Устройство отклонения для электронно-лучевого индикатора

Изобретение относится к устройствам управления индикаторными приборами. Технический результат - уменьшение мощности, потребляемой при формировании обратного хода развертки в режиме формирования строк растра. В предлагаемом устройстве, содержащем схему вычитания, усилитель, отклоняющую катушку, резистор обратной связи и цепь обратной связи, указанный результат достигается введением двустороннего ключа, конденсатора, диода, второго усилителя, второй цепи обратной связи и транзисторного ключа. Уменьшение потребляемой мощности обусловлено тем, что на большую часть времени формирования обратного хода развертки первый усилитель отключен от отклоняющей катушки, а для изменения направления протекания тока используется явление резонанса в индуктивно-емкостном контуре. 2 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к устройствам отклонения для электронно-лучевых индикаторов с комбинированным растрово-векторным отклонением.

Известен генератор магнитной развертки, представляющий собой усилитель постоянного тока с двухтактным выходным каскадом, нагрузкой которого является отклоняющая катушка, охваченный отрицательной обратной связью по току. Транзисторы выходного каскада через диодные ключи соединены с источниками питания и через транзисторные ключи - с источниками напряжений вольтодобавок (В.Р.Берман, Т.В.Фролкин, Генераторы магнитной развертки электронно-лучевых индикаторов., Москва, "Советское радио", 1976, Рис.1.2..7).

Известен выходной усилитель генератора развертки, представляющий собой усилитель, нагрузкой которого является отклоняющая катушка, охваченный отрицательной обратной связью по току (А.З.Модель, Транзисторные генераторы развертки., Москва, "Энергия", 1974, Рис.3-18а). Данное устройство принято за прототип.

Общим недостатком аналога и прототипа является большая, сравнимая с требуемой для формирования прямого хода, потребляемая мощность при формировании обратного хода развертки в режиме формирования растра.

Целью заявляемого изобретения является уменьшение мощности, потребляемой при формировании обратного хода развертки в режиме формирования строк растра.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно содержит последовательно соединенные схему вычитания, первый усилитель с цепью питания, отклоняющую катушку, резистор обратной связи и первую цепь обратной связи. Первая цепь обратной связи соединена с одним выводом отклоняющей катушки, подключенным к одному выводу резистора обратной связи, и одним входом схемы вычитания. Другой вывод резистора обратной связи соединен с общей шиной устройства, а другой вход схемы вычитания является входом устройства по напряжению отклонения.

В отличие от прототипа в него введены двусторонний ключ, конденсатор, диод, второй усилитель, вторая цепь обратной связи и транзисторный ключ. Параллельно соединенные конденсатор и двусторонний ключ включены между выходом первого усилителя и другим выводом отклоняющей катушки. Двусторонний ключ состоит из встречно-параллельно включенных диода и транзистора, база транзистора является управляющим входом ключа. Диод включен между выходом первого усилителя и одной из его цепей питания. Полярность включения диода обеспечивает протекание тока по колебательному контуру, состоящему из отклоняющей катушки, конденсатора и резистора обратной связи в течение первого полупериода ударных колебаний, длительность которого меньше длительности обратного хода развертки. Один вывод диода двустороннего ключа соединен с одноименным выводом диода. Управляющий вход транзисторного ключа является входом управления режимами работы устройства, а выход транзисторного ключа соединен с входом второго усилителя. Цепь питания второго усилителя подключена к цепи питания первого усилителя. Другой вход транзисторного ключа соединен второй цепью обратной связи с другим выводом отклоняющей катушки. Выход второго усилителя соединен с входом управления двустороннего ключа таким образом, что транзисторный ключ, второй усилитель, двусторонний ключ с параллельно включенным конденсатором и вторая цепь обратной связи образуют петлю положительной обратной связи.

Уменьшение потребляемой мощности при формировании обратного хода развертки в режиме формирования строк растра обусловлено тем, что на большую часть времени формирования обратного хода первый усилитель отключен от отклоняющей катушки, а для изменения направления протекания тока используется явление резонанса в индуктивно-емкостном контуре.

На Фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит схему 1 вычитания, транзисторный ключ 2, первый 3 и второй 4 усилители, первую 5 и вторую 6 цепи обратной связи, диод 7, двусторонний ключ 8, конденсатор 9, отклоняющую катушку 10, резистор 11 обратной связи.

Схема 1 вычитания, первый усилитель 3 с цепью питания 12, отклоняющая катушка 10 и резистор 11 обратной связи соединены последовательно. Другой вывод резистора 11 обратной связи соединен с общей шиной устройства. Первая цепь 5 обратной связи соединена с одним выводом отклоняющей катушки 10, подключенным к резистору 11 обратной связи, и одним входом схемы 1 вычитания, другой вход которой является входом 13 устройства по сигналу отклонения. Диод 7 включен между выходом первого усилителя 3 и одной из цепей его питания 12, причем полярность включения диода 7 обеспечивает протекание тока по колебательному контуру, состоящему из отклоняющей катушки 10, конденсатора 9 и резистора 11 обратной связи в течение первого полупериода ударных колебаний, длительность протекания которого меньше длительности обратного хода развертки. Один вывод диода двустороннего ключа 8 соединен с одноименным выводом диода 7. Управляющий вход 14 транзисторного ключа 2 является входом управления режимами работы устройства. Выход транзисторного ключа 2 соединен со входом второго усилителя 4. Цепь питания второго усилителя 4 соединена с цепью питания первого усилителя 3. Другой вход транзисторного ключа 2 соединен второй цепью 6 обратной связи с другим выводом отклоняющей катушки 10. Выход второго усилителя 4 соединен с входом управления двустороннего ключа 8 таким образом, что транзисторный ключ 2, второй усилитель 4, двусторонний ключ 8 с параллельно подключенным конденсатором 9 и вторая цепь 6 обратной связи образуют петлю положительной обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

На вход 14 управления транзисторного ключа 2 и на вход 13 схемы вычитания 1 от внешнего графического контроллера поступают сигнал управления режимами работы устройства и напряжение отклонения соответственно.

В векторном режиме сигнал управления поддерживает транзисторный ключ 2 в режиме насыщения. При этом вход второго усилителя 4 короткозамкнут и на его выходе формируется сигнал, обеспечивающий насыщение транзистора двустороннего ключа 8. В результате конденсатор короткозамкнут и устройство представляет собой усилитель, нагрузкой которого является отклоняющая катушка 10, охваченный отрицательной обратной связью по току нагрузки.

В растровом режиме на вход 13 устройства по сигналу отклонения поступает линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение, а на вход 14 управления подается сигнал, переводящий транзисторный ключ 2 в режим отсечки, что приводит к замыканию петли положительной обратной связи.

При формировании прямого хода развертки в точке соединений двустороннего ключа 8 и отклоняющей катушки 10 формируется напряжение, равное

U=L×dI/dt+IR,

где L - индуктивность отклоняющей катушки 10;

I - ток через отклоняющую катушку 10;

R - сопротивление резистора 11.

Это напряжение по второй цепи 6 обратной связи через второй усилитель 4 поступает на базу транзистора двустороннего ключа 8, поддерживая его в открытом состоянии. В отклоняющей катушке 10 формируется линейно изменяющийся ток, пропорциональный напряжению отклонения. Причем первую половину прямого хода ток в отклоняющуюся катушку 10 с выхода первого усилителя 3 протекает через диод двустороннего ключа 8, а вторую половину - через транзистор этого ключа.

В начале обратного хода, при уменьшении скорости изменения тока через отклоняющую катушку 10, ЭДС самоиндукции отклоняющей катушки 10 изменяет знак на противоположный, что, благодаря положительной обратной связи, вызывает лавинообразное закрытие транзистора двустороннего ключа 8 и дальнейшее увеличение ЭДС, а следовательно, и увеличение напряжения в точке соединения двустороннего ключа 8 и отклоняющей катушки 10.

Закрытие транзистора двустороннего ключа 8 приводит к разрыву петли отрицательной обратной связи и насыщению первого усилителя 3, а увеличение напряжения в точке соединения двустороннего ключа 8 и отклоняющей катушки 10 до величины, большей напряжения питания, приводит к возникновению колебательного перезаряда индуктивности отклоняющей катушки 10 по цепи, состоящей из отклоняющей катушки 10, конденсатора 9, диода 7, цепи источника питания 12, резистора 11, отклоняющей катушки 10.

Частота колебаний контура настроена таким образом, чтобы полупериод собственных колебаний был меньше длительности обратного хода на величину, равную сумме времени выхода первого усилителя 3 из режима насыщения и времени установления тока в отклоняющей катушке 10, соответствующего началу строки.

Ток в отклоняющей катушке 10 падает, а напряжение на конденсаторе 9 растет. Через время, равное длительности четверти периода колебаний, ток в отклоняющей катушке 10 равен нулю, а напряжение на конденсаторе 9 имеет максимальное значение. Через время, равное длительности полупериода, ток в отклоняющей катушке 10 достигает максимальной величины, протекая в обратном направлении, а напряжение на конденсаторе 9 меняет полярность. Последнее обстоятельство приводит к открытию ранее закрытого диода двустороннего ключа 8, и отклоняющая катушка 10 оказывается подключенной к выходу первого усилителя 3. Петля отрицательной обратной связи замыкается, первый усилитель 3 выходит из насыщения и по сигналу отклонения, поступающему на вход схемы 1 вычитания, устанавливает в отклоняющей катушке 10 значение тока, соответствующее началу строки.

В начале нового периода прямого хода напряжение, поступающее из точки соединения двустороннего ключа 8 и отклоняющей катушки 10 на базу транзистора двустороннего ключа 8, через вторую цепь 6 обратной связи, транзисторный ключ 2 и усилитель 4 вновь открывает транзистор двустороннего ключа 8.

На Фиг.2 приведена упрощенная электрическая принципиальная схема предлагаемого устройства, не требующая дополнительных пояснений. Очевидно, что для изменения направления развертки необходимо изменить полярность напряжения отклонения, тип проводимости транзисторов на противоположный и изменить полярности включения диодов.

Были проведены испытания макета предлагаемого устройства, подтвердившие значительное уменьшение потребляемой мощности при формировании обратного хода развертки.

Устройство отклонения для электронно-лучевого индикатора, содержащее последовательно соединенные схему вычитания, первый усилитель с цепью питания, отклоняющую катушку, резистор обратной связи и первую цепь обратной связи, соединяющую один вывод отклоняющей катушки, подключенный к одному выводу резистора обратной связи, другим выводом соединенного с общей шиной устройства, один вход схемы вычитания, другой вход которой является входом устройства по напряжению отклонения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности при формировании обратного хода развертки в режиме формирования строк растра, в него введены двусторонний ключ, конденсатор, диод, второй усилитель, вторая цепь обратной связи и транзисторный ключ, причем параллельно соединенные конденсатор и двусторонний ключ, состоящий из встречно-параллельно включенных диода и транзистора, база которого является входом управления ключа, включены между выходом первого усилителя и другим выводом отклоняющей катушки, диод включен между выходом первого усилителя и одной из его цепей питания таким образом, что полярность включения диода обеспечивает протекание тока по колебательному контуру, состоящему из отклоняющей катушки, конденсатора и резистора обратной связи в течение первого полупериода ударных колебаний, длительность протекания которого меньше длительности обратного хода развертки, один вывод диода двустороннего ключа соединен с одноименным выводом диода, управляющий вход транзисторного ключа является входом управления режимами работы устройства, выход транзисторного ключа соединен с входом второго усилителя, цепь питания которого соединена с цепью питания первого усилителя, другой вход транзисторного ключа соединен второй цепью обратной связи с другим выводом отклоняющей катушки, а выход второго усилителя соединен с входом управления двустороннего ключа таким образом, что транзисторный ключ, второй усилитель, двусторонний ключ с параллельно подключенным конденсатором и вторая цепь обратной связи образуют петлю положительной обратной связи.