СТАБИЛИЗАТОР ТОКА КАТОДА ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА Советский патент 1995 года по МПК H01J29/00 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и может быть использовано для стабилизации режимов испытания электровакуумных приборов (ЭВП).

Известно устройство для регулирования тока луча ЭВП, содержащее регулирующий элемент, в качестве которого используется ЭВП, и цепь обратной связи, содержащая измерительный элемент в виде резистора, источник опорного сигнала, элемент сравнения в виде дифференциального каскада и усилитель сигнала рассогласования.

Устройство обладает низкой надежностью.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор тока катода кинескопа, содержащий измерительный элемент, источник опорного сигнала, элемент сравнения, усилитель рассогласования, согласующий блок, содержащий источник напряжения смещения, регулирующий элемент, причем выход регулирующего элемента соединен через измерительный элемент с первым входом элемента сравнения, выход источника опорного сигнала соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого через усилитель рассогласования соединен с входом согласующего блока, выход которого соединен с входом регулирующего элемента.

Недостатками известного устройства являются невозможность полного запирания или полного отпирания ЭВП, что ограничивает его функциональные возможности, а также наличие гальванической связи между входом регулирующего элемента и выходом усилителя сигнала рассогласования, что является причиной низкой надежности. Электрический пробой ЭВП на управляющий электрод может вывести из строя всю цепь обратной связи.

Целью изобретения является расширение диапазона управления и повышение надежности работы стабилизатора тока ЭВП.

Эта цель достигается тем, что в стабилизатор тока катода электровакуумного прибора, содержащий измерительный элемент, источник опорного сигнала, элемент сравнения и усилитель рассогласования, согласующий блок, содержащий источник напряжения смещения, регулирующий элемент, причем выход регулирующего элемента соединен через измерительный элемент с первым входом элемента сравнения, выход источника опорного сигнала соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого через усилитель рассогласования соединен с входом согласующего блока, выход которого соединен с входом регулирующего элемента, введены два диода, оптопара, два ключевых элемента, делитель напряжения транзистор и два резистора, причем диоды соединены катодами между собой и через последовательно включенные излучающий элемент оптопары и первый ключевой элемент с общей шиной, чувствительный элемент оптопары включен между средним выводом, делителя напряжения и базой транзистора, крайние выводы делителя напряжения подключены к общей шине и первому выводу источника напряжения смещения соответственно, второй вывод которого соединен с общей шиной, эмиттер транзистора соединен с первым выводом источника напряжения смещения, а коллектор через первый и второй резисторы с обще шиной и выходом согласующего блока соответственно, анод первого диода соединен с входом согласующего блока, анод второго диода через второй ключевой элемент соединен с плюсом источника питания регулирующего элемента, минус которого соединен с общей шиной.

На чертеже приведена схема стабилизатора тока катода ЭВП.

Стабилизатор тока катода ЭВП состоит из цепи 1 обратной связи, содержащей измерительный элемент 2, источник 3 опорного сигнала, элемент 4 сравнения, выход которого соединен с входом усилителя 5 рассогласования, и согласующий блок 6, выполненный в виде двух диодов 7 и 8, соединенных катодами с анодом излучающего элемента 9 оптопары 10, чувствительный элемент 11 которой включен между средней точкой делителя 12 напряжения и базой n-p-n-транзистора 13, эмиттер которого соединен с первым выводом источника 14 напряжения смещения, а коллектор через сопротивления 15 и 16 соединен с общей шиной устройства и с входом регулирующего элемента 17 соответственно, причем катод излучающего элемента 9 оптопары 10 соединен с общей шиной устройства через первый ключевой элемент 18, анод диода 7 связан с выходом второго ключевого элемента 19, а анод второго диода 8 соединен с выходом усилителя 5 сигнала рассогласования. Катод регулирующего элемента 17 соединен с входом измерительного элемента 2. На второй ключевой элемент 19 подается ток от источника питания. В качестве оптопары 10 может быть использовано любое устройство оптической развязки, у которого проводимость чувствительного элемента 11 увеличивается при увеличении тока через излучающий элемент 9. В качестве ключевых элементов 18 и 19 могут быть использованы электромеханические, электромагнитные или электронные ключевые устройства.

Стабилизатор тока катода ЭВП работает следующим образом. При уменьшении тока катода ЭВП уменьшается напряжение на выходе измерительного элемента 2, что приводит к увеличению сигнала рассогласования на выходе элемента 4 сравнения. Увеличение сигнала рассогласования вызывает на выходе усилителя 5 сигнала рассогласования уменьшение тока, который при замкнутом ключевом элементе 18 и разомкнутом ключевом элементе 19 протекает через излучающий элемент 9 оптопары 10, в результате этого проводимость чувствительного элемента 11 оптопары 10 понижается, при этом уменьшается ток базы n-p-n-транзистора 13, что приводит к уменьшению тока коллектора транзистора 13 и, следовательно, к уменьшению падения напряжения на сопротивлении 15. Это напряжение через сопротивление 16 подается на вход регулирующего элемента 17, в качестве которого используется модулирующий электрод ЭВП.

Снижение этого напряжения приводит к уменьшению отрицательного потенциала на модуляторе относительно катода ЭВП, который имеет потенциал общей шины устройства и, следовательно, к увеличению тока катода ЭВП.

При увеличении тока катода стабилизатор работает аналогичным образом. При замкнутых ключевых элементах 18 и 19 ток от источника питания протекает через диод 7 и излучающий элемент 9 оптопары 10. При этом проводимость чувствительного элемента 11 оптопары 10 существенно возрастает, что приводит к увеличению тока базы n-p-n-транзистора 13, в результате чего транзистор 13 насыщается и на модулятор ЭВП через сопротивление 16 поступает полное отрицательное напряжение от источника 14 напряжения смещения, полностью запирая ЭВП.

При разомкнутом ключевом элементе 18 разрывается цепь тока излучающего элемента 9 оптопары 10. При этом проводимость чувствительного элемента 1 оптопары 10 очень мала и, следовательно, практически нет тока в цепи базы транзистора 13, в результате чего отсутствует ток в цепи коллектора, поэтому падение напряжения на сопротивлении 15 равно нулю, и потенциал модулятора ЭВП также равен нулю. В таком режиме ЭВП полностью открыт, и ток его катода максимален.

Диоды 7 и 8 защищают усилитель 5 сигналов рассогласования и ключевой элемент 19 от взаимного влияния. Сопротивление 16 защищает транзистор 13 от коротких замыканий в цепи управляющего электрода ЭВП и ограничивает ток при электрических пробоях в ЭВП на управляющий электрод.

Стабилизатор тока катода ЭВП кроме режима стабилизации тока может работать в режиме запирания ЭВП (ток катода равен нулю) и в режиме полного отпирания (напряжение катод управляющий электрод равно нулю, ток катода максимален), что расширяет его функциональные возможности и упрощает его использование в устройствах контроля параметров ЭВП. Кроме того, гальваническая развязка в цепи обратной связи снижает вероятность разрушения устройства при электрических пробоях в ЭВП, что повышает его надежность.

СТАБИЛИЗАТОР ТОКА КАТОДА ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА, содержащий измерительный элемент, источник опорного сигнала, элемент сравнения и усилитель рассогласования, согласующий блок, включающий источник напряжения смещения и регулирующий элемент, причем выход регулирующего элемента соединен через измерительный элемент с первым входом элемента сравнения, выход источника опорного сигнала соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого через усилитель рассогласования соединен с входом согласующего блока, выход которого соединен с входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона управления и повышения надежности, в согласующий блок введены два диода, оптопара, два ключевых элемента, делитель напряжения, транзистор и два резистора, причем диоды соединены катодами между собой и через последовательно включенные излучающий элемент оптопары и первый ключевой элемент с общей шиной, чувствительный элемент оптопары включен между средним выводом делителя напряжения и базой транзистора, крайние выводы делителя напряжения подключены к общей шине и первому выводу источника напряжения смещения соответственно, второй вывод которого соединен с общей шиной, эмиттер транзистора соединен с первым выводом источника напряжения смещения, а коллектор через первый и второй резисторы с общей шиной и выходом согласующего блока соответственно, анод первого диода соединен с входом согласующего блока, анод второго диода через второй ключевой элемент соединен с плюсом источника патания регулирующего элемента минус которого соединен с общей шиной.