Генератор электромагнитной развертки Советский патент 1987 года по МПК H03K4/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах электромагнитного отклонения.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона при одновременном увеличении стабильности и линейности.

1а черфеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, предварительный усилитель 2, выход которого

10

разование управляющего напряжения в отклоняющий ток катушки 5. Напряжение обратной связи, снимаемое с датчика 6 тока поступает на дифференциальный усилитель 7, выход которого соединен с инвертирующим входом предварительного усилителя 2. Таким образом, форма тока в отклоняющей катушке повторяет форму напряжения, снимаемого с выхода генератора 1,причем искажения формы напряжения на отклоняющей катушке 5 (практически, она представляет собой комплексное

соединен с входом усилителя 3 мощное- д LRC-сопротивление) эффективно подав20

ти, интегратор А, отклоняющую катушку 5, датчик 6 тока, дифференциальный усипитель 7, корректор 8, вход которого соединен с выходом генератора 1 пилообразного напряжения, выход - с неинвертирующим входом интегратора 4, выход которого соединен с неинвертирующим входом предварительного усилителя 2, инвертирующий вход которого соединен с выходом диф- 25 ференциального усилителя 7, инвертирующий вход которого соещлнен с первьп выводом датчика 6 тока и через отклоняющую катушку 5 с общей шиной устройства, неинвертирующий вход - с вторым выводом датчика 6 тока, выходом усилителя 3 мощности и инвертирующим входом интегратора 4.

Устройство работает следующим об- jJasoM Генератор I пилообразного напряжения вырабатывает двухполярный линейно изменяющийся сигнал пилообразной формы, который поступает на вход корректора 8.

С помощью корректора 8 осуществляется срез вершин пилообразного напряжения (S-коррекция) для компенсации временной задержки прохождения

ляются дифференциальным усилителем 7 как синфазный сигнал.

Инвертирующий вход интегратора 4 образует цепь отрицательной обратной связи по низкочастотной составляющей напряжения с выхода усилителя 3 мощности на вход предварительного усилителя 2. Благодаря этому дрейф постоянной Составляющей напряжения на выходе усилителя 3 мощности не пре- вьш1ает температурный дрейф напряжения смещения операционного усилителя в режиме единичного усиления (2-5 мВ), на котором выполнен интегратор.

Для того, чтобы форма тока в электромагните развертки максимально приближалась к форме управляющего напряжения, необходимо выбирать постоянную времени интегратора 4 в 10-15 раз больше максимального периода ко- 3 лебаний генератора I пилообразного напряжения.

Введение небольшой S-коррекции (3-5%) в режиме линейной развертки

30

40

позволяет повысить частоту развертки до Гц, а также ее линейность.

поскольку S-коррекция предотвращает завал вершин пилообразных импульсов

тока при больших скоростях развертки сигнала по цепи обратной связи. С вы- 45 из-за ограниченного быстродействия хода корректора 8 напряжение подается элементов схемы и большой индуктивна неиивертируюш 1й вход интегратора 4, который повторяет форму и амплитуду сигнала, снимаемого с корректора 8. Затем сигнал поступает на неинвертирующий вход предварительного усилителя 2, где усиливается до требуемой величины, необходимой для раскачки усилителя 3 мощности, к выходу которого через датчик 6 тока подключена отклоняющая катущка 5. Датчик 6 тока совместно с отклоняющей катушкой 5 образует цепь обратной связи, с помощью которой осуществляется преоб

разование управляющего напряжения в отклоняющий ток катушки 5. Напряжение обратной связи, снимаемое с датчика 6 тока поступает на дифференциальный усилитель 7, выход которого соединен с инвертирующим входом предварительного усилителя 2. Таким образом, форма тока в отклоняющей катушке повторяет форму напряжения, снимаемого с выхода генератора 1,причем искажения формы напряжения на отклоняющей катушке 5 (практически, она представляет собой комплексное

ляются дифференциальным усилителем 7 как синфазный сигнал.

Инвертирующий вход интегратора 4 образует цепь отрицательной обратной связи по низкочастотной составляющей напряжения с выхода усилителя 3 мощности на вход предварительного усилителя 2. Благодаря этому дрейф постоянной Составляющей напряжения на выходе усилителя 3 мощности не пре- вьш1ает температурный дрейф напряжения смещения операционного усилителя в режиме единичного усиления (2-5 мВ), на котором выполнен интегратор.

Для того, чтобы форма тока в электромагните развертки максимально приближалась к форме управляющего напряжения, необходимо выбирать постоянную времени интегратора 4 в 10-15 раз больше максимального периода ко- лебаний генератора I пилообразного напряжения.

Введение небольшой S-коррекции (3-5%) в режиме линейной развертки

40

позволяет повысить частоту развертки до Гц, а также ее линейность.

ности катушки 5, При токе развертки 20 А и Bbmie введение S-коррекции является необходимым условием получения линейного изменения тока в отклоняющей KaTyBJKe 5, так как при этом увеличивается эффективная скорость нарастания напряжения на выходе усилителя 3 мощности (осуществляется

форсированный режим изменения напряжения на катушке 5 в момент его нара-. стания или спада). В этом случае S- коррекция выполняет функции коррекции по опережению.

Воздействие различных дестабилизирующих факторов, таких как изменение температуры окружающей среды, напряжения питания и т.п., выдвигает требование автоматической стабилизации постоянной составляющей напряжения на выходе усилителя мощности, который работает в режиме больших токов (40 А и больше).

Интегратор 4 отслеживает постоянную составляющую на выходе усилителя 3.

Ошибка слежения составляет 2-5 мВ, поскольку устройство охвачено 100%-ной отрицательной обратной связью по постоянной составляющей напряжения.

Отсутствие жесткой стабилизации постоянной составляющей схеме известного устройства не позволяет его использование на низкоомную нагрузку, так как в процессе работы происходит подмагничивание сердечника. Это вызывает смещение растра развертки. Появление тока подмагничивания вызыва- ет смещение развертки в нелинейную Область магнитной характеристики, вплоть до области насьщения, что приводит к искажению магнитного поля в зазоре отклоняющей катушки 5.

Линейное преобразование напряжения в отклоняюпщй ток ос5гществляется цепью обратной связи, образованной датчиком тока совместно с индуктивностью

40

отклоняющей катушки 5. Напряжение об- 35 тор, отклоняющую катушку и датчик то- ратной связи поступает на дифференциальный усилитель 7, выход которого соединен с инвертирующим входом предварительного усилителя 2.

В предлагаемой схеме отклоняющая катушка 5 может быть удалена от генератора электромагнитной развертки на значительное расстояние (до 30 м) и работать в условиях сильных электромагнитных полей.

Наличие длинной линии связи, соединяющей отклоняющую катушку с генератором развертки, в схеме известного устройства может привести его к самовозбуждению. В предлагаемом устройстве длинная линия связи увеличивает лишь активное сопротивление нагрузки.

По сравнению со схемой известного устройства, где любая наводка с до45

50

55

ка, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при одновременном увеличении стабильности и линейности, в него введены дифференциальный усилитель и корректор, вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вькод г с неинвертирующим входом интегратора, выход кото- рого соединен с неинвертирующим входом предварительного усилителя, инвертирующий, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом датчика тока и через отклоняющую катушку с общей шиной устройства, неинвертирующий вход- с вторым выводом датчика тока, выхо- дом усилителя мощности и инвертирующим входом интегратора.

БНЙИПИ Заказ 3123/5А

Тираж 901

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

325672

бавочного резистора или линии связи приложена к входу предварительного .усилителя, в предлагаемом устройстве наводка, роздействующая на датчик 6 тока, интенсивно подавляется дифференциальным усилителем 7 (-70)- (110) дБ как синфазный сигнал.

Уровень помех на входе предварительного усилителя 2 значительно ниже благодаря тому, что один вывод отклоняющей катушки 5 заземлен, а датчик 6 тока соединен непосредственно с выходом усилителя 3 мощности.

Достоинством предлагаемого устройства является возможность формирования тока в катушке 5 с различным временем нарастания и спада с высокой линейностью (4-7%), что расширяет функциональные возможности генератора электромагнитной развертки.

Устройство может работать также на емкостную нагрузку или в режиме управляемого генератора напряжения.

Формула изобретения

Генератор электромагнитной развертки, содержащий генератор пилообразного напряжения, предварительный усилитель, выход которого соединен с входом усилителя мощности, интегра

тор, отклоняющую катушку и датчик то-

ка, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при одновременном увеличении стабильности и линейности, в него введены дифференциальный усилитель и корректор, вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вькод г с неинвертирующим входом интегратора, выход кото- рого соединен с неинвертирующим входом предварительного усилителя, инвертирующий, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом датчика тока и через отклоняющую катушку с общей шиной устройства, неинвертирующий вход- с вторым выводом датчика тока, выхо- дом усилителя мощности и инвертирующим входом интегратора.

Тираж 901

Подписное ,

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системе электромагнитного отклонения. Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения. предварительный усилитель 2, усили тель 3 мощности, интегратор 4, отклоняющую систему 5, датчик 6 тока, дифференциальный усилитель 7, Koppelc- тор 8. В данном устройстве обеспечивается возможность формирования тока в системе 5 с различным временем нарастания и спада, с линейностью 4-7%, что расширяет функциональные возможности генератора электромагнитной развертки. По сравнению с известным в предлагаемом генераторе интенсивно подавляется наводка, воздействующая на датчик 6 тока. Уровень помех на входе усилителя 2 значительно меньше, что обеспечивается заземлением одного вывода отклоняющей катушки 5 и соединением датчика 6 непосредственно с выходом усилителя мощности. 1 ил. оо ю СП О) к