Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки

 

Изобретение может .быть использовано в устройствах отображения информации , на базе электронно-лучевых трубок с магнитным отклонением луча. Изобретение повышает быстродействие отклонения луча. Устройство содержит усилитель, двухтактный выходной каскад , двухтактную отклоняющую катушку, дроссель, двухсторонний ограничитель уровня, генератор тока, ключ, формирователь компенсирующих напряжений (ФКН), блок определения кодов приращения координаты, преобразователь код - время. Цель достигается введением ФКН, содержащего два транзистора 46, 47, элемент И-НЕ 48, элемент И 49, инвертор 50, резисторы 52-54, шину 55 с потенциалом 0/2 , шину 56 с потенциалом 11. 7 ил. с: S 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (б)) 4 Н 04 N 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3422375/24-09 (22) 07.04.82 (46) 23.03.86. Бюл, Ф 11 (72) В.Г. Сидоричев, Л.Н, Герасимов, В.Н. Осипенков и С.П. Стариков (53) 621.397.621 (088.8) (56) Патент США 1(3426241, кл. 315-27, 1962.

Авторское свидетельство СССР

1(1109942, кл. Н 04 N 3/16, 29.03.82. (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЛУЧА

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57)Изобретение может быть использовано в устройствах отображения информации, на базе электронно-лучевых трубок с магнитным отклонением луча.

Изобретение повышает быстродействие отклонения луча. Устройство содержит усилитель, двухтактный выходной каскад, двухтактную отклоняющую катушку, дроссель, двухсторонний ограничитель уровня, генератор тока, ключ, формирователь компенсирующих напряжений (ФКН), блок определения кодов приращения координаты, преобразователь код — время. Цель достигается введением ФКН, содержащего два транзистора 46, 47, элемент И-НЕ 48, элемент

И 49, инвертор 50, резисторы 52-54, шину 55 с потенциалом o/>, шину 56

ll с потенциалом Ц, . 7 ил.

1220137

Предварительный усилитель 1 содержит операционные усилители (ОУ) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах отображения информации на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с магнитным отклонением луча. 5

Цель изобретения — повьппение быстродействия отклонения луча.

На фиг. 1 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вре- 10 менные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — структурная электрическая схема возможной реализации предварительного усилителя; на фиг. 4 — электрическая функцио- 15 нальная схема формирователя компенсирующих напряжений; на фиг. 5 структурная электрическая схема блока определения кодов приращения координаты; на фиг. 6 — структурная электрическая схема преобразователя кода блока определения кодов приращения координаты;.на фиг. 7 — структурная электрическая схема преобразователя код — время. 25

Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки содержит предварительный усилитель 1, двухтактный выходной каскад 2, двухтактную отклоняющую катушку 3, дроссель 30

4, двухсторонний ограничитель 5 уров- ня, генератор 6 тока, ключ 7, формирователь 8 компенсируницих напряжений, блок 9 определения кодов приращения координаты, преобразователь

10 код-время, первый вход 11 предварительного усилителя, первый вход 12 блока 9 определения кодов приращения координаты, первый выход 13 блока 9, шину 14 источника питания (Е), 40 первый выход 15 преобразователя 10 код-время, второй выход 16 блока 9, первый и второй выходы 17 и 18 формирователя 8 компенсирующих напряжений, второй выход 19 преобразователя

l0 код-время. Выходной двухтактный каскад 2 содержит транзисторы 20 и

21 и резисторы 22 и 23. Двухтактная отклоняющая катушка 3 состоит из двух обмоток 24 и 25, эащунтированных резисторами 26 и 27. Двухсторонний ограничитель 5 уровня содержит стабилитроны 28 и 29, генератор 6 тока — транзистор 30,резисторы 31 и

32 и шину 33 источника питания, а ключ 7 — транзистор 34 и резистор 35.

36-.38, резисторы 39-44 и шину 45 с потенциалом о)г .

U (2) где

42

«42 и > г

39 140 4<

ОУ 37 совместно с резисторами

44 и 43 и транзисторами 20 двухтактного выходного каскада 2 образуют

Формирователь 8 компенсирующих напряжений состоит из транзисторов

46 и 47, элемента И-НЕ 48, элемента И 49, инвертора 50, резисторов

51-54, шины 55 с потенциалом U, шины 56 с напряжением U, . Блок 9 определения кодов приращения координаты содержит регистры 57 и 58, комбинационный сумматор 59, преобразователь 60 кода, шину 61 прямого кода регистра 57, шину 62 обратного кода регистра 58, шину 63 прямого кода приращения координаты.

Преобразователь 60 кода содержит элементы И-НЕ 64, 64,..., 64„, где n — общее количество разрядов, элементов 2-И-ИЛИ-НЕ 65,, 65

65 „, Преобразователь 10 код-время содержит инвертор 66, шину 67 тактовых импульсов, элементы И 68 и 69, шику 70 управляющего импульса, элемент 71 задержки, триггер 72, элемент ИЛИ 73 и счетчик 74.

Устройство работает следующим образом.

ОУ 36 совместно с резисторами 3942 образует суммирующий усилитель, выходное напряжение которого равно

2 <2 42 4

IJ 0 - — U — — 0 <ВЬ<Х 2 P BX< g Ьх г g Юх

39 40 4< o f 1142 « 2 где R„,, 51О, 1,, t242 — сопротивления резисторов 39-42; потенциал неинвертирующего входа ОУ 35 и шины 45, соответствующий середине диапазона изменения напряжения на входе 11 предварительного усилителя 1

U ах < — zÄ2 - вх > — напряжения на входах 11, 17 и !8 соответственно. После преобразования выражение (11имеет вид

Д = - 1

„,„„=1и„,- .,,,„,-Uo 2) о фр, UU„zjXÇ

1220137

25

AX = — (Х,-Х ) (6) инвертирующий усилитель, выходное напряжение llз которого, формируемое на резисторе 22, создает ток через обмотку 24 двухтактной отклоняющей катушки 3. При

lI

"4 и Ц4 - -о/2 ("42р «ьых ь я 45х я4 а эь (3)

1 "Вк - Uo/2 Б рхг - ц,/г

24 g О Макс р ц

«цьхз- ио/2

-цоК)

Где J = — — — максимальный откломакс

22 няющий ток обмотки

24;

Й22,/,,R — сопротивление резисторов 22, 44 и 43.

ОУ 38 совместно с транзистором 2! образуют неинвертирующий усилитель, выходное напряжение !/, которого, формируемое на резисторе 23, создает ток 4 через обмотку 25: ! "ьх -Uo/2 Црк -Ц !2 (=3

25 рмакс ц

К + о р

+ ьхэ цо/2 ц 3/р о где R2> — сопротивление резисторов

23.

Как видно из выражений (3) и (4), при изменении входных напряжений сумма токов через обмотки 24 и 25 24 25 о =const (5) а величина отклонения луча от центра экрана и его направление определяются модулем и знаком разности

ТОКОВ 124 г . Такие услОВия сООТ ветствуют работе двухтактного отклоняющего каскада в режиме класса А.

Высокая точность преобразования входных напряжений в отклоняющие токи обеспечивается цепями отрицательной обратной связи.

В исходном состоянии, когда на выходе 15 нет сигнала (уровень, "0"), на выходах элементов И-НЕ 48 и И 49 напряжения, открывающие транзисторы

46 и 47, на выходах 17 и 18 формирователя 8 устанавливается потенциал шины 55, равный 0o/2.

При поступлении импульса по выходу

15 состояние элементов формирователя

8 зависит от сигнала на втором его входе 16, т.е. зависит от знака разности координаты. По уровню "1" на

55 входе 16 создаются условия для открывания элемента И-HE 48, на его выходе устанавливается уровень "0, от которого транзистор 46 закрывается, и на выход 17 подается напряжение !/, с шины 56. При уровне "0" на входе

16 на выходе инвертора 50 устанавливается уровень "1 ", при этом элемент

И 49 открывается и уровнем "1" запирает транзистор 47, на выход 18 выдается нулевой потенциал с общей шины через резистор 54.

Код очередной координаты Х< с входа 12 вводится в регистр 57, а код предыдущей координаты Хр вводится в регистр 58 с выхода регистра

57 по сигналу с выхода 19. Содержимое регистра 58 вводится в комбинационный сумматор 59 в прямом коде, а содержимое регистра 57 — в дополнительном коде (дополнительная единица вводится на вход сумматора). Комбинационный сумматор 59 вычисляет код разности

При отрицательном приращении Х Х координаты на входе 16 устанавли— вается логический нуль, а на шине

63 — прямой код A Х, при этом по единичному уровню напряжения с выхо- да элемента И-НЕ 64, через элементы

2И-ИЛИ-НЕ 65 проходит прямой код.

Но сами элементы 2И-ИЛИ-НЕ 65 инвертируют, поэтому на выходе 13 устанавливается обратный код.

При положительном приращении координаты Х, — Хр на выходе 16 устанавливается единичный уровень напряжения, а на шине 63 — дополнительный код ь Х. Через элементы 2И-ИЛИ-НЕ

65 проходит код с выходов элементов

И-НЕ 64,..., 64„, в результате на выходе 13 устанавливается дополнительный код ь Х.

По управляющему импульсу на шине

70 код лХ с выхода вводится в счетчик 74., При положительной разности

Х, -Х р в счетчик 74 вводится дополнительный код. По управляющему импульсу на шине 70 с некоторой задержкой на элементе 71 задержки

Ъ триггер 72 переключается в такое состояние, при котором через элемент И 68 и элемент ИЛИ 73 проходят тактовые импульсы с шины 67 на счетчик 74, работающий в режиме сложения. По импульсу переполнения

220137 ь

« = 0 + E1.- "кн+ 2Е

Одновременно с поступлением по входу 11 входного координатного напряжения (в момент t на фиг. 2) на преобразователь 10 по шине 70 поступает управляющий импульс, по которому переключается в единичное состояние триггер 72, и счетчик 74 начи нает отсчет времени переходного про35 цесса. Одновременно разрешающий уровень напряжения с триггера 72 по выходу 15 поступает на ключ 7, открывая транзистор 34 и закорачивая базу транзистора 30 на общую шину. При

40 этом ток 16 генератора 6 (фиг. 2о) отключается от дросселя 4, обеспечивая сохранение потенциала точки А, (фиг. 22), равного UA = E + U » в течение всего переходного процес45 са установления отклоняющего тока. !

Величина тока 6 должна превосходить потери тока дросселя 4 во время переходного процесса.

Ф

Кроме того, импульс напряжения с выхода 15 преобразователя 10 поступает на вход формирователя 8 компенсирующих напряжений, на второй вход которого по выходу 16 блока 9 посту.пает управляющий уровень напряжения.

В результате этого с выхода 17 формирователя 8 на второй вход предвари— тельного усилителя 1 поступает напряжение йо, увеличивая изменения где i 1 1 — токи транзисторов

20 и 21.

Для перевода луча ЭЛТ в исходную точку отображения очередной информации на вход 11 должно поступать,. например, положительное ступенчатое напряжение, при готором согласно вы ражениям (3) и (4) ток i должен увеличиться, а ток, — уменьшиться на величину л3О, пропорциональную модулю разности координаты аХ (,а Y)

Предварительно код очередной координаты Х с входа 12 вводится в регистр 57 блока 9, в котором вырабатывается код разности координат.

При поступлении по входу 11 положительного ступенчатого напряжения . (фиг, 2 а) ток транзистора 20 начинает увеличиваться, а ток транS 1 счетчика 74 триггер 72 переключается в нулевое состояние.

При X — Хп<0 с выхода 13 поступает обратный код, а на выходе инвертора 66 устанавливается уровень напряжения, соответствующий логической единице. По сигналу с инвертора 66 и по импульсу с выхода элемента 71 задержки открывается элемент И 69 и через элемент ИЛИ 73 на счетчик 74 поступает импульс, преобразующий обратный код введенного в счетчик числа в дополнительный.

Таким образом, на выходе 15 преобразователя 10 формируется импульс напряжения, длительность которого пропорциональна модулю приращения координаты.

В исходное состояние.луч ЭЛТ находится в точке с координатами, соответствующими местоположению ранее отображаемой отметки с формуляром. Через транзисторы 20 и 21 и обмотки 24 и 25 протекают соответствующие токи отклонения 3щ и о °

Транзистор 34 ключа 7 закрыт и через транзистор 30 генератора 6 протекает ток 1 6, определяемый значениями сопротивления резистора 31 и напряжения на шине 33.

Суммарный ток, проходящий через дроссель 4, с учетом выражения (5) равен

16 1 4 %1gg 4 16 о ма t \6 Р (7) 5

25 зистора 21 уменьшается, При этом на обмотках 24 и 25 скачкообразно создаются ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, в результате чего потенциал П« (фиг. 2р) коллектора транзистора 20 резко уменьшается и достигает значения (1,„, при котором транзистор входит в режим насыщения (фиг. 21). Поскольку ток транзистора 21 продолжает скачкообразно уменьшаться, суммарный ток i +i, +1 проходящий через дроссель 4, также уменьшается. Скачкообразное уменьшение этого тока создает на дросселе 4 ЭДС самоиндукции, в результате которой потенциал точки А начинает резко увеличиваться. При достижении напряжения стабилизации стабилитрон 29 фиксирует потенциал точки А, равный UA = E+U<> где E напряжение источника питания, (фиг. 2 g).

При этом на обмотке 24 падает напряжение

1220137

2L Ь4р

Т

1ст Е 1 (перепад) токов i u i до ь о +

24 25

+ от

Под воздействием приложенного напряжения Е ток обмотки 24 начинает увеличиваться (возрастать).

ИЭМЕНЕНИЕ ТОКОВ т И т2 ОПРЕДЕляется следующими выражениями

<2 =>62 (6jî Ао 1

Е, (8)

124 )P I6 o ЬЗ,Ь,п Ь 54 где 1, — индуктивность обмоток 24 и

25.

Е Е„ — — ток через

26 27 Ш резиторы 26 и 27.

Линейный закон изменения тока сохраняется до момента t=T, когда

"24 o< (î ь до1 ш (9) Подбирая резисторы 40 и 41 предварительного усилителя, можно добиться равенства Ь,1,„ = Ь 1, при котором т2, = 302 — Ь3, т.е. сразу достигает требуемого значения, а

I ток 24, как следует из выражения (9), к моменту t-T< равен

= 36, + 4),, т. е. также достигает тре— буемого значения.

Подставляя это значение тока 2 (при a3> „ = ь 3 ц } в выражение (8), находим время Т установления это ст

ro тока т.е. продолжительность переходного процесса равна.Преобразователь 10 формирует на выходе 15 импульс, длительность которого пропорциональна приращению координаты, поэтому в момент времени t = to+ T, преобразователь

10 возращается в исходное состояние, а импульс переполнения счетчика 74 по выходу 19 подается в блок

9 определения кода приращения координаты, в котором содержимое регист20

55 ра 57 переписывается в регистр 58, на выходе 15 устанавливается нулевой потенциал, приводящий в исходное состояние ключ 7, формирователь

8 и генератор 6 тока (фиг. 2о, ь).

При этом i =i, i = i поэто24 От 26 2т му ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции на обмотках 24 и 25 скачкообразно уменьшается до нуля. На этом переходный процесс установления токов обмоток 24 и 25 заканчивается.

Установившиеся значения токов в дальнейшем поддерживаются согласно выражения (3) и (4) входным напряжением устройства.

Формула изобретения

Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные предварительной усилитель, двухтактный выходной каскад, первый и второй выходы которого подключены к отводам двухтактной отклоняющей катушки, средний отвод которой через параллельно соединенные дроссель и двухсторонний ограничитель уровня подключен к шине источника питания, последовательно соединенные ключ и генератор тока, выход которого подключен к точке соединения дросселя со средним отводом двухтактной отклоняющей катушки, блок определения кода приращения координаты, первый вход которого является входом кода координаты, первый выход блока определения кода приращения координаты подключен к первому входу преобразователя код время, отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия отклонения луча, в него введен формирователь компенсирующих напряжений, первый вход которого подключен к второму выходу блока определения кода приращения, кода координаты и второму входу формирователя код-время, первый и второй входы формирователя компенсирующих напряжений подключены к второму и третьему входам предварительного усилителя, причем выход преобразователя код-время подключен к входу ключа и второму входу формирователя компенсирующих напряжений, а второй выход к второму входу блока определения кода приращения координаты.

1220137

1220137

Составитель Л. Меньшикова

Редактор О. Бугир Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая

Заказ 1334/61 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул,Проектная,4