Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки Советский патент 1986 года по МПК H04N3/16 

«

Изобретение относится к телевидению и может использоваться в устройствах отображения информации на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) с магнитным отклонением.

Цепь изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена функциональна электрическая схема предлагаемого ус ройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояснякяцие его работу; на фиг. 3 - электрическая принципиальна схема предварительного усилителя.

Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки содержит предварительный

усилитель 1, двухтактный выходной каскад 2, двухтактную отклоняющую катушку 3, ключ 4, дроссель 5, N-5 коммутируемых ограничителей 6,, 6

t 2

N-I

уровня (КОУ), формирователь 7

коммутирующих импульсов, дешифратор 8, двусторонний ограничитель 9 уровня, шину 10 напряжения питания, вход I1 импульсов управления, вход 12 сигнала признака формирования линии, вход 13 кода углового коэффициента отображаемой линии.

Двухтактный выходной каскад 2 содержит транзисторы 14 и 15 и токо- задающие резисторы 16 и 17.

Двухтактная отклоняющая катушка содержит две обмотки 18, 19 и резисторы 20, 21.

Ключ 4 содержит транзисторы 22, 23 и резисторы 24, 25, вход 26 напряжения питания.

Коммутируемые ограничители 6 , бд, 6f,., уровня содержат транзистор 27, стабилитрон 28, диод 29, резисторы 30, 31.

Двусторонний ограничитель 9 уровня содержит стабилитрон 28 и стабилитрон 32.

Формирователь 7 коммутирующих импульсов содержит транзисторы 33, 34, 35, элементы Н-НЕ 36, 37, 38.

Предварительный усилитель 1 содержит два операционных усилителя (ОУ) 39, 40, резисторы 41, 42.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 23 закрыт нулевым потенциалом с гаины 10, и ток транзистора 22 и ключа 4, протекающий через дроссель 5, определяется значением сопротивления (токозадающего) резистора 24 и напря

жения, поступающего с входа 26 на базу транзистора 23 через резистор 25. При наличии положительного напряжения на входе ключа 4 транзистор 23 открывается, замыкая базу транзистора 22 на общую щину и отключая ток ключа 4 от дросселя 5. Величина тока ключа 4 определяется и должна пре- вьниать значение потерь тока дросселя 5 при формирований линий.

Дроссель 5 предназначен для формирования броска напряжения, поддержания высокого напряжения в точке 43 (во время формирования линии) за счет накопленной в нем энергии. Индуктивность дросселя 5 La должна значительно превышать индуктивность L обмоток 18 и 19.

Каждый из коммутируемых ограничителей (КОУ) 6, б2,...,6м., уровня предназначен для фиксирования в точке 43 определенного значения высокого напряжения при формировании линии. Каждый из них содержит транзистор 27,

стабилитрон 28, диод 29 и резисторы 30, 31, Состояние транзистора 27 определяется напряжениями в точке 43 и на управляющем входе. По разрешающему уровню напряжения на управляющем входе транзистор 27 открьгаается, если в точке 43 положительное напряжение. Только при открытом транзисторе 27 при наличии выброса напряжения на первом входе двустороннего ограничителя 9 стабилитрон 28 пробивается и фиксирует опорное напряжение, соответствующее его напряжению стабилизации. Значения опорных напряжений стабилитронов 28 коммутируемых ограничителей 6, б2,...,6, уровня ступенчато увеличиваются, т.е. каждое из них больше предыдущего, но меньше после- дук1щего на некоторую величину (10- 5 В) . Количество промежуточных значений потенциала точки 43 при и змене НИИ скорости входного пилообразного напряжения от нуля до максимальной определяется выбранным коэффициентом использования высокого напряжения.

Формироватепь 7 коммутирующих импульсов управляет КОУ 6,, 6,...bt,i, При отсутствии признака формирования линии на входе 12 (при уровне О) на выходах элементов И-НЕ 36, 37, 38

устанавливается высокий уровень напряжения (уровень 1), поэтому транзисторы 33, 34, 35 открыты, коллекторные нулевые потенциалы их за-

прещают работу КОУ 6, 6,...6 . При наличии управляющего сигнала на входе 12 (при уровне 1) состояние транзисторов 33, 34, 35 определяется кодом на входе 13. При а а.

(где а и aj - разрядные коэффициенты двоичного кода на входе 13) сигналы на выходе дешифратора 8 отсутствуют, поэтому по-прежнему на выходах элементов И-НЕ 36, 37, 38 установле- ны уровни 1 и транзисторы 33, 34, 35 открыты. При а,- а 1 создаются .условия для срабатывания элемента 36, на его выходе устанавливается уровень О, запирающий транзистор 33, при этом разрешается работа КОУ 6,. Аналогично, при а . а 1 открывается транзистор 34 и срабатывае КОУ 62, а при а, а открывается транзистор 35 и срабатывает КОУ

пи- Предварительный усилитель 1, двухтактный выходной каскад 2 и двухтактная отклоняющая катушка 3 образуют отклоняющий усилитель, предназначен- ный для преобразования входного пи- лсюбразного напряжения Uey в токи об моток 18 и I9.

Схема предварительного усилителя I приведена на фиг. 2. Предваритель- ный усилитель 1 содержит два операционных усилителя 39 и 40, в цепях. обратных связей которых включены транзисторы 14 и 15. Операционный усилитель 39 совместно с транзисто- ром 14 образуют неинвертирующий усилитель, выходное напряжение } которого, формируемое на токозадаю™ щем резисторе 16, создает ток i,g через обмотку 18 двухтактной откло- няющей катушки 3

и,4 UBX.

.111

р|6

3

и

в

о плах Uj,

и

R

|«

- 50

-д д af максимальное зна- 6чение отклоняющего

тока;

- сопротивление резистора 16; и - максимальное значение входного пилообразного напряжения,55 Операционный усилитель 40 совместс транзистором 15, резисторами и 42 (Е, R42 сопротивления

резисторов 41 и 42) образуют инвертирующий усилитель, выходное напряжение и,5 которого, формируемое гэ токозадающем резисторе 17 (R R, сопротивления резисторов 17 и 16),

создает ток i,

через обмотку 19

«4

U,,.)

1 ( omaxV и l

Uo-iJ

и

4t

Hi

2

- напряжение на входе 44.

ак видно из выражения (1) и (2), изменении U(, сумма токов

+ i, const 3„ „„,. (3)

в

tO )5 т20

25 -.

зо 35 40

45

50

55

а величина и направление отклонения луча ЭЛТ от центра экрана определяется знаком и модулем разности этих токов i|g i|g . Это соответствует работе отклонякяцего усилителя в режиме класса А.

Высокая точность преобразования входного напряжения в отклоняющий ток обеспечивается цепью отрицательной обратной связи по току нагрузки.

В исходном состоянии перед поступлением входного пилообразного напряжения луч ЭЛТ находится в точке экра- на с координатами ХД начала очередной линии. На вход дешифратора 8 поступают разряды кода углового коэффициента Sinfl(Cos f,) , Транзистор 23 закрыт нулевым уровнем напряжения шины 10. Ток ключа 4 i оп- .ределяется напряжением на входе 26 и значением резистора 25. Стабилитроны 28 ограничителей уровня 6,, 6j,... 6., заперты нулевьм напряжением на дросселе 5.

Суммарный ток, проходящий через дроссель 5, учитывая вьфажение (3), равен

()

При формировании на экране ЭЛТ линии состояние элементов устройства зависит от скорости изменения входного пилообразного напряжения и тока в обмотках отклоняющей катушки.

При медленных изменениях входного пилообразного напряжения и тока в обмотках 18 и 19 (что соответствует участку t - t, фиг. За), при которых коэффициенты старших разрядов а

и а кода Si п/5 (Cos р ) имеют нулевые значения 5 все транзисторы 33, 34, 35 формирователя 7 коммутирзлющих импульсов открыты. Поэтому КОУ 6,,, j и двусторонний ограничитель 9 уровня не участвуют в работе. Под воздействием пилообразных токов в обмотках 18 и 19 создаются ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции Uj,

аз

гг 1 2 L -- dt Т

(5)

где

I коэффициент связи между

обмотками 18 и 19, 3 - амплитуда пилообразного

тока;

Т - длительность пилообра: ; ного тока и входного пилообразного напряже- ни я; L - величина индуктивности

обмоток 18 и 19.

Коллекторные напрял ения транзисторов 1 и 15, как видно из графика g в K : itepBane времени t -- t (фиг, Зд) c.bV:c: Е j U 5 гдв Е - напряжвнне на

; л--о кыеет ь-шсто при скоростях из jfj pasHoro 7 ока, при коT.JJ

гда У - напряжение касьшдения тран-

з:ясторов 4 к 15.

При скоростях изменения пилообразного тока, COOTSетств ующих интервалу t - когда |У, - 5 пояиля- атся 1 в одном из старших разрядов тока углового коэффициента (а, - 1,, а„ 1) (фиг. За), поэтому создш-а с;г; условия для запирания транзистора 33

,и подготовки к работе. КОУ б,-,

Одновременна с входным пилообраг - гшм напряжением на шину 10 поступает управляющ1-:;й сигнал (фиг. Зг), которькм открывается транзистор 23, при этом база транзистора 22 соединяется с

.общей шиной 5 отключается ток транзистора 22 от дросселя 5,, а возникающий в, дросселе 5 бро- сок тока создает ЭДС самоиндукции, в результате потенциал точки 43 начинает увеличиваться. Это увеличив а- ксцееся напряжение через резистор 30 к днод 29 поступает на базу тракзис-- тора 27 КОУ 6 , открывая его. Увели-чивающееся напряжение точки 43 U,, достигает значения пробивного напряжения стабилитрона 28 U«g . и потен-

о 1

5 пиал точки 43 фиксируется. При этом, как видно на фиг. Зд, в интервале (фиг. 3) U4, Е + , а че рез КОУ 6( протекает ток

Ш

6-i b -(iig-i,ab .

(7)

Потенциал точк стигать таких скор::-;, пилообразных отклони которых

4 я

позволяет до- -.seHHH

; .,. тфи

Г(

р

. ;8)

. При более высоких скорое ;Г. фоуни- рования линии (интервал t, фяг . За, при которых увеличивается значенье кода углового коэффициента Sin,в (Cos р ) (а .| I, а О) транзистор 33 oTKpfantaeTCKs отключая ХОУ 6, , г тракз -:;етор 34 запирается. При этом р-):лЗисгср 27 КОУ 6,, открывается, а с 0;::л ;-трон 28 фиксирует напряжение

- :; - гв-4

м 1к:симапьной скорост,/ Немане- нчя токов (а,, 1, а 1} зйкрывает- ся тр шзистор 35. и КО/ 6,;.; фиксиру- 6 4.; - К + и,, ,.., ог- ес тьчизая рость формирования линии, при которой / -U g,.,-u,,,

где U,,;..f ,,|.,,j - пробивное напряжение стабилитрона 28 КОУ 6(, (фиг. Зд, интервал t - tj;) .

Во всех рассмотренных случаях (ин- ггрвалы t(j - t,, tg - t, t - t на фиг. 3) после формирования линии й;: / -одит переход луча из конечной точ кн сформированной линии в ушчальную : )-;li.y следу ощей отображаемой икформа- 1лл., на)-ф кмер в пачальную точку фор- ;. л- р-, .П:Л В цзктр развертки nepBii4 - ной :1И„

Пг..нозременно со сбросам пилообраз- ijoro напряжения исчезает признак фор- ;- Ирозания линии (фиг. Зв) ; а тран зис горы 33, 34 и 35 остаются в открытом ;;,о(;толнкиJ закрывая по входам транзисторы 27 КОУ 6. , 6, , . , 6).| .:; отключая стабилитроны 28, Пол -гив- шийся согласно выражению (7) бросок г ска величиной i.; через дроссель 5 1::озг1ает на кем ЗДС самоиндукции, кото- ija.- пробизлят стабилитрон 28 двусто- ро- .мег с; ограгшчителя ypobJ -f 9 и фик-

сирует (Самое высокое по величине напряжение

U4, E.U28.,,

(9)

где Ujg - пробивное напряжение ста- билитрона 28 двустороннего ограничителя уровня 9, необходимое для быстрого перехода луча ЭЛТ в другую точку экрана. Дроссель 5, находящийся во время формирования линии или перехода луча ЭЛТ под напряжением Uj . КОУ 6,, 6,..., 6„., теряет часть своего тока. Поэтому к моменту окончания перехода луча ЭЛТ, когда исчезает импульс управления на шине 10, закрывается транзистор 23 и ток ключа 4 (фиг. Зб) подключается к дросселю 5, ток дросселя 5 оказывается меньшим, чем по выражению (4) . Возникшая за счет разницы токов ЭДС на дросселе 5, резко уменьшая потенциал точки 43, сначала закрывает стабилитрон 28, затем пробивает стабилитрон 32, фиксируя } Е - . Под воздействием напряжения и - пробивное напряжение стабилитрона 32, ток дросселя 5 восстанавливается до значения по выражению (4).

Величина потери тока дросселя за время Т отображения линии опред еля- ется из выражения

«-.-4%.

где U,. - падение напряжения на

дросселе 5 во время формирования линии.

Так как при зтом имеет место линейное изменение тока, то потери лЗ тока дросселя определяются из выражения

II I

Al

и

2а-1 , 17

(10)

Время восстановления дросселя оп- jo ределяется приложенным к нему напряжением и

32

О1 а

iJ.j b,.

откуда изменение Л1. тока дросселя

будет

П 1

M.-.t.

L-Q

(П)

При t Tj , где - время восстановления тока дросселя 5, достигается равенство модулей выражений (10) и (11), т.е. + 3„ - О,

откуда

U

29-1

восст

и

ъг

Восстановление тока дросселя производится во время отображения формуляра, которое осуществляется отдельными знаковыми катушками и не влияет на уменьшение быстродействия устройства (и соответствующего объема отображаемой информации) при условии, что значение Т меньше, чем время отображения формуляра.

ъ

Формула изобретения

Устройство для формирования тока отклоняющей катушки электронно-лучевой трубки, содержащее предварительный усилитель, выходы которого подключены к входам двухтактного выходного каскада, выходы которого подключены к первому и второму выводам двухтактной отклоняющей катушки, третий вывод которой соединен непосредственно с выходом ключа и через параллельно соединенные дроссель и двусторонний ограничитель уровня - с шиной напряжения питания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит дешифратор, формирователь коммутирующих импульсов и N-1 коммутируемых ограничителей урОвия, вход каждого из которых соединён с перВ1Д4 выводом дросселя, выход - с вторым -выводом дросселя, а управлякнций вход- с соответствующим по номеру выходом формирователя коммутирующих импульсов, первый вход которого является входом сигнала признака формирования линии, а N-1 входы подключены к соответствующим выходам дешифратора, входы которого являются входами кода углового коэффициента отображаемой линии.

Ф«а2

физ.З

Составитель А. Меньшикова Редактор В, Ковтун Техред И,Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2991/59 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская иаб, , д. 4/5

Производственно-полиграфическое предгхриятиеs г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение может использоваться в устройствах отображения информации на электронно-лучевых трубках с магнитным отклонением. Повышается быстродействие. Устройство содержит предварительный усилитель 1, двухтактный выходной каскад 2, двухтактную отклоняющую катушку-3, ключ 4, дроссель 5, N-1 коммутируе№11Х ограничителей уровня 6, формирователь 7 ком; мутирующих импульсов, дешифратор 8 и двусторонний ограничитель уровня 9. По шине 10 подается напряжение питания. На вход П поступают импульсы управления, на вход 12 - сигналы признака формирования линий, а на вход 13 коды углового коэф. отображаемой линии. Предварительиый усилитель 1, двухтактный выходной каскад 2и двухтактная отклонякедая катушка 3образуют ОТКЛОНЯЮО&1Й усилитель, ко- торый осуществляет преобразование входного пилообразного напряжения в токи обмоток 18, 19. Высокая точность преобразования входного напряжения в отклоняющий ток обеспечивается цепью отрицательной обратной связи по току нагрузки. 3 ил. i (Л IND OO 42 CO CO sj LAJM-i ctt П itfiyj jj фи.