Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки Советский патент 1983 года по МПК G09G1/08 

ЙГ4Л .

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок предискажений содержит формирователь экспоненты, первый сумматор, нуль-орган, формирователь длительности, формирователь амплитуды, блок выделения модуля, инвертор/ два коммутатора, второй сумматор/ первый выход формирователя экспоненты соединён с инвертируквдим входом первого сумматора, а второй выход соединен с не инвертирующим входом первого сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом нуль-органа, на неинвертирующий вход которогр поданонапряжение постоянного уровня, выход нульг-органа соединен с входом Форми.рователя длительности, выход которого

подключен к входу формирователя амплитуды, управляющий вход которого подключён к выходу блока выделения модуля, выход формирователя амплитуды соединен с входом первого и второго коммутаторов, управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом инвертора, вы;{од первого коммутатора соединён с инвертируквдим входом второго суКйиатора, а выход второго коммутатора подключен к неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого является выходом блока предискажений, вход блока предискажений соединен с входом формирователя экспоненты, входом блока выделения модуля,с входом инвертора и с управляющим входом второго коммутатора

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЛУЧА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ по авт.св. 636646, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введеи блок предискажеяий, выход которого соединен с инвщ тирую1цим входом выходного каскада, через элемент согласования, например резистор, а вхоД блока предискажений соединен с входом выходного каскада и входом устройства.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к буквенно-цифровы индикаторным устройствам на электронно-лучевых трубках с магнитным отклонением луча, и может быть использовано в устройствах ввода-вывода электронно-вычислительной техники.

По основному авт.св. № 636646 известно устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные выходной каскад и блок отклонения, содержащий отклоняющую катушку, параллельно которой подключен шунт и дополнительно пороговые шунты, подключенные параллельно отклоняющей катушке и состоящие из цепочек последовательно соединенных резисторов, диодов и стабилитрона, включенных встречно друг другу

Недостатком известного устройства является то, что на больших переключающих токах в выходном каскаде искажается форма импульса тока. Искажения есть результат выброса тока, после которого величина тока постоянна, что соответствует установившемуся процессу. Выброс тока является следствием самоиндукции в отклоняющей катушке при подаче на нее перепада напряжения, а длительность его зависит от индуктивности и емкости катушки, емкости выходного каскада, емкости монтажа, т.е. постоянна для данного устройства. Амплитуда этого импульса тока прямо пропорциональна входному напряжению, а его задержка относительно входного соответствует зависимости нарастания

тока в катушке от времени. Как из.вестно эта зависимость тока для катушки индуктивности, какой является отклоняющая катушка, экспоненциальная. Следовательно, задержка этого импульса экспоненциально зависит от амплитуды входных импульсов, наличие экспоненциальной задержки ограничивает быстродействие устройства.

Объем обрабатываемой информации в радиолокационных станциях постоянно увеличивается. Это связано с ростом интенсивности передвижения, а также с представлением большего количества информации о состоянии каждого объекта в отдельности. Увеличение количества обрабатываемой информации об объекте в единицу времени создал о необходимость разработки нового устройства для отклонения луч электронно-лучевой трубки, обеспечивающе го отображение за то же время большего объема информации.

Целью изобредения является увеличение быстродействия устройства для отклонения луча электронно-лучевой I трубки.

Поставленная цель достигается тем что устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки содержит блок предискажений, выход которого соединен с инвертирующим входом выхоного каскада, через элемент согласования, например резистор, а вход блока предискажений соединен с входо выходного каскада и входом устройства.

Кроме того, блок предискажений .содержит формирователь экспоненты, |первый сумматор, нуль-орган, формирователь длительности, формирователь амшлитуды, блок выделения модуля, инвертор, два коммутатора, второй сумматор, первый выход формирователя экспоненты соединен с инвертирующим входом первого :yN iaTopa, а второй выход соединен с неинвертирующим входом первого сумматора, выход которго соединен с инвертирующим входом нуль-органа, на н еинвертирукяций вход которого подано напряжение посстоянного уровня, выход нуль-органа соединен с входом формирователя длитепьности выход которого подключен и входу формирователя амплитуды, управляющий вход которого подключен выходу €лока выделения модуля, выход формирователя амплитуды соединен с входом первого и второго коммутаторов, управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом инвертора, выход первого коммутатора соединен с инвертирующим входом второго сумматора, а выход второго кокя«1утатора подключен к неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого является выходом блока предискажений вход блока предискажений соединен с входом формирователя экспоненты выходом блока выделения модуля, с входом инвертора и с управляющим вхо дом второго коммутатора. На чертеже изображена функциональ ная схема устройства. Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки содержит последовательно соединенные выходной каскад 1 .и блок 2 отклонения, солержа1ций отклоняющую катушку 3, параллельно которой Подключен .шунт 4 и пороговые шунты 5, блок 6 предиска:жений, содержащий- формирователь 7 экспоненты, первый сумматор 8, нуль-орган 9, формирователь 10 длительности, формирователь 11 амплитуд блок 12 выделения модуля, коммутаторы 13 и 14, инвертор 15, второй сумматор 16. Выход блока 6 предискажени соединен с инвертирующим входом выходного каскада 1 через блок 17 согл сования, например резистор, а выход блока 6 предискажений одновременно соединен с выходом выходного каскада и входом устройства. Первый выход формирователя 7 экспоненты соединен с инвертирующим входом первого сумма тора 8, а в,торой .выход соединен с неинвертирующим входом первого сумм тора 8, выход которого соединен с инвертирующим входом нуль-органа 9, на неинвертирующий вход которого по дано напряжение постоянного уровня, выход нуль-органа 9 соединен с входо формирователя 10 длительности, выход которого подключен к выходу формирователя 11 амплитуды, управляющий вхо которого подключен к выходу блока 1 выделения модуля, выход формирователя 11 амплитуды соединен одновременно с входом первого 13 и второго 14 коммутаторов , цепь управления первого коммутатора 13 соединен с выходом инвертора 15,выход первого коммутатора 13 соединен с инвертирующим входом второго сумматора 16, а выход второго коммутатора 14 подключен к неил вертирующему входу второго сумма- . тора 16, выход которого является выходом блока 6 предискажений. Вход блока 6 предискажений одновременно соединен с входом формирователя 7 экспоненты, входом блока 12 выделения модуля, с входом инвертора 15, с управляющим входом второго коммутатора 14. Устройство работает следующим образом. На вход выходного каскада 1 поступают входные импульсы, усиливаются и с выхода подаются на блок 2 отклонения, содержащий отклоняющую катушку 3, шунт 4 и пороговые шунты 5, обеспечивающие критический режим затухания колебаний, при котором в отклоняющей катушке присутствует выброс тока. Блок 6 предискажений формирует из входных импульсов импульсы постоянной длительности с амплитудой и задержкой, пропорциональной выбросу тока на отклоняющей катушке и носящие характер экспоненциальной зависимости. Импульсы, формируемые блоком 6 предискажений, через блок 17 согласования например резистор, подаются на инвертирующий вход выходного каскада 1 и компенсируются в отклоняющей катушке 2. В результате отсутствия выброса тока в отклоняющей катушке 2 время от начала переходного процесса до момента начала записи информации на экране, т.е. до начала установившегося процесса, уменьшается на 20-25%. БЛОК 6 предискажений работает следующим образом. Входные импульсы поступают на формирователь 7 экспоненты, состоящий, например, иэ конденсатора, на одну обкладку которого подаются входные импульсы, а вторая обкладка подсоединена одновременно к плюсу первого диода и минусу второго. Минус первого диода через сопротивление соединяется с землей и является одновременно выходом положительной экспоненты, плюс второго диода подсоединен через сопротивление на землю и является выходом отрицательной экспоненты. В зависимости от полярности входных сигналов на выходе формирователя 7 экспоненты появляется положительная или отрицательная экпонента. Сигнал положительной экспоненциальной зависимости с минуса первого диода подается на неинвертирукадий вход первого cyivMaTopa 8, выполненного, например на операционном усилителе, на инвёртирукнаий вход которого подан сигнал отрицательной экспоненциальной зависимости. На выходе первого сукматора возникает, независимо от полярности входного сигнала, сигнал положитель ой экспоненциальной зависимости, который подается на нуль-орган 9, собранный, например, на операционн( /усилителе с разомкнутой цепью обрат/ной связи, к второму входу которого подсоединен источник постоянного напряжения. В исходном состоянии на первом входе нуль-органа 9 нет напряжения, а на второй вход всегда подан постоянный уровень, в результате операционйый усилитель находится в состоянии, насыщенном до уровня положитель ного напряжения. В момент появления сигнала обратно-экспоненциальной зависимости нуль-орган. 9 мгновенно переходит,в противоположное состояние-насыщение до отрицательного питания. В момент, когда уровень нап ряжения обратно-экспоненциальной зависимости сравняется с уровнем посто янного напряжения, нуль-орган 9 обра но переходит в насыщение до положительного питания. Длительность нахож дения нуль-органа 9 в отрицательном смещении до насыщения равно задержке выброса в отклоняющей кату1ш е 3. С .выхода нуль-органа 9 сигнал подается на формирователь 9 длительности, который формирует импульс определенной длительности по заднему фронту. Формирователь У длительности состоит, например, из конденсатора, резистора и диода. Входной сигнал подается на одну обкладку конденсато ра, а вторая обкладка подсоединена одновременно к положительному выводу диода и через резистор на землю. Отрицательный вывод диода является выходом формирователя 10 длительности. На плюсовом выводе имеются два импульса - отрицательный, соответствующий переднему фронту сигнала снимаемого с нуль-органа 9, и положительный, соответствующий заднему фронту сигнала, снимаемого с нульоргана 9. Диод пропускает только положительный импульс, который имеет строго определенную длительность, зависящую от параметров конденсатера и резистора, входящих в формирователь 10 длительности; Время возникновения этого импульса и его задержка относительно входного импульса равны времени возникновения и задержке выброса на отклоняющей катушке который «адо скомпенсировать. С выхода формирователя 10 длительности сигнал поступает на форкшрователь 11 амплитуды, построенный, например, на полевом транзисторе, на сток которого подаются импульсы с формирователя 10 длительности, а на затвор-управляющие импульсы с блока 12 выделения модуля. Амплитуда сигнала, снимаемая с истока полевого транзистора, изменяется в такт с изменением амплитуды управляющих импульсов. Блок 12 выделения модуля выполнен на дифференциальном усилителе с диодными ключами на входе. Сформированный сигнал с выхода формирователя 11 амплитуды подается пapaллeл но на входы первого 13. и второго 14 коммутаторов, построенных, например, на полевых транзисторах. На управля1ащие вход: коммутаторов поступают входные импульсы - причем, если входной импульс положительный, он поступает непосредственно на второй коммутатор 14, если входной импульс отрицательный, он поступает на первый коммутатор 13 через инвертор 15, выполненный, например, на операциjoHHOM усилителе с единичным коэффициентом усиления, Второй 16, на входы которого поступают сигналы с выходов ксяимутаторов 13 и 14, представляет собой аналоговый смеситель по ИЛИ и может быть выполнен, например, на операционном усилителе с неоперативно регулируемым коэффициентом усиления . На выходе сумматора в конечном итоге получается сигнал, скорректированный по длительности-и форме, противоположной выбросу тока в отклоняющей катушке 3 для компенсации выброса тока. Компенсационный сигнал с сукматора 16 подается на неинвертирующий вход выходного каскада 1 через блок 17 согласования. Использование изобретения позволяет увеличить общий полезный объем инфо{ялации в единицу времени за счет компенсации искажений в виде экспоненциального выброса во время от начала переходного процесса до момента начала написания информации. Это следует из того, что, как известно/ в отклоняющих системах в момент включения появляется выброс тока самоиндукции, который в быстродействующих устройствах с временем вывода луча 15 МКС равен 8-10 мкс. Известно также, что написание знака средней сложности в таких индикаторах занимает 5-10 МКС. Произведем подсчет оэффициента эффективности отклонё ия К: а ) для известного устройства

б) для предлагаемого устройства

5+10 ъ 2

- 22,5

2

Коэффициент увеличения эффективности

VV.|H

- коэффициент эффективности отклонвния известного устройства/

- коэффициент эффективности отклонения с использованием предлагаемого устройства;

- коэффициент увеличения эффективности отклонения;

- среднее время выброса,

,- среднее время знака;

(:Q - максимальное время вывода луча.

Применение изобретения позволит увеличить коэффициент эффективности отклонения, а следовательно, и полеэ.ный объем информации на экране в .ницу времени в 1,4 раза по сравнению с известнь 4 устройством.

Плавное нарастание фронта импульса тока позволяет обеспечить дополнительную устойчивость работы устройства, что является дополнительным положительным эффектен.

Кроме того, одновременно с повышением быстродействия устройства 5 достигается повышение качества отображения знаков при малых амплитудах выходных сигналов за счет компе«сации искажений и как результат линеаризации характеристики. ,