Тракт вертикального отклонения электронно-лучевого осциллографа

 

ТРАКТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА , содержап1ий аттенюатор, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с первым входом предварительного дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу блока вертикально го смещения изображения сигнала, пе вым выходом связанного с входом око нечного дифференциального усилителя выход которого соединен с отклоняющей системой электронно-лучевой тру ки, и цепь боковой обратной связи, включающую два операционных усилителя и блок низкочастотных RCфильтров , вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя , а выход - к инвертирующему входу второго операционного усилителя , выход которого связан с вторым входом предварительного дифференциального усилителя, первым входом соединенного с инвертирующим входом первого операционногоусилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, причем оконечный дифференцируюпи1й усилитель выполнен по схеме обдий эмиттер общая база, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений импульсных сигналов, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов , при вертикальном смещении изображения на экране электронно-лучевой трубки, он снабжен интегратором, вход которого соединен с вторым выходом блока вертикального смещения изображения сигнала, а выход - с неинвертирующим входом второго операционного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

315ц С 01 R 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3534610/18-21 (22) 07.01.83 (46) 23.04.84.Бюл. В 1S (72) Е.С.Миронов, В.N.Немировский и Л.В.Матюшонок (53) 621 317.755(088.8) (56) l. Осциллограф 465 В. Техническое описание. Фирма "Tektronix",ÑØÀ, 1980.

2. Осциллограф. Техпроект по теме "Сегмент", СССР, 1982(прототип). (54)(57) ТРАКТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА, содержащий аттенюатор, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход — с первым входом предварительного дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу блока вертикального смещения изображения сигнала, первым выходом связанного с входом оконечного дифференциального усилителя, выход которого соединен с отклоняющей системой электронно-лучевой трубки,и цепь боковой обратной связи, включающую два операционных усилителя и блок низкочастотных RC-

Ф фильтров, вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя, а выход — к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выход которого связан с вторым входом предварительного дифференциального усилителя, первым входом соединенного с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, причем оконечный дифференцирующнй усилитель выполнен по схеме общий эмиттер— общая база, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью уменьшения искажений импульсных сигналов, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов, при вертикальном смещении изображения на экране электронно-лучевой трубки, он снабжен интеграто- . ром, вход которого соединен с вторым выходом блока вертикального смещения изображения сигнала, а выход — с неинвертирующим входом второго операционного усилителя.

1087898

Изобретение относится к электро" измерительной технике и может быть использовано в электронно-лучевых осциллографах.

Известен тракт вертикального от- 5 клонения электронно-лучевого осциллографа (ТВО ЗЛО), содержащий аттенюатор, предварительный дифференциальный усилитель, оконечный усилитель, который собран по дифференциальной схеме общий эмиттер — общая база со сложением коллекторных токов и включает два дополнительных onepai ционных усилителя для коррекции ис1 кажений; вызванных тепловой инерцион- !5 ностью транзисторов )1) „

Недостатком устройства является отсутствие существенной компенсации искажений импульсных сигналов, обусловленных тепловой инерционностью 20 транзисторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тракт вертикального отклонения электроннолучевого осциллографа, содержащий 25 аттенюатор, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход — с первым входом предваритель-. ного дифференциального усилителя, .выход которого подключен к вхрду gp блока вертикального смещения изображения сигнала, первым выходом связанного с входом оконечного дифференциального усилителя, выход которого соединен с отклоняющей системой элек» тронно.-лучевой трубки, и цепь боковой обратной связи, включающую два операционных усилителя и блок низкочастотных КС-фильтров, вход которого. подключен к Выходу первого Операцион 4О ного усилителя, а выход — к инвертнрующему входу второго операционного усилителя, выход которого связан с вторым входом предварительного дифференциального усилителя, первым входом соединенного с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которо-, го подключен к общей шине,. причем оконечный дифференцирующий усилитель выполнен по схеме общий эмиттер - об

50 щая база, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя связан с общей шиной t2j.

Недостатком известного устройства является большая величина искажений,.55 обусловленных тепловой инерционно стью транзисторов, при вертикальном .смещении изображения на экране элекг тронно-лучевой трубки из-за перепада температуры переходов транзисторов, вызванного перераспределением токов

TIoKQR B дифференциальных каскадах при вертикальном смещении изображения за время, равное суммарной тепловой постоянной времени симметричных транзиоторов. При этом имеет место "наплыв" изображения в сторону смещения.

Цель изобретения — уменьшение искажений импульсных сигналов, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов, при вертикальном смещении изображения на экране электронно-лучевой трубки.

Цель достигается тем, что тракт. вертикального отклонения электронно-лучевого осциллографа, содержащий аттенюатор, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход — с первым входом гредварительного дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу блока вертикального смещения изображения сигнала, первым выходом связанного с входом оконечного дифференциального усилителя, выход которого соединен с отклоняющей системой электронно-лучевой трубки, и цепь боковой обратной связи, включающую два операционных усилителя и блок низкочастотных RC-фильтров, вход которого подключен к. выходу первого операционного усилителя, а выход к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выход которого связан с вторым входом предварительного дифференциального усилителя, первым входом соединенного с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, причем оконечный дифференцирующий усилитель выполнен по схеме общий эмиттер - общая база, снабжен интегратором, вход которого соединен с вторым выходом блока вертикального смещения изображения сигнала, а выход - с неинвертирующим входом второго операционного усилителя.

Ба фиг.l показана структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы.

Устройство состоит из аттенюатора

l, предварительного дифференциального ускпителя 2„ блока 3 вертикаль1087898. ного смещения изображения сигнала, оконечного дифференциального усилителя 4, электронно-лучевой, трубки (3JIT) 5, первого операционного усилителя 6, блока 7 низкочастоткых 5

RC-фильтров с регулируемой ампли-тудно-частотной характеристикой, второго операционного усилителя 8 и интегратора 9.

Вход аттенюатора 1 соединен с ши- 10 ной исследуемого сигнала, а выход— с первым входом предварительного дифференциального усилителя 2, вы-, ход которого подключен к входу блока 3 вертикального смещения изобра- 15 жения сигнала, первым выходом свя занного с входом оконечного дифференциального усилителя 4, выход которого соединен с отклоняющей системой ЭЛТ 20

Вход блока 7 низкочастотных RCфильтров подключен к выходу первого операционного усилителя 6, а выходк инвертирующему входу второго one" рационного усилителя 8, выход кото- .25 . рого связан с вторым входом предварительного дифференциального усилителя 2, первым входом соединенного с инвертирующим входом первого опе"

/ рацноиного усилителя 6, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине.

Вход интегратора 9 связан с вторым выводом блока 3 вертикального смещения сигнала, а выход — с неин.вертирующим входом второго опера35 цконного усилителя 8 °

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый после ослабления аттенюатором 1 сигнал усиливается предварительным дифференциальным усилителем 2 и оконечным дифференциальным .усилителем 4. После развертки снгна" ла по горизонтальной осн на экране

ЭЛТ 5 возникает изображение иссле45, дуемого сигнала (фиг.2), по которому измеряются его амплитудные и временные параметры. В соответствии с ме» тодом боковой обратной связи коэффициент усиления ТВО ЭЛО понижен. на низких частотах до значения, равного коэффициенту усиления на высоких частотах. При этом исследуемый сиг" нал усиливается первым операционный усилителем 6, фильтруется с помощью блока 7 RC-фильтров и после усиле1кия вторым операционным усилителем 8 воздействует на второй вход предварительного дифференциального усилителя 2. В усилителе 2 производится вычитание низкочастотного сигнала нэ входного сигнала, в результате чего амплитудно-частотная характери-. стика становится равномерной в заданной полосе частот и действие тепловых эффектов в области низких частот сводится к минимуму.

При вертикальном смещении изображенин, исследуемого сигнала ка экране ЭЛТ, которое осуществляется органами управления блока 3 вертикального смещения изображения, коллекторные токи транзисторов одного из снм" метричных плеч ТВО увеличиваются, а другого уменьшаются. Изменение коллекторных токов транзисторов приводит к увеличению рассеиваемой мощности на коллекторах транзисторов одного из симметричных плеч ТВО и уменьшению на другом.. Вертикальное смещение изображения прямоугольного нмнульса на экране ЭЛТ сопровождается возникновением переходного про- цесса (фиг.2, кривая 101.

Переходный процесс установления .температуры и напряжения на коллекторе каждого транзистора описывается выражением

<"0 ()= алчет 0 ехр(t/cg )j где Ь U установившееся значение коллекторного напряжения; = С Rg - тепловая постоянная времени транзистора;

С и Е - соответственно теплоемкость, Дж / С н тепловое сопротивление, С /Вт транзистора.

В то же время поступающее с выхода блока 3 вертикального смещения иэображения на вход интегратора 9 постоянное капрйжение U> интегрируется, в результате чего .на выходе интегратора 9 формируется сигнал

Потык \ о A PI-exP (-t/АЕ)), где А - коэффициент усиления операциокного усилителя интегратора 9 в разомкнутом состоянии;

Т вЂ” постоянная времени интегратора 9.

Поскольку выходной сигнал интегратора 9 имеет экспоненциальную форму, то при воздействии этого сигнала на второй вход предварительного дифференциального усилителя 2 происходит вычитание экспоненциальных

108)898

12

И.Составитель В.Лившиц

Редактор А.Козориз Техред А.Кикемезей Корректор И.Муска

Зак а з "265 1/41 Тираж 711 Подписное

ВННИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 3 составляющих (фиг.2, кривые !О и 111 и иэображение импульса на экране ЭЛТ, приобретает прямоугольную форму (фиг.2, прямая 12).

Постоянная времени Т интеграто- 5 ра 9 должна соответствовать тепловой постоянной времени оконечного дифференциального усилителя 4. В этом случае достигается компенсация искажений, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов усилителя 4, поскольку тепловая постоянная времени оконечного дифференциаль-, ного усилителя 4 определяется1главным образом, тепловыми постоянными вре- 15 мени транзисторов выходного каскада.

Постоянная времени интегратора 9 выбирается иэ условия

"ь.= C,Ð".ò,= =(< e1C R<. где коэффициент К 1 =0,5+1,5 учиты-. вает максимальный разброс параметров ь и вклад в эту величину каскадов, предшествующих выходному каскаду усилителя 4; коэффициент К =2 учитывает ,наличие двух транзисторов в выходном каскаде усилителя 4.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить "наплыв" иэображения в сторону смещения сигнала до величины, ие превышающей толщины луча,