Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки Советский патент 1984 года по МПК H04N3/16 

СО

со Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устрой ствах отображения информации на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с магнитным отклонением луча. Известно устройство для формирова ния тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные предварительный усилитель, двухтактный выходной каскад, двухтактную отклоняющую катушку и ключ, а также источ НИКИ низковольтного и вьюоковольтного напряжений . Однако устройство из-за использов ния высоковольтного источника потреб ляет большое количество энергии, кро ме того,наблюдаются искажения формируемых на экране ЭЛТ линий. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные блок управления, предварительный усилитель, двухтактный выходной каскад, первый и второй выходы которого подключены к отводам двухтактной отклоняющей катушки, средний отвод которой через дроссель подключен к источнику пита ния 23. Однако известное устройство имеет недостаточное быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается тем, что в устройство для формирования тока откло няющей катушки электронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные блок управления, предва рительный усилитель, двухтактный выходной каскад, первый и второй выходы которого подключены к отвода двухтактной отклонякмцей катушки,сред ний отвод которой через дроссель под ключей к источнику питания,введены пocлeдoвaтehьнo соединенные пороговый элемент, ключ и генератор тока, которого подключен к точке соединения дросселя и среднего отво двухтактной отклонякицей катущки,а также двусторонний ограничитель уро ня, включенный параллельно дросселю, блок вьщеления максимума, выполненный на двух встречно включенных диодах и подключенный параллельно двухтактной отклоняющей катушки, причем точка соединения диодов подключена к входу порогового элемента, при этом второй вход ключа соединен с .вторым выходом блока управления, а управляющий вход ключа является входом сигнала Сброс. На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема предложенного устройстваi на фиг.2 - электрическая структурная схема одной из возможных реализаций блока управления| на фиг.З - электрическая структурная схеиа одной из возможных реализаций предварительного усилителяj на фиг.4 - эпюры напряжений и токов в различных тчэчках схемы устройства.. Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки содержит блок 1 управления, предварительный усилитель 2, двухтактный выходной каскад 3, двухтактную отклоняющую катушку 4, дроссель 5, двухсторонний ограничитель 6 уровня, генератор 7 тока, ключ 8, пороговый элемент 9, блок 10 вьвделения максимума, входы 11 и 12 устройства, источник 13 питания, i вход 14 управления, двухтактный выходной каскад 3 содержит транзисторы 15 и 16 и резисторы 17 и 18, двухтактная отклоняющая катушка.4 состоит из двух обмоток 19 и 20, зашунтированных резисторами 21 и 22i двусторонний ограничитель 6 уровня содержит два встречно включенных стабилитрона 23 и 24, генератор 7 тока содержит транзистор 25, токозадающий резистор 26, вход 27 источника питания-и резистор 28, ключ 8 содержит последовательно включенные транзисторы 29 и 30 и резисторы 31 и 32, блок 10 выделения максимума состоит из двух встречно включенных диодов 33 и 34. Блок 1 управления (фиг.2) содержит регистры 35 и 36, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 37 и 38, операционные усилители 39 и 40,ключ 41, конденсатор 42, резисторы 43-46, элемент 47 ИЛИ, элемент И 48, вход 49 источника питания, выходы 50 и 51 блока управления, счетчик 52, генератор 53 импульсов, триггер 54, элемент 55 задержки, элемент И 56, элемент ИЛИ 57, вьжод 58 синхронизации. Предварительный усилитель 2 (фиг.З) содержит два операционных усилителя 59 и 60 и два резистора 61 и 62.

Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки работает следующим образом.

На вход 11 блока 1 управления поступают данные отображаемой линии: код прямоугольной координаты Хр(д) и полярные координаты в виде кодов углового коэффициента sin |д х x(cos/5)и кода R длины формируемой линии (/3 - угол наклона линии) .

Регистр 35 хранит код координаты Хд(Уд). На выходе ЦАП 37 формируетс напряжение, отклоняющее луч ЭЛТ в исходную точку X Q(YP) .

Выходное напряжение ЦАП 37 изменяется от О до величины ид,где Uj, опорное напряжение ЦДЛ

x.V

и

(I)

Регистр 36 хранит код углового коэффи1Ц1ента sjn/з (cos/a), а ЦДЛ 38 вырабатывает напряжение

; Ujg U sin/S nAnUjjCos, (2)

подаваемое на интегратор, )азуемый операционным усилителем 39, ключом 41, конденсатором 42 и резистором 43.

Uo при замкну- о

9 2 том улюче 41 (За)

k) Ik Ри Р

-(и -)

при раи

38 2

J9 2 f 2 зомкнузомкнутомключе 41,

где - постоянная времени интегратора: t R 43 42Операционный усилитель 40 совмесно с резисторами 43-46 образуют суммирующий усилитель, выходное напряжение которого равно

вЬ,Х.-( 37-Т-Н ЗЭ-Т-)4Счетчик 52, генератор 53 импульсов, триггер 54, элемент 55 задержки, элемент И 56 и элемент ИЛИ 57 образуют синхронизатор, предназначенный для управления работой , ключа 41, ключа 8 и подсветов луча ЭЛТ (по выходу 58 Синхронизации) при отображении лин1Ш.

Подключение высокого напряжения осущестштяется при скоростях,измерения пилообразного тока, создающих ЭДС на обмотках 19 и 20 . Управление производится с помощью элемента ИЛИ 47, к входам которого

подключены выходы старших разрядов (2-3 разряда) регистра 36. При малой координатной составляющей скорости с элемента ИЛИ 47 на элемент И 48 поступает запрещающий

уровень, и импульс начала формирования линии с входа 12 не проходит с выхода 51 блока 1 на вход ключа 8. При достижении определенной величины скорости, когда Е-и.„, на одном

из старших разрядов появляется единичный уровень напряжения, который через элемент ИЛИ 47 разрешает про- . хождение через элемент И 48 импульса с входа 12.

0 Предварительный усилитель 2,двухтактный выходной каскад 3 и двухтактная отклоняющая катушка 4 образует усилитель отклонения, предназначенньгй для преобразования напряжения

5 Ug,j( блока 1 управления в токи обмоток 19 и 20.

В предварительном усилителе 2 операционный усилитель 59 совместно с транзистором 15 образует не0 инвертирующий усилитель, выходное напряжение которого, формируемое на резисторе 17, создает ток через обмотку 19 отклоняющей катушки 4

и и.

ВХ

15

и

и

If

8Х

С)

0.

и.

19

,-,)С -о

и.

где

- максимальное значение

R IT отклоняющего тока .

0

Операционный усилитель 60 совместно с транзистором 16, резисторами 61 и 62 образуют инвертирующий усилитель, выходное напряжение которого, формируемое на резисторе

5 18, создает ток через обмотку 20.

При

«Ы «.. 3.

.

Н

G1

.

и

0

8х

J

(М

20

и.

moix о Как видно из вьфажений (5) и (6), при изменении Ug сумма токов ° omeic величина и направление отклонения луча от центра экрана определяется знаком и модуЭто соотлем этих токов 1,„19 20

ветствует работе отклоняющего усилиjтеля в режиме класса А. Высокая точ ность преобразования входного напряжения в отклоняющие токи обеспечивается цепью отрицательной связи по току нагрузки. Перед вычерчиванием линии в регистр 35 вводится код координаты X (Y ) точки начала линии, в регистр 36 - код углового коэффициента 5in(cosp), а в счетчик 52 обратньй код R- размера линии. Триггер 54 находится в нулевом состоянии, поэтому ключ 41 замкнут. Выходное напряжение на выходе 50 определяется вьфажениями (1)-(4). При этом через обмотки 19 20 и транзисторы 15, 16 протекают токи g.jj, 20-0 (фиг.4 fe), соответствующие вьфажениям (5) и (6), а луч ЭЛТ устанавливается в точке начала линии с координатами Х, Y Транзистор 30 ключа 8 открыт положительньм, уровнем напряжения (фиг.4 Б) с входа 14, а транзистор 29 закрыт, так как пороговый элемент 9 закрыт, а с выхода 51 блока 1 управления поступает запирающий уровень напряжения. Ток генератора 7 определяется напряжением входа 27 и значением токозадающего регистора 26. Таким образом, суммарный ток, проходящий через дроссель 5,авен J, (w) o Подготовка к формированию линии на экране ЭЛТ заключается в подклю чении высокого напряжения к отклоня щей катушке по импульсу начала, поступающему по входу 12 в момент времени t (фиг.4 «). Проходя чере элемент ШШ 57, он увеличивает на единицу число,записанное в счеттчике 52. Число в счетчике равно 2-R , т.е. соответствует дополни7 тельному коду длины линии. Одновременно импульс с входа 12 проходит через элемент Ц 48 по выходу 51 на второй вход ключа 8 и о крьгаает транзистор 29, закорачивая на общую шину базы транзистора 25 генератора 7 тока. Транзистор 25 при этом закрывается и отключает ток генератора 7 от дросселя 5, в котором создается ЭДС самоиндукции и потенци,ал точки А начинает резко увеличиваться. 2 При достижении потенциала, соответствующего опорному напряжению стабилитрона 23 двустороннего ограничителя 6 уровня, стабилитрон 23 пробивается, фиксируя Цд Е + и, (фиг.4 Э). Так как на коллекторах транзисторов 15 и 16 устанавливается такой же потенциал, через диоды 33 и 34 это напряжение проходит на пороговый элемент 9. В связи с тем, что пороговый (опорный уровень , гдэ и.. - напряжение насьш1ения транзисторов 15 и 16 (фиг.4д ), пороговый элемент 9 пробивается и на базу транзистора 29 через резистор 31 поступает открьгаающий уровень напряжения. Как видно из фиг.4 г,д , это обеспечивает открытое состояние транзистора 29, D., О и поддержание, и, Е + Ujj после окончания короткого по длительности импульса на входе 12. На этом-процесс подготовки к формированию пилообразного отклонггющего тока заканчивается.Подключение высокого напряжения Е + к двухтактной отклонякщей катушке 4, непосредственно перед формированием пилообразных отклоняющих токов обеспечивает исключение искажений начала формируемых на экране ЭЛТ линий.. Через некоторое время f, несколько превышающее длительность описанного процесса подготовки, элемент 55 задержки устанавливает триггер 54 в единичное состояние, при котором раз-г мыкается ключ 41, и интегратор на операционном усилителе 39 согласно выражению (3) начинает формировать пилообразное напряжение (фиг.4 &), которое, поступая на вход предварительного усилителя 2, формирует пилообразные токи обмоток 19 и 20 (фиг.4 в ). За счет этих токов на обмотках создаются электродвижущие силы самоиндукции и взаимоиндукции, ,дЗ , т.е. пропорциоравные и, нальные скорости нарастания отклоняющих токов (фиг.4 д), Так как |UJ, Е ч- U, - , максимальная скорость пилообразных отклоняющий токов, обеспечиваемая устройством, равна .Ч Одновременно с началом формирования пилообразньк токов с триггера 54 по выходу 58 подается сигнал подсвета луча ЭЛТ и разрешающий сигнал на элемент И 56. Импульсы с генератора 53 через элемент ИЛИ 57 поступают на счётный вход счетчика 52, постепенно увеличивая его число. Луч ЭЛТ воспроизводит на экране ЭЛТ линию, длина которой увеличивается по мере увеличения пеплообразных токо обмоток 19 и 20, Процесс формирования пилообразны токов обмоток 19 и 20 и линии на экране ЭЛТ заканчивается при достижеНИИ ею заданной длины, соответствующей коду размера линии. После прохождения импульсов с генератора 53 на счетчик 52 последний переполняется и сбрасывается в нулевое состояние, а импульсом переполнения с его выхода устанавливается в нулевое сос тояние триггер 54, запрещая подсвет луча и запирая элемент И 56. Ключ 41 при этом замыкается и прекращает формирование пилообразного напряжения с вь1хода блока 1 управления (фиг.4 в). На этом процесс формирования линии на экране ЭЛТ заканчивается . Состояние ключа 8 и генератора 7 тока сохраняется до окончания следующего после формирования линии перехода луча ЭЛТ из конечной точки сформированной линии в начальную точку следующего формуляра или в центр развертки радиолокационной информации (РЛИ). После этого с входа 14 поступает импульс, закрьшающий транзистор 30 и открывающий тран зистор 25, при этом ток генератора 7 подключается к дросселю 5. Поэтому в момент времени t, (фиг.45) под воздействием ЭДС дросселя 5 потенциал точки. А резко уменьшается и ока ывается меньше значения Е,ц. Лря этом сначала возвращается в исходное положение стабилитрон 23t а затем пробивается стабилитрон 24, фиксируя и д Е - . Приложенное к дросселю 5 напряжение начинает увеличиват (восстанавливать) ток дросселя. Величина тока генератора 7 должна превышать потери тока дросселя за время формирования максимальной длины линии и одного перехода луча ЭЛТ. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает отоб.ражение линий с более высокой скоростью. Как указано вьппе, скорость изменения тока известного устройст dD определяется вьфажением -гг „ - , предлагаемого устройства - выражением. (11). Поделив эти выражения, получим эффективность предлагаемого устройства относительно известного ,liv,. Значение U,. ограничивается напряжением ловинного пробоя Unp транэис-;торов 15 и 16. А так как U 19 (15) макс - Upp Е + Ujj + UL 2Е + и 23 - и,„ (при UL Е + и ). 2Е-ики to и 23 Unp 2 Пусть, например, используются транзисторы 15 и 16 типа 2Т808А, у которых О „д / 120 В, и Е 12 В. ь - 1 д. t20-(2-12-6) .. . , 1 4- 2(12-6) - т.е. предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение скорости формирования линий на экране ЭЛТ в 9-10 раз, что позволяет увеличить объем отображаемой информации. На восстановление тока дросселя 5 не расходуется дополнительное время, так как оно осуществляется после формирования линии во время отображения РЛИ или следукндего формуляра . Это возможно благодаря тому, что формуляр формируется отдельным знаковым трактом, а формирование первичной РЛИ характеризуется относительно небольшой с,коростью развертки, при которой и. , т.е. транзисторы 15 и 16 работают в активной области своих характеристик при одновременно протекакнщх в координатном тракте отклонения процессах восстановления дросселя и формирования первичной РЛИ. Преимуществом предлагаемого устройства относительно; известных является то, что оно обеспечивает более высокое качество отображаемых линий, что достигается благодаря возможности предварительной nona4rf высокого напряжения на двухтактную отклоняющую катушку. фиг, 1

90

59

Г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОКА ОТКЛОНЯЮЩЕЙ КАТУШКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее последовательно соединенные блок управления, предварительный усилитель, двухтактный выходной каскад, первый и второй выходы которого подключены к отводам двухтактной отклоняющей катущки,средний отвод которой через дроссель подключен к источнику пита,ния,о тли чающееся тем,что, с целью повьппения быстродействия, введены последовательно соединенные пороговый элемент, ключ и генератор тока, выход которого подключен к точке соединения дросселя и среднего отвода двухтактной отклоняющей катушки, a также двусторонний ограничитель уровня, включенный параллельно дросселю, и блок вьщелення максимума, вьлолненный нэ двух встречно включенных диодах и подключенный параллельно двухтактной отклоняющей катущки, причем точка соединения диодов подключена к входу порогового S элемента,при этом второй вход ключа соединен с вторым выходом блока управления, a управлякиций вход ключа является входом сигнала Сброс.

61

Ui2

ФигЗ

S t/f 6

UiHI

49 20

tf tt

I, t.

ФигЛ