Формирователь тока магнитной развертки Советский патент 1988 года по МПК H04N3/16 

Изобретение относится к импульс- Ной технике и может быть использовано j например, в устройствах ввода - вьгоода информации ЭВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при одновременном повьтении КПД, за счет обеспечения опережающего выключения ключа вольтдобавки

.На чертеже приведена принципиальная электрическая cxeilia устройства.

Формирователь тока магнитной раз- йертки содержит шину 1 первого источника питания, соединенную с анодом диода 2,. ка,тод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки 3, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора 4 и коллектором первого транзистора 5, эмиттер которого соединен через второй резистор 6 с общей шиной устройства, база - с выходом первого предварительного усилителя 7, первый вход которого соединен с шиной 8 уп- равления, второй транзистор. 9, эмиттер которого через третий резистор 10 соединен с общей шиной устройства, база - с выходом второго предварительного усилителя 11, третий тран зистор t2, коллектор которого соедин с шиной 13 второго источника питания, база-змиттерный промежуток - с первой обмоткой трансформатора 14, вторая обмотка трансформатора 14 вкл чена между коллектором второго транзистора 9 и коллектором третьего транзистора 12, эмиттер которого соединен с катодом диода 2, анод которого соединен со вторым выводом перво- го резистора 4, первый вход второго предварительного усилителя 11 соединен с шиной 8 управления, второй вхо с эмиттером второго транзистора 9, а второй вход первого прёдваритель- кого усилителя с змиттером первого транзистора 5. .

Устройство работает следующим образом.

При подаче на входы усилителей 7 и и импульса прямоугольной формы, напряжения на резисторах 6 и 10 не 1мОгут измениться мгновенно, так как ;транэисторы 5 и 9 нагружены на индуктивную нагрузку, транзистор 5 - на обмотку отклоняющей катутпки (нагруз- ica З), транзистор 9 - на пе1)вичную обмотку трансформатора 14, поэтому транзисторы 5.и 9 находятся в режиме

насыщения и к второй обмотке трансформатора 14 приложено почти все напряжение питания Е (шина 13). Импульс напряжения, возникающий на второй обмотке трансформатора 14 передается на первую обмотку трансформатора 1 4 и вводит в режим насыщения транзистор 12 ключа-вольтдобавки, который подключает ко входу обмотки отклоняющей катушки (нагрузка 3) по вьппенное напряжение источника питания Е 1 (шина 13), а разделительный диод 2 отключает источники питания Е 2 (щина 1). Происходит процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки, скорость нарастания с которого пропорциональна напряжению, приложенному к обмотке отклоняющей катушки (нагрузка 3).

Процесс нарастания тока отклонения до величины T-gjf определяемой амплитудой входного импульса (в силу индуктивного характера нагрузки к ограничений на величину питающих напряжений) включает два основных этапа: этап, когда выходной транзистор 5 находится в режиме насыщения (длительность Moc.oii и этап успокоения (длительность ец.ок.

Таким образом, полное время установления tycrс « ВЫХОДНОГО тока отклонения равно: tyer.e,(,cr.o .

Время t(a д определяется по формуле ;

2Wc

Т1 -тГТт Rf °к(1)

где Чо - энергия магнитного поля обмотки отклоняюрд,ей катушки (нагрузка 3);

, Е1 - напряжение источника питания Е1 (шина 13); ток в обмотке отклоняющей

катушки (нагрузка 3); - падение напряжения на резисторе 6 и на выходном транзисторе 5. Энергия магнитного поля обмотки отклоняющей катушки (нагрузка 3) равна

1

5

Hifc 5 oft ok

(2)

где LOR,- индуктивность обмотки отклоняющей катуипси;

ток в обмотке отклоняющей катупжи.

Заменив в выражении 1 W, на 2

2 получаем:

Ьр,-1в)с

t

наг. ок

(3)

Ё;-иг;

Тот же процесс нарастания тока происходит и в первичной обмотке трансформатора 14 и длительность этого процесса 1нас.т)) равна

. I;jE.-Jie.

(4)

. Г Ё,-и„- V

где Lrf,- индуктивность первичной обмотки трансформатора 14;

Е - напряжение источника питания Е1 (шина 13);

- ток в обмотке трансформатоРаUjj - падение напряжения на резисторе 10 и на транзисторе 9. При выполнении условия -,, а это легко реализовать, найдя вели- чину необходимой индуктивности первичной обмотки трансформатора 14, используя выражение 3 и 4

ходного транзистора 5 будет превышать значение тока определяемое входным сигналом. Найдем величину этого приращения. От момента выключения ключа вольтдобавки до момента выхода из насьшхения выходного транзистора 5, скорость нарастания тока в об1«этке отклоняющей катушки будет определять- ся приложенным к обмотке напряжением и равна

di Ea-Un dt I

: ОН

скорость нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки (нагрузка 3). приращение л io;, равно:

А „.

Е2зУ5.

(6)

В случае выключения ключа вольт- добавки сигналом, снимаемым с обмотки отклоняющей катушки, приращение тока в обмотке отклоняющей катушки равно

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах ввода- вывода информации. Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном повышении КПД.. Устройство обеспечивает опережающее включение ключа вольтдобавки на транзисторе 12 за счет того, что. переходный процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14 заканчивается рань- .ше, чем процесс нарастания тока в обмотке индуктивной нагрузки 3, при-, чем, как только заканчивается процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14, з бньшается и напряжение в этой обмотке, что приводит к выключению ключа вольтодо- бавки и отключению повышенного напряжения от шины 13 источника питания. При этом разделительный диод 2 подключает к выводу индуктивной нагрузки 3 источник питания пониженного напряжения (шина I) и процесс нарастания тока в нагрузке продолжается уже при пониженном напряжении . Следует отметить, что в случае опережа-- ющего выключения ключа вольтдобавки величина времени успокоения примерно в два раза меньше, чем в случае управления ключом вольтдобавки сигналом, снимаемым с обмотки индуктивной нагрузки. Управление транзисторами 9,5 производится от предварительных усилителей 11,7. I ил. «f с 9 (Л 4 4i СО О) «Ч

тJ-J

(5)

переходной процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14 заканчивается раньше, чем процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки. Но как только закончитс процесс нарастания тока, в первичной обмотке трансформатора 14 уменьшится напряжение в первой обмотке трансформатора 14, что приведет к выключению ключа вольтдобавки на т анзис- торе 12 и отключению повышенного напряжения источника питания Е от вывода обмотки отклоняющей катушки. При этом, разделительный диод 2 подключает к выводу обмотки отклоняющей катушки источник питания Е. Процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки продолжается уже при на- пряжении источника питания Е, Таким образом, реализуется опережающее вы- ключение ключа вольтдобавки.

Далее начинается процесс выхода и насыщения выходного транзистора 5, Время выхода из насьш;ения ноц. мощных транзисторов лежит в пределах 0,5- 10 МКС. В это время происходит дальнейшее нарастание тока в обмотке от- клонякядей катушки. Приращение тока д1,за время выхода из насыщения вы

г нлс

iiHtL

LpK

(7)

Учитывая, что в реальных устрой- ствах Ej(3-5)Ej, ,5 Е и используя вьфажения 6 и 7 получим:

ui, Ei-U Е,-0,5Е2 1 i /gv

l;; 7.

Далее начинается процесс установления тока до значения, определяемого величиной входного сигнала. Этот процесс при правильном выборе сопротивления шунтирующего резистора 4 апериодический, с постоянной времени Tfl, определяемой параметрами усили- 1теля н отклоняющей катушки.

. Приращение тока д i стремится к нулю при t- согласно выражению

ui(t)AiV .

(9)

Решая уравнение 9 относительно t, задаваясь точностью до какого ня должно уменьшиться приращенке 4i(t), найдем величину времевя успокоения тока отклонения

tyco.ofi; -tp-In 0,1 tijjo,2,3te

nou ui(t)0,ia ..

B спучае управления ключом вольт- добавки сигналом с обмотки отклоняв),щей катушки величина tttnoft с учетом /выражения 8, равна

С„« -Г„1п 4,49Г„. (И)

Сравнивая выражения 10 и И видим, что в случае опережающего выключения ключа вольтдобавки величина времени успокоения примерно в 2 раза меньше, чем в случае управления клю- чоя вольтдобавки сигналом снимаемым с обмотки отклоняющей катушки.

Мощность, рассеиваемая на выходном транзисторе 5 в период времени ют его выхода из режима насьш1ения до момента установления тока равна:

Р. (Е.-0,5Е.)-1

«Jfc 9

I

где коэффициент определяет форму

напряжения на выходном транзисторе 5 В случае если опережающего выФормирователь тока магнитной раз- 15 вертки, содержащий шину первого источника питания, соединенную с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора и коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен через второй резистор с общей шиной устройства, база - с вькодом первого предвариключенйя ключа вольтдобавки на осуще- 25 тельного усилителя, первьй вход котоствляется, мощность на выходном транзисторе равна

1

РЛ 2 (Kj-O.SEa).,,.

Сравнивая величины Рд и Рд видим, что в случае опережающего выклочения ключа вольтдобавки мощность PSL меньше Р в 7 раз.

В виду того, что сигнал управле- ,ния ключом вольтдобавки формируется отдельным усилителем, связанным по входу с основным усилителем, то управление ключом вольтдобавки не связано с процессами в основном усилителе, и даже если выходной транзистор 5 попадает в повторный режим насыщения ключ вольтдобавки не включится, что говорит о устойчивости всего устройства в целом.

Использование устройства позволит повысить быстродействие устройств формирования тока отклонения луча

Составитель Редактор И.Сегляник Техред Л.Олийн

ЭДТ за счет уменьшения времени установления тока отклонения и повысить экономичность за счет снижения рассеиваемой мощности на выходном транзисторе устройства, а также повысить устойчивость устройства за счет применения для формирования сигнала управления ключом вольтдобавки отдельного усилителя,

Формулаизобретения

Формирователь тока магнитной раз- вертки, содержащий шину первого источника питания, соединенную с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора и коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен через второй резистор с общей шиной устройства, база - с вькодом первого предвари

тельного усилителя, первьй вход котороге соединен с шиной управления, второй транзистор, эмиттер которого через третий резистор соединен с общей Р1иной устройства, база - с выхо

дом второго предварительного усилителя, третий транзистор, коллектор которого соединен с шиной второго источника питания, базозмиттерный переход - с первой обмоткой трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении КПД, вторая обмотка трансформатора включена между коллектором второго транзистора и коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с вторым вьшодом первого резистора, причем первый вход второго предварительного усилителя соединен с шиной управления, второй вход - с эмиттером второго транзистора, а второй вход первого предварительного усилителя - с эмиттером первого транзистора.

Корректор В.Бутяга