистора VT1 . Отже, .

У момент часу напруга
досягає напруги відмикання
та транзистор VT2 відкривається. Колекторний струм, що з'явився створює додаткове падіння напруги на резисторі що призводить до зменшення напруги
. Це викликає зменшення базового та колекторного струмів та відповідне збільшення напруги
. Позитивне збільшення колекторної напруги транзистора VT1 через конденсатор передається в ланцюг бази транзистора VT2 та сприяє ще більшому наростанню його колекторного струму . У схемі знову розвивається регенеративний процес, що закінчується тим, що транзистор VT1 закривається, а транзистор VT2 переходить у режим насичення. У цьому процес генерування імпульсу закінчується. Тривалість імпульсу визначається, якщо покласти
: .

Після закінчення імпульсу у схемі протікає процес заряду конденсатора з ланцюга, що складається з резисторів
,та емітерного ланцюга відкритого транзистора VT2 . У початковий момент базовий струм транзистора VT2 дорівнює сумі струмів заряду конденсатора : струму , обмеженого опором резистора
, і струму, що протікає через резистор . У міру заряду конденсатора струм зменшується і відповідно знижується струм бази транзистора VT2 , прагнучи стаціонарного значення, що визначається резистором . В результаті в момент відкриття транзистора VT2 падіння напруги на резисторі виявляється більше стаціонарного значення, що призводить до збільшення негативної напруги на базі транзистора VT1 . Коли напруга на конденсаторі досягає значення
схема перетворюється на вихідний стан. Тривалість процесу дозаряду конденсатора , Який називається етапом відновлення, визначається співвідношенням .

Мінімальний період повторення імпульсів одновібратора
, а максимальна частота
. Якщо інтервал між вхідними імпульсами виявиться меншим , то конденсатор не встигне дозарядитися і це призведе до зміни тривалості імпульсів, що генеруються.

Амплітуда генерованих імпульсів визначається різницею напруг на колекторі транзистора VT2 у закритому та відкритому станах.

Одновібратор можна реалізувати на базі мультивібратора, якщо одну гілка зворотного зв'язку зробити не ємнісною, а резисторною та ввести джерело напруги
(Рис. 6.27). Така схема називається одновібратор з колекторно-базовими зв'язками.

До бази транзистора VT2 додано негативну напругу і він закритий. Конденсатор заряджений до напруги
. У разі германієвих транзисторів
.

Конденсатор , що виконує роль форсуючого конденсатора, заряджений до напруги
. Цей стан схеми є стійким.

При подачі на базу транзистора VT2 відмикаючого імпульсу (рис. 6.28) у схемі починають протікати процеси відкривання транзистора VT2 та закривання транзистора VT1 .

При перемиканні схеми формується фронт вихідного імпульсу, який зазвичай знімається з колектора транзистора VT1 . Надалі у схемі протікає процес перезаряду конденсатора .Напруга на ньому
, отже, і напруга з урахуванням транзистора VT1 змінюється за експоненційним законом
де
.

Коли в момент часу напруга на базі досягає значення
, транзистор VT1 відкривається, напруга на його колекторі
зменшується та закривається транзистор VT2 . У цьому формується зріз вихідного імпульсу. Тривалість імпульсу отримаємо, якщо покласти
:

.

Так як
, то. Тривалість зрізу
.

Надалі у схемі протікає струм заряду конденсатора через резистор
та базовий ланцюг відкритого транзистора VT1 . Тривалість цього процесу, що визначає час відновлення схеми,
.

Амплітуда вихідних імпульсів у такій схемі одновібратора практично дорівнює напрузі джерела живлення.

Одновібратор на логічних елементах. Для реалізації одновібратора на логічних елементах зазвичай використовують елементи І-НЕ. Структурна схема такого одновібратора включає два елементи ( ЛЕ1і ЛЕ2) і ланцюжок, що час задає
(Рис. 6.29). Входи ЛЕ2об'єднані, і він працює як інвертор. Вихід ЛЕ2з'єднаний з одним із входів ЛЕ1а на інший його вхід подається керуючий сигнал.

його вхідний ланцюг. Схема генерує прямокутний імпульс при короткочасному зменшенні (момент часу ) вхідної напруги
. Через інтервал часу, рівний
(не показано на рис. 6.29), на виході ЛЕ1напруга збільшиться. Цей стрибок напруги через конденсатор передається на вхід ЛЕ2. Елемент ЛЕ2переходить у стан «0». Таким чином, на вході 1 ЛЕ1через інтервал часу
починає діяти напруга
і цей елемент залишиться в стані одиниці, якщо навіть після закінчення часу
напруга
знову дорівнюватиме логічній «1». Для нормальної роботи схеми необхідно, щоб тривалість вхідного імпульсу
.

У міру заряду конденсатора вихідний струм ЛЕ1зменшується. Відповідно зменшується падіння напруги на :
. Одночасно дещо збільшується напруга
, прагнучи до напруги
, яке при перемиканні ЛЕ1у стан «1» було менше
за рахунок падіння напруги на вихідному опорі ЛЕ1. Цей стан схеми є тимчасово стійким.

У момент часу напруга
досягає порогового
та елемент ЛЕ2переходить у стан «1». На вхід 1 ЛЕ1подається сигнал
і він переходить у стан лог. "0". При цьому конденсатор , який в інтервалі часу від до зарядився, починає розряджатися через вихідний опір ЛЕ1та діод VD1 . По закінченню часу , що визначається процесом розряду конденсатора схема переходить у вихідний стан.

Таким чином, на виході ЛЕ2генерується імпульс прямокутної форми. Тривалість його, що залежить від часу зменшення
до
визначається співвідношенням
, де
- Вихідний опір ЛЕ1у стані "1". Час відновлення схеми , де
- Вихідний опір ЛЕ1у стані "0"; - Внутрішній опір діода у відкритому стані.

і напруга на вході, що інвертує, невелика:
, де
падіння напруги на діоді у відкритому стані. На неінвертуючому вході напруга також постійна:
, і так як
, то на виході підтримується постійна напруга
.

При подачі в момент часу вхідного імпульсу позитивної полярності амплітудою
напруга на вході, що не інвертує, стає більше напруги на вході, що інвертує, і вихідна напруга стрибком стає рівною
. При цьому також стрибком збільшується напруга на вході, що не інвертує, до
. Одночасно діод VDзакривається, конденсатор починає заряджатися і на вході, що інвертує, зростає позитивна напруга (рис. 6.32). Бувай
на виході зберігається напруга
. У момент часу при
відбувається зміна полярності вихідної напруги і напруга на вході, що не інвертує, приймає вихідне значення, а напруга починає зменшуватися в міру розряду конденсатора .

Так як
, то
.

Час відновлення схеми визначається тривалістю процесу розряду конденсатора від
до
та з урахуванням прийнятих припущень
.

Генератори на операційних підсилювачах забезпечують формування амплітудою імпульсів до десятків вольт; Тривалість фронтів залежить від лінії частот операційного підсилювача і може становити частки мікросекунди.

Блокінг-генератором називається генератор імпульсів релаксаційного типу у вигляді однокаскадного підсилювача з позитивним зворотним зв'язком, що створюється за допомогою трансформатора. Блокінг-генератор може працювати в режимі очікування і автоколивання.

Очікуючий режим роботи блокінг-генератора.При роботі в режимі очікування схема має один стійкий стан і генерує імпульси прямокутної форми, коли на вхід надходять імпульси, що запускають. Стійкий стан блокінг-генератора на германієвому транзисторі здійснюється шляхом включення джерела зміщення до базового ланцюга. При використанні кремнієвого транзистора джерело усунення не потрібно, оскільки транзистор при нульовій напрузі на базі закритий (рис. 6.33).

базова напруга зменшується. Такий зв'язок реалізується шляхом відповідного підключення початку обмоток трансформатора (на рис. 6.33 показані точками).

У більшості випадків трансформатор має третю (навантажувальну) обмотку, до якої підключається навантаження. .

Напруги на обмотках трансформатора і струми, які у них, пов'язані між собою так:
,
,
,
де
,
- Коефіцієнти трансформації;
- Число витків первинної, вторинної та навантажувальної обмоток відповідно.

Тривалість процесу включення транзистора настільки мала, що у цей час струм намагнічування мало наростає (
). Тому рівняння струмів під час аналізу перехідного процесу включення транзистора спрощується:
.

струму бази
і дійсного струму, що протікає в ланцюзі бази транзистора,
.

Таким чином, початкова зміна струму бази
в результаті процесів, що протікають у схемі, призводить до подальшої зміни цього струму
, і якщо
, то процес зміни струмів та напруг носить лавиноподібний характер. Отже, умова самозбудження блокінг-генератора:
.

За відсутності навантаження (
) ця умова спрощується:
. Так як
Умову самозбудження в блокінг-генераторі виконується досить легко.

Процес відкривання транзистора, що супроводжується формуванням фронту імпульсу, закінчується, що він перетворюється на режим насичення. У цьому перестає виконуватися умова самозбудження і формується вершина імпульсу. Оскільки транзистор насичений:
, то до первинної обмотки трансформатора виявляється доданим напруга.
та наведені базовий струм
, а також струм навантаження
, Виявляються постійними. Струм намагнічування для формування вершини імпульсу можна визначити з рівняння
звідки при нульових початкових умовах отримаємо
.

Таким чином, струм намагнічування у блокінг-генераторі, коли транзистор насичений, наростає у часі за лінійним законом. Відповідно до рівняння струмів також за лінійним законом збільшується колекторний струм транзистора
.

З часом ступінь насичення транзистора зменшується, оскільки базовий струм залишається постійним.
а колекторний струм наростає. У деякий час колекторний струм збільшується настільки, що транзистор переходить з режиму насичення в активний режим і знову починає виконуватися умова самозбудження блокінг-генератора. Очевидно, що тривалість вершини імпульсу визначається часом, протягом якого транзистор перебуває у режимі насичення. Межі режиму насичення відповідає умова
. Отже,
.

Звідси одержуємо формулу для розрахунку тривалості вершини імпульсу:

.

Струм намагнічування
під час формування вершини імпульсу збільшується і в момент закінчення цього процесу, тобто при
досягає значення
.

Так як до первинної обмотки імпульсного трансформатора при формуванні вершини імпульсу прикладено напругу джерела живлення , то амплітуда імпульсу на навантаженні
.

При переході транзистора в активний режим відбувається зменшення колекторного струму
. У вторинній обмотці індукується напруга, що призводить до зменшення напруги та струму бази, що, своєю чергою, викликає подальше зниження колекторного струму. У схемі розвивається регенеративний процес, у результаті якого транзистор перетворюється на режим відсічки і формується зріз імпульсу.

Протікаючий лавиноподібний процес закривання транзистора має таку малу тривалість, що струм намагнічування за цей час практично не змінюється і залишається рівним
. Отже, на момент закриття транзистора в індуктивності запасена енергія
. Ця енергія розсіюється лише у навантаженні , оскільки колекторна та базова ланцюга закритого транзистора виявляються розімкненими. Струм намагнічування при цьому зменшується за експонентом:
, де
- Постійна часу. Протікає через резистор струм створює зворотний викид напруги на ньому, амплітуда якого
, що також супроводжується сплеском напруги на базі та колекторі закритого транзистора
. Скориставшись знайденим раніше співвідношенням для
, Отримаємо:

,

.

Процес розсіювання запасеної в імпульсному трансформаторі енергії, що визначає час відновлення схеми , закінчується через інтервал часу
, Після чого схема переходить у вихідний стан. Додатковий сплеск колекторної напруги
може бути значним. Тому в схемі блокінг-генератора вживаються заходи щодо зниження величини
, для чого паралельно навантаженню або первинну обмотку включають демпфуючий ланцюг, що складається з діода VD1 та резистора , опір якого
(Рис. 6.33). При формуванні імпульсу діод закритий, так як до нього прикладено напругу зворотної полярності, і ланцюг, що демпфує, не впливає на процеси в схемі. Коли при закриванні транзистора в первинній обмотці виникає сплеск напруги, то до діода прикладається пряма напруга, він відкривається і струм протікає через резистор . Так як
, то сплеск колекторної напруги
і зворотний викид напруги на суттєво зменшуються. Однак при цьому зростає час відновлення:
.

Не завжди послідовно з діодом включають резистор і тоді амплітуда сплеску виявляється мінімальною, але збільшується його тривалість.

імпульсів. Процеси, які у схемі, розглянемо, починаючи з часу , коли напруга на конденсаторі досягає значення
та транзистор відкриється (рис. 6.36).

Оскільки напруга на вторинній (базовій) обмотці під час формування вершини імпульсу залишається постійною
, то в міру заряду конденсатора базовий струм зменшується за експоненційним законом
, де
– опір області база – емітер насиченого транзистора;
- Постійна часу.

Відповідно до рівнянням струмів колекторний струм транзистора визначається виразом
.

З наведених співвідношень випливає, що в автоколивальних блокінг-генераторі під час формування вершини імпульсу змінюються і базовий і колекторний струми. Як видно, базовий струм з часом зменшується. Колекторний струм може і наростати, і зменшуватися. Все залежить від співвідношення між першими двома доданками останнього виразу. Але навіть колекторний струм і зменшується, то повільніше, ніж базовий струм. Тому при зменшенні базового струму транзистора настає момент часу коли транзистор виходить з режиму насичення і процес формування вершини імпульсу закінчується. Таким чином, тривалість вершини імпульсу визначається співвідношенням
. Тоді можна записати рівняння струмів для моменту закінчення формування вершини імпульсу:

.

Після деяких перетворень маємо
. Отримане трансцендентне рівняння можна спростити за умови
. Скориставшись розкладанням у низку експонентів та обмежившись першими двома членами
отримаємо формулу для розрахунку тривалості вершини імпульсу
, де
.

Під час формування вершини імпульсу за рахунок протікання базового струму транзистора напруга на конденсаторі змінюється і на момент закриття транзистора воно стає рівним
. Підставивши в цей вираз значення
і проінтегрувавши, отримаємо:

.

При переході транзистора в активний режим роботи знову починає виконуватися умова самозбудження та у схемі протікає лавиноподібний процес його закривання. Як і в блокінг-генераторі, що чекає, після закривання транзистора протікає процес розсіювання запасеної в трансформаторі енергії, що супроводжується появою сплесків колекторного і базового напруг. Після закінчення цього процесу транзистор продовжує перебувати в закритому стані завдяки тому, що до бази прикладається негативна напруга зарядженого конденсатора. . Ця напруга не залишається постійною, оскільки в закритому стані транзистора через конденсатор та резистор протікає струм перезаряду від джерела живлення . Тому в міру перезаряджання конденсатора напруга на базі транзистора збільшується за експоненційним законом
, де
.

Коли напруга на базі досягає значення
, Транзистор відкривається і знову починається процес формування імпульсу. Таким чином, тривалість паузи , що визначається часом перебування транзистора в закритому стані, може бути розрахована, якщо покласти
. Тоді отримаємо
.Для блокінг-генератора на германієвому транзисторі отримана формула спрощується, оскільки
.

Блокінг-генератори мають високий коефіцієнт корисної дії, тому що в паузі між імпульсами струм джерела живлення практично не споживається. У порівнянні з мультивібраторами та одновібраторами вони дозволяють отримати більшу шпаруватість і меншу тривалість імпульсів. Важливою перевагою блокінг-генераторів є можливість отримання імпульсів, амплітуда яких більша за напругу джерела живлення. Для цього достатньо, щоб коефіцієнт трансформації третьої (навантажувальної) обмотки
. У блокінг-генераторі за наявності кількох навантажувальних обмоток можна здійснити гальванічну розв'язку між навантаженнями та отримувати імпульси різної полярності.

Схема блокінг-генератора не реалізується в інтегральному виконанні через імпульсний трансформатор.