Генератор пилообразного тока Советский патент 1979 года по МПК H03K4/08 H03K4/60 

1

Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано, например, в развертывающих устройствах передающих телевизионных камер.

Известен генератор пилообразного то- ка, содержащий задающий генератор, предвыходной усилитель и выходной каскад на транзисторах, к выходу которого подключена индуктивная нагрузка, источник постоянного питающего напряжения и источник повышенного напряжения, введенный в генератор для обеспечения требуемой длительности обратного хода l.

В этом генераторе- иэ-за однонапра&ленной проводимости,переключающего yci ройства имеет место повышенное энерго потребление.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является генератор пилообразного тока, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, уц-аглитель мощности с двухтактным шдходным

каскадом, к выходу которого подключена индуктивная нагрузка, причем одно из пле выходного каскада подключено к первому источнику постоянного напряжения непосредственно, другое плечо подключено к второму источнику постоянного напряжения через диод, а к источнику повышенного напр51жения - черегз переключающий элемент 2.

Этот генератор также имеет повышенное энергопотребление, так как переключающий элемент выполнен в виде устройства односторонней проводимости, вследствие чего ток от источника помещенного напряжения несимметричен, В результате мощность, потребляемая от этого источника во время обратного хода, получается соизмеримой с мощностью, потребляемой генератором во вр&мя прямого хода от источника постояннаго питающего напряжения. Кроме того, в таком генераторе длительность эффективного обратного хода (стадия восстановления тока) меньще длительности запусжающего импульса, при этом в конце обратногм хода возникает стадия ожидания (ток в чилуктивной нагрузке не изменяется), в томefгае которой потребляется дополнительtifin мощность. Цель изобретения - уменьшение энерго потребления. Поставленная цель достигается там, что в генератор пилообразного тока, содер жащий последовательно соединенные задак: ший генератор и усилитель мошности с двухтактным выходным каскадом, к выхо ду которого подключена индуктивная нагрузка, причем одно из плеч выходного каскада подключено к первому источнику постоянного напряжения непосредственно, другое плечо подключено к второму источнику постоянного напряжения через диод а к источнику повышенного напряжения через переключающий элемент, введены первый и второй делители напряжения и элемент сравнения, первый вход которого через первый делитель напряжения подключен к выходу двухтактного выходного каскада, второй вход через второй делитель напря жения подключен к второму источнику посто янного напряжения, а выход соединен с управляющим входом переключающего элемента. На фиг. 1 показана электрическая функ циональная схема предлагаемого ра пилообразного тока| на фиг. 2 - эпюры токов и напряжений. Генератор пилообразного тока содерл ит последовательно соединенные задающий генератор 1, усилитель 2 мошноста с ходньгм двухтактным каскадом 3 а КН дуктивной нагрузкой 4 (фиг. 1), подключенной через резистор 5 обратной связи к корпусу 6. в качестве индуктивной нагрузки . 4 используются отклоняющие катуш кн. Одно из плеч двухтактного каскада 3 подсоединено к источнику 7 постоянного напряжения, а другое «к источнику 8 по стоянного напряжения через диод 9, а к исл зннику 10 повышенного напряжения оно подсоединено через переключающий элемент 11сравнения. Кроме того, генератор п№лообрааног-о тока содержит 12 сравнения и делители 13 и 14 на11ряже(Гйя Эпеме гт 11 сравнения может быть вы jiOjraeH, например, на операционном усили теле или в виде Шмидта, либо в виде логической схемы, содержаадей сдв1п а уровней, например, на сте.бзлитро- не, и элемент И. Переключающий эпомеда 12может быть выполнен, например, & диодно- ранзисторного ключа, один ВЬР° ЙОД его подсоединен к плечу двухтактас го каскада 3, другой - к источнику Ю повышенного напряжения. Один вход элемента 12 сравнения подсоединен к делителю 13 напряжения ((риг. 1), другой к источнику опорного сигнала в случае иопользования операционного усилителя в качестве элемента 12 этот источник может быть вьшолнен, например, в виде делителя 14 напряжения включенного между источником 8 постоянного напряжения и корпусом 6, В случае использования в качестве элемента 12 логической схемы, например схемы совпадения, в качестве источ ника опорнсяо напряжения может быть применен обычно используемый источник запускающих синхроимпульсов генератора. Задающий генератор 1 может быть вьто№ вен, например, по схеме генератора пилообразного напряжения с корректирующим усилителем. Он содержит операционный усилитель с резистивной обратной связью с выхода на один ето вход, к которому подключен конденсатор, другой вход его подключен через резистор к делителю напряжения, включенному между выходом операционного усилителя и источником питания. Выходной двухтактнь1й каскад 3 выполнен на транзисторах противоположного ти па проводимости, эмиттеры которых подключ« ы к индуктивной нагрузке 4. Предлагаемый генератор пилообразного тока работает следующим образом. При поступлений на вход задающего генератора 1 запускающих синхроимпульсов (обратнь5Й ход развертки) на выходе зада-ющего генератора 1 возникает резкий переяад напряжения (фкг. 2, а) и усилитель 2 запирается (отключается). Одно из плеч двухтактного выходного каскада 3 также запирается (фиг. 2,в), а ток через другое плечо резко увеличива- ется (ф$аг. 2,б), достигая велкчшшг тока в индуктивной нагрузке 4 а конце прямо го хода, С этого момента напр5екение на высокопстенциаяьном выходе нагрузки 4 peaKq нарастает (фиг. 2,г). Это напряжение, снятое с делителя 13 (фиг. 1) сравнивается в элементе 12 с опорным (с де« лйтеля 14), и на выходе элемента 12 сравнения появляется перепад напряжения (фиг. 2,д), под действием которого переключавший элемент Ь2 открывается, подключая плечо двухтактного каскада 3 к источнику 10 по&ышенйого напряжения (фиг. 1), при этом диод 9 запирается и отключает плечо каскада G от нсточшпса 8 Питания, Ток в индуктивной нагрузке 4 (протекая через плечо усилителя в каскаде 3 к источнику 1О и от него) сначала уменьшается до нуля| а затем, изменив напряжение на обратное, начинает увеличиваться (фИГ. 2,6). Напряжение на высокопотешшальном вы ходе нагрузки 4 устанавливается на уровне напряжения источника 10 (фиг. 2,г). В конпе обратного хода нарастание тока прекращается, и он устанавливается максимальным по величине (стадия ожидания) (фиг. 2,6), а напряжение на высокопртенциальном выводе нагрузки 4 резко спадает (фиг. 2, г). Элемент 11 сравнения следит за мо ментом спадания этого напряжения до уровня опорного напряжения (деЯителя 14), в этот момент на его выходе фор мируется задний фронт управляюшего сиг нала, .под действием которого переключав ющий элемент 12 закрывается. Источник . 10 повышенного напряжения отключается, диод 9 открывается, и ток индуктивной нагрузки 4 замьпсается на источник 8 пи тания генератора. Напряжение (фиг. 2,г) спадает до уровня, меньшетч, чем напряжение (фиг. 2,г показано пунктиром) от делителя 14. Таким образом, во время обратного хода ток {фиг. 2,е) источник 1О симметричен (ток, вытекающий из источника 10, равен втекающет су в него току). При от сутствии делителей 13 и 14, а также эле ментов 11 и 12, ток источника 10 в течение стадии ожидания максимален и расходуется бесполезно, значительно увеличивая энергопотребление. Элементы 11, 12 и делители 13, 14г обеспечивают протекание через источник 10 симметричного тока, что позволяет избежать бесполезного рас хода энергии во время стадии ожидания и, следовательно, уменьшить энергопотребления генератора. В промежутках между запускающими импульсами (прямой ход развертки) в со ответствии с напряжением на выходе зада ющего генератора 1 ток в индуктивной на грузке 4 изменяется по пилообразному закону, поочередно протекая сначала че рез одно, а затем через другое из плеч двухтактного каскада 3. Применение в генераторе пилообразного тока элементов 11, 12, а также делян телей 13, 14 обеспечивает существенное уменьшение энергопотребления. Напри,вр, при использовании в генераторе печатной отклоняющей системы с индуктивностью 0,1 а Н при токе 1000 мА, длительнооти обратного хода 7 мс на строчной час тоте при повышенном напряженви 2ОВ и напряжении питания 6В, генератор с из вестным переключающим элементом расход дует во время обратного хода средний ток 25 мА и соответственно мсицнсстьбООмВт. В предлагаемом гевараторе расходуется ( неидеальвой симметрии тока всто ника Ю) средний ток 5 мА и соответст вешю мощность 100 мВт. Эаемввт 11 на операпвонном усшштепе потребляет мсиф(юсть (при напряжении питаепя 6 В) &щ 50 мВт. Таким образом, прешпагаемый генрра-тор потребляет во время обратного 0да 150 мВт, в 3,5 риза меньше, ч&л ген затор с известным переЕ) щим устройстве. В случае вьшолнения эло лента 12 в виде схемы совпадения мощность, потреб ляемая элементом 12, может быть уменьшена до единиц милливатт, что еще больше уменьшит энергопотребление прещлагаемо- го генератора пилообразного тока (по сравнению с известными аналогичными гэ нераторамн). Применение предлагаемого генератора позволяет уменьщить анергопотребленнэ ne р)едающей телевизионной камеры в целом, что особенно важно для малогабаритных переносных тепевнзнонных систем и систем спецназначенЕЯ. Формула нзобрвтенкя Генератор пилообразного тЬка, содержащий последовательно соединенные задаь- в ющий генератор, усилитель мощности с двухтактным выходным каскадом, к выходу к.ото рого подключегш индуктивная нагрузка, причем одно из плеч выходного .каскада подключено к первому источнику постоянного напряжения не1юсрвдствешю, В1чэрое плечо подключено ко второму источнику постоянного напряжения через диод, а к источнику повыщенного напряжения - через переключающий элемент, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, в него введен первый и второй делители напряжения и оравнеш:я, вход которого через первый делитель напряжения подключен к выходу двухтавл ного выходного каскада, второй вход второй делитель напряжения подклю чен ко второму источнику постоянного напряжения, а выход соединен с управляк щим входом переключающего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7йГ

1.Патент Франции № 2212730, КЛ..Н 04 Я 3/16. 28.12.73.

2.Патент Великобритании № 1313513, кл. НЗТ, 11.04.73.