Усилитель тока развертки Советский патент 1980 года по МПК H01J29/76 

усилителя тока развертки через входной дифференциальный усилитель 1 и доиолнительные обмотки 5 и 6 на базы выходных транзисторов 9 и 10, на основных обмотках 3 и 4 двухтактной отклоняющей катушки 2 и дросселе 13 возникают выбросы напряжения, ускоряющие установление тока в основных обмотках 3 и 4. При этом дроссель 13, обладающий высоким дифференциаль- иым сопротивлением, оказывается включенным в колебательный контур (ОК) двухтактной отклоняющей катущки 2, который образован индуктивностью основных обмоток 3 и 4 и выходной емкостью выходных транзисторов 9 и 10, и предотвращает попадание указанного контура в апериодический режим.

Пусть для определенности на базу выходного транзистора 9 действует положительный перепад, тогда во время установления отклоняющего тока или во время выброса напряжения на обмотках двухтактной отклоняющей катущки 2 и дросселе 13 выходной транзистор 9 иаходится в насыщении из-за большого тока базы, определяемого сильным управляющим сигналом на входе входного дифференциального усилителя 1, который в свою очередь является разностью входного сигнала и напряжения на резисторе 7 обратной связи. Указанное напряжение пропорционально току эмиттера выходного транзистора 9 или току основной обмотки 3. После того как токи основных обмоток 3 и 4 примут стационарные значения и по окончании процесса рассасывания носителей тока в базе выходного транзистора 9, последний выходит из режима насыщения.

Время рассасывания носителей в базах выходных транзисторов 9 и 10, сравнимое с временем установления тока в двухтактной отклоняющей катущке 2, и амплитуда выбросов напряжения на основных обмотках 3 и 4 во время установления тока оказывает существенное влияние на быстродействие усилителя тока развертки при сильных сигналах.

После окончания переходного процесса стационарное значение тока основных обмоток 3 и 4 двухтактной отклоняющей катущки 2 поддерживается за счет действия цепи дифференциальной отрицательной обратной связи (ООС) через резисторы 14 и 15, а синфазная ООС со средней точки резисторов 16 и 17 стабилизирует суммарный ток выходных транзисторов 9 и 10.

Помимо основных обмоток 3 и 4 двухтактной отклоняющей катушки 2 и дросселя 13 выбросы напряжения при переходном процессе установления тока в основных обмотках 3 и 4 возникают на дополнительных обмотках 5 и 6 двухтактной отклоняющей катушки 2, индуктивно связанных с соответствующими основными обмотками 3 и 4. Так как основные обмотки 3 и

4 и соответствующие дополнительные обмотки 5 и 6 включены встречно, выбросы напряжения на выходе входного дифференциального усилителя 1 равны разности напряжений на соответствующих дополнительных обмотках 5 и 6 и основных обмотках 3 и 4. Двухтактная отклоняющая катушка 2 выполнена так, что напряжения на дополнительных обмотках 5 и 6 немного

ниже, чем напряжения на соответствующих основных обмотках 3 и 4, а разность между напряжением на основной обмотке 3 или 4 и напряжением на соответствующей дополнительной обмотке 5 или б, равная напряжению на выходе входного дифференциального усилителя 1 вследствие встречного включения основной обмотки 3 или 4 и дополнительной обмотки 5 или 6, на порядок меньше напряжения на основной обмотке. .

Поэтому, несмотря на включение основных обмоток в эмиттерную цепь выходных транзисторов 9 и 10, выбросы напряжения на всех обмотках двухтактной отклоняющей катущки 2 ограничены лищь максимально

допустимым напряжением коллектор - эмиттер выходных транзисторов 9 и 10, а не максимальным выходным напряжением входного дифференциального усилителя 1 и достигают нескольких сотен вольт. Следовательно, обеспечивается высокая ско-. рость установления тока в осиовных обмотках при сильных сигналах.

Время рассасывания носителей в базах выходных транзисторов 9 и 10 усилителя

тока развертки по сравнению с прототипом уменьщается за счет включения основных обмоток 3 и 4 в эмиттерные цепи выходных транзисторов 9 и 10 и осуществления дифференциальной ООС непосредственно по

току основных обмоток, поскольку резисторы 7 и 8 обратной связи соединены последовательно с основными обмотками 3 и 4. Благодаря этому достигается увеличение быстродействия.

При слабых сигналах усилитель тока развертки представляет собой линейное устройство. В этом случае выходные транзисторы 9 и 10 находятся в активном режиме, дроссель 13 представляет собой малое

активное сопротивление и выбросов напряжения на нем не возникает, а на всех обмотках двухтактной отклоняющей катущки 2 выбросы напряжения не превыщают напряжение источника питания. Критический

характер переходного процесса в контуре ОК, достигается соответствующим выбором коэффициента усиления входного дифференциального усилителя 1.

Быстродействие усилителя тока развертки при слабом сигнале существенным образом зависит от параметров контура ОК (в частности, емкости) и от эффективности дифференциальной ООС. При включении основных обмоток 3 и 4 двухтактной отклоняющей катущки 2 в эмиттерную цепь выходных транзисторов 9 и 10 последовательно с резисторами 7 и 8 обратной связи быстродействие устройства при слабом сигнале оказывается существенно выше, чем при коллекторном включении, которое имеет место в прототипе.

Таким образом, предлагаемый усилитель тока развертки обладает по сравнению с прототипом более высоким быстродействием при слабых и сильных сигналах.

Этот вывод подтвержден испытаниями макета усилителя тока развертки, изготовленного на предприятии по данному техническому предложению. Испытания макета усилителя тока развертки показали, что использование изобретения обеспечивает быстродействие усилителя тока развертки для сильных сигналов порядка 15-20 мкс при изменении тока в отклоняющей катушке на 6А, что в 2-3 раза выше, чем быстродействие прототипа, а для слабых сигналов позволяет получить полосу пропускания от О до (0,5-1,5) 10 Гц, т. е. увеличить верхнюю граничную частоту в 1,5- 2 раза по сравнению с верхней граничной частотой полосы пропускания прототипа.

Формула изобретения

Усилитель тока развертки, содержащий входной дифференциальный усилитель, первый и второй выходные транзисторы, двухтактную отклоняющую катушку с двумя основными обмотками, дроссель, один из выводов которого соединен с шиной источника питания, и резисторы в цепи обратной связи по дифференциальному сигналу, первые выводы которых соединены с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, введены

первая и вторая дополнительные обмотки, щунтированные резисторами, каждая из которых включена между одним из выходов дифференциального усилителя и базой соответствующего выходного транзистора,

при этом дополнительные обмотки индуктивно связаны и встречно включены соответственно с первой и второй основными обмотками, которые включены между эмиттерами первого и второго выходных транзисторов и вторыми выводами резисторов цепи обратной связи соответственно, а коллекторы выходных транзисторов соединены с другим выводом дросселя.

Источники информации, принятьте во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3426241, кл. 315-27, 1969 (прототип).