Релаксатор представляет собой разновидность генератора, предназначенного для создания электрических колебаний, форма которых отличается от классической синусоиды. Эти устройства генерируют импульсные сигналы, такие как пилообразные, прямоугольные или треугольные, что делает их незаменимыми в различных электронных схемах.
Устройство и основные компоненты
Конструкция релаксатора базируется на трёх ключевых элементах: нелинейном элементе (например, электронной или неоновой лампе, транзисторе или тиристоре), активном сопротивлении (резисторе) и накопителях энергии (конденсаторах или катушках индуктивности). Именно взаимодействие этих компонентов и определяет уникальный принцип работы устройства.
Принцип действия: накопление и разряд
Работа релаксатора основана на циклическом процессе накопления и быстрого разряда энергии. Накопитель (чаще всего конденсатор) постепенно заряжается через активное сопротивление. Когда напряжение на нём достигает определённого порога, срабатывает нелинейный элемент, который резко переходит в проводящее состояние. Это вызывает почти мгновенный разряд накопителя. После разряда нелинейный элемент закрывается, и цикл начинается заново. Таким образом, энергия периодически накапливается в реактивном элементе и рассеивается в активном сопротивлении при разряде.
Важной особенностью является энергетический баланс: количество энергии, рассеиваемой в активном сопротивлении за один полный период колебаний, сравнимо с энергией, которая была накоплена за тот же период.
Примеры и применение релаксаторов
Классическими примерами схем, построенных на принципе релаксации, являются:
- Мультивибратор — генерирует прямоугольные импульсы и широко используется в цифровой технике, например, в качестве тактового генератора.
- Генератор пилообразного напряжения — создаёт сигналы линейно нарастающего напряжения, что необходимо в осциллографах и телевизионных развёртках.
- Блокирующий генератор — формирует короткие мощные импульсы, применяется в импульсных источниках питания и системах управления.
