Устройство осциллографической развертки Советский патент 1984 года по МПК H03K4/08 G01R13/24 

Изобретение относится к электро измерительной технике, в частности к устройствам осциллографической развертки широкополосных осциллогра фов, и может быть использовано в малогае аритных осциллографах и цифровых измерительных осциллографических приборах. Известно устройство осциллографи ческой развертки, построенное ид основе интегратора Миллера и содержащее входной блок, туннельный диод диод, повторитель напряжения, интеграт.ор Миллера, сравнивающий блок, времязадаивдие конденсатор и резис-тор ij . Такое устройство имеет малый час тотный и динамический, диапазон работы и сложную схему. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство осциллографической развертки, содержащее первый и второй диоды, первый транзистор, коллектор которого через второй диод соединен с выходом генератора тока и с первы выводом времязадаюЕцего конденсатора второй вывод которого соединен с общей шиной, повторитель напряжения выход которого через первый резисто соединен с базой первого транзистор и является первым выходом устройства, разделительный конденсатор, включенный между входной шиной устройства и вторым резистором, а также катодом первого диода, туннельны диод, третий резистор и четвертый резистор; соединенный с положительной шиной источника питания, в кото ром эмиттер первого транзистора и один из выводов третьего резистора соединены с общей шиной, а база пер вого трензистора подключена к точке соединения второго и третьего ре зи стсфов 2. , Это устройство имеет несколько недостатков. Во-первых, уровень напряжения в конце обратного хода развертки не Фиксирован и изменяется в зависимости от амплитуды синхроимпульсов и изменения зарядного тока при изменении длительности раз вертки, что вызывает смещение начала развертки на экране осциллогра фа и даже вьисод его из рабочей части экрана и ограничение. Во-вторых, при больших скоростях развертки возникает нелинейность прямого хода в развертки из-за медленн го эгшЙЕ ан1{я транзистора, находящегося в режиме насыцения в конце обратного хода развертки и шунтирующего времязадающий конденсатор. В-трс тьих, наблюдается преждевременное окончание прямого хода развертки при воздействии на туннел ный диоя заднего фронта синхроимпул са, что делает работу устройства в целом неустойчивой. Целью изобретения является псвыдение линейности развертки при одновременном улучшении стабильности запуска. Поставленная цель достигается тем, что в устройство осциллографической развертки, содержащее первый и второй диоды, первый транзистор, коллектор которого через второй диод соединен с выходом генератора тока и с первым выводом времязадак1цего конденсатора, второй вывод которого соединен с шиной, повторитель напряж.ения, выход которого через первый резистор соединен с базой первого транзистора и является первым выходом устройства, разделительный конг. денсатор, включенный между входной шиисА устройства и вторым резистором, а также с катодом первого диода, туннельный диод, третий резистор и четъерчыЛ резистор, первый вывод соединен с положительной шинс источника питания, введены второй и третий транзисторы, третий диод, анод которого подключен к эмиттеру второго транзистора, а катод - к коллектору первого транзистсфа, переменный резистор, включенный между положительной шиной источника питания и общей.шиной, последовательно соединенные пятый и шестснО реэнсторы, последовательно соединенные седьмой, восьмой и девятый резисторы, десятый резистор, включенный между отрицательной шкн( источника питания и эмиттером второго транзистора, и одиннадцатый резистор, причем вход повторителя напряжения соединен с выходом генератора тока, эмиттеры первого транзистора и третьего транзистора через третий резистор подключены к отрицательной шина источника питания, шестой и седьмой резисторы подключены к положительной шине источника питаний, пятый резистор соединен с катодом первого диода, девятый резистс и катод туннельного диода соединены с общей шиной, коллектор второго транзистора подключен к точке соединения пятого и шестого резисторов, а его база подключена к точке соединения седьмого и восьмого резисторов, при этом база третьего -транзистора подключена к точке соединения восьмого и девятого резисторов, анод туннельного диода соединен с анодом первого диода, базой первого транзистора и через одиннсщцатый реэистс - с подвижным контактом переменного резистора, а коллектор третьего транзистора соединен с втог рым валодсян четвертого резистора. Благодаря указанные особенностям ускоряется запирание транзистора

в начале прямого хода развертки, фиксируется уровень напряжения в конце обратного хода и устраняются преждевременные срабатывания туннельного диода.

На чертеже представлена схема устройства осциллографической развертки.

Устройство содержит входную шину 1 устройства, разделительный конденсатор 2, первый диод 3, туннельный диод 4, первый резистор 5, первый выход б устройства, повторитель 7 напряжения, генератор 8 тока времязадающий конденсатор 9, первый транзистор 10, второй резистор 11, третий резистор 12, второй диод 13, четвертый резистор 14, третий диод 15, второй транзистор 16, третий . транзистор 17, с пятого по десятый резисторы соответственно 1823, переменный резистор 24, одиннадцатый резистор 25, второй выход

26устройства, положительную шину

27источника питания, отрицательную шину 28 источника пи тания.

В устройстве входная шина 1 через раделительный конденсатор 2 соединена с вторым резистором 11 и последовательно соединенными первым диодом 3 и туннельньв диодом 4, коллектор первого транзистора 10 через второй диод 13 соединен с генератором 8 тока и времязадающим конденсатором 9, выход повтсч; итвля 7 через первый резистор 5 связан с базой первого транзистор 10 и образует первый выход б, подвижный контакт переменного резистора 24 через одиннадцатый резистор 25 соединен с базой транзистора 10 и точкой соединения первого диода 3 и туннельного диода 4, а его другие выводы соединены с общей точкой и положительным источнике 27, коллектор второго транзистора 16 соедкнен с точкой соединения пятого резистс ра 18 и шесгого резистора 19, а к его эмиттеру через третий диод 15 подключен коллектор первого транзистора 10, точка соединения седьмого и вгосьмого резисторов 20 и 21 соединена с базой второго транзистора 16, база третьего транзистора 17 соединена с точкой соединения восьмого и девятого резисторов 21 и 22, а его коллектор, образуюа1ий второй выход 26 устройства, через четвертый резистор 14 соединен с положительным источником 27, эмиттеры третьего транзистора 17 и первого транзистора 10 через третий резистор 12 соединены с отрицательным источником 28.

Устройство работает следующим рбразсм.

В ждущем режиме переменним pieзистором 24 в туннельный диод 4 задается токj исключающий самопроизвольный возврат туннельного диода 4 в низковольтное состояние, в результате чего первый транзистор 10 остается открытым, зарядный ток генератора 8 через диод 13 эаюлкаетсяна коллектор транзистора 10 коллектормый ток которого через диод 15 протекает по эмиттерной цепи транзистора 16, коллекторньй ток создает пгшение напряжения на реэис- торе 19, которое череэ резистор 18 передается на катод диода 3 и OTKI вает его, разр&яая прохождение синхроимпульсов отрицательной полярности на туннельный диод 4. Напряжение на вречязадаюцем конденсаторе 9 приблизительно равно напряжению на 4иттере транзистора 16 и устройство находится в режиме ожидания.

Отрицательный нмпульо синхронизации с входа через резделительный конденсатор 2 и открытке первый диод 3 воздействует на туннельный диод 4, уменьшая его ток, и заставляет его переброситься в низковольтное состояние, что вызывает быстрое запирание транзистора 10 и отпирание транзистора 17. Транзистор 10 запирается достаточно быстро, так как в открытсм состоянии он находится в активней зоне, а не в зоне насыщения. Поэтому нелинейность в начале прямого хода развертки отсутствует.

Исчезновение коллекторного тока транзистора 10 вызывает уменьшение коллекторного тока транзистора 16 повыпение напряхетня на катоде диода 3, в результате чего последний закрывается и начинается заряд времязадакщего конденсатора 9. На втором выходе 26 формируется отрицательный юнт импульса для управления яркостью луча электроннолучевой трубки.

В этсж состоянии на первом выходе 6 формируется прямой ход развертки, который продолжается до тех пор, пока , текущий с вьосода повторителя 7 в туннельный диод 4 через резистор 5, ие достигнет порогового значения, при котором туннельный диод 4 переходит в высоковольтное состояние. Так как дисд 3 в это время закрыт, то ни псложитель ные ни отрицательные фронта синхроимпульсов не оказывают влияние на время прямого хода развертки, т.е. преждевременного окончания развертки не ПЕЮИСХОДИТ. При переходе туннельного диода 4 в высоковольтное состояние прямой ход заканчивается/ транзистор 10 открывается, а транзистор 17 закрывается, и начинается обратньлй ход развертки, во время которого времязадаквдий конденсатор 9 разряжается коллекторньвл током транзистора 10 через диод 13. Разряд продолжается до тех пор, пока напряжение на коллекторе транзистора 10 не станет ниже напряжения на эмит- , торе транзистора 16, при этом ди|ОД 15 открывается, фиксируя уровень jокончания обратного хода развертки, а возросший коллекторный ток; транзистора 16 создает перепад напряжения, открыванхций диод 3. Таким образом, устройство приходит в режим ожидания спедуищегр синхроимпульса.

Второй диод 13 обеспечивает ком.пенсадию скачка напряжения прямого хода развертки в начальный момент, когда происходит запирание диода 15 и прямое сопротивление его может шун тировать времязаданвдий конденсатор 9.

В автоколебательнсял режиме ток через туннельный диод 4 регулируется таким образом, чтобы в конце обратного хода ток через туннельный диод и создаваемый отрицательным перепадом напряжения открывающим диод 3 достаточным для переброса ,

туннельного диода 4 в низковольтное состояние без воздействия синхроимпульсов . В остальном работа устройства в автоколебательном режиме не отличается от его работы в ждущем режиме.

Таким образом, привязка конца обратного хода (начала прямого хода) развертки обеспечивается тем, что прямой ход развертки не может быть начат до тех пор, пока напряжение на коллекторе транзистора 10 не станет ниже напряжения на змиттере транзистора 16 на величину падения напряжения на открытом диоде. Только в этом случае происходит отпирание диода 3, пропускающего синхроимпульсы на туннельный диод 4, и появляется возможность начала прямого хода развертки. Т.е. развертка всегда начинается со строго определенного уровня напряжения и не может закончиться преждевременно.

Нелинейность начала прямого хода развертки устраняется тем, что транзистор 10, разряжающий времзадающий конденсатор 9,в открытом состоянии находится в активной зоне, а не в насьадении.

УСТЮЙСТВС ОСЦИЯЛОГРАФИЧЕСКОЙ РАЗВЕРТКИ, содержащее первый и второй диода первый транзистор, коллектор которого через второй диод соединен с выходом генератора тока и с первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с ойцей шиной, повторитель напряжения, выход которого через первый резистор соединен с базой первого транзистора и является первым выходом устройства, разделительный конденсатор, включенный между, входной шиной устройства и вторым резистором, а также с катодом первого диода, туннельный диод, третий резистор и четвертый резистор, первый вывод которого соединен с положительной шиной источника питания, о тл и чающееся тем, что, с целью повыме ния линейности развертки при одновременном улучшении стабильности запуска, в него введены второй и третий транзисторы, третий диод анод которого подключен к эмиттеру второго транзистора, а катод к коллектору первого транзистора, переменный резистор, включенный между положительной шиной источника питания и общей шиной, последовательно соединенные седьмой, восьмой и девятый резисторы, десятый резистор, включенный между отрицательной шиной источника.питания и эмиттером второго транзистора, и одиннадцатый резистор, причем вход повторителя напряжения соединен с выходом генератора тока, эмиттеры первого транзистора и третьего транзистора через третий резистор подключены к отрицательной шине источника питания, шестой и седьмой резисторы подключены к положительной шине источника питания, пятый резистор соединен с катодом первого диода, девятый резистор и катод туннельного диода соединены с ойцей шиной, коллектор второго транзистора подключен к точке соединения пятого и шестого резисторов, а :его база подключена к точке соединения седьмогх и вось;мого резисторов, при этом база сл третьего транзистора подключена к 00 00 точке соединения восьмого и девятого резисторов, анод туннельного дМ;ода соединен с анодом первого диода, базой первого транзистора и через одиннадцатый резистор - с подвижньм контактом переменного резистора, а коллектор третьего транзистора соединен с вторым выводом четвертого резистора,