Формирователь тока магнитной развертки

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано , например, в устройствах вводавывода информации. Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном повышении КПД.. Устройство обеспечивает опережающее включение ключа вольтдобавки на транзисторе 12 за счет того, что. переходный процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14 заканчивается рань- .ше, чем процесс нарастания тока в обмотке индуктивной нагрузки 3, при-, чем, как только заканчивается процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14, з бньшается и напряжение в этой обмотке, что приводит к выключению ключа вольтодобавки и отключению повышенного напряжения от шины 13 источника питания. При этом разделительный диод 2 подключает к выводу индуктивной нагрузки 3 источник питания пониженного напряжения (шина I) и процесс нарастания тока в нагрузке продолжается уже при пониженном напряжении . Следует отметить, что в случае опережа-- ющего выключения ключа вольтдобавки величина времени успокоения примерно в два раза меньше, чем в случае управления ключом вольтдобавки сигналом , снимаемым с обмотки индуктивной нагрузки. Управление транзисторами 9,5 производится от предварительных усилителей 11,7. I ил. «f с 9 (Л 4 4i СО О) «Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И), Al (5и 4 Н 04 И 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ . "

-Ъ.

:Ь (21) 4200364/24-21 (22) 23.02.87 (46) 15.12.88. Бюл. Ф 46 (72) М.М.Комиссарова, Л.С.Бельский и Н.M.Àãàôoíîâ (53) 621. 374(088.8) (56) Патент Франции В 2212730, кл. Н 04 N 3/16, 1973.

Берман В.P. и др. Генераторы Магнитной развертки электронно-лучевых индикаторов, И., 19?6, стр. 194, рис. 4.67а. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТОКА ИАГНИТНОИ

РАЗВЕРТКИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах вводавывода информации, Цель изобретенияповышение быстродействия при одновременном повышении КПД. Устроиство обеспечивает опережающее включение ключа вольтдобавки на транзисторе 12 за счет того, что переходный процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14 заканчивается рань.ше, чем процесс нарастания тока в обмотке индуктивной нагрузки 3, при-. чем, как только заканчивается процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора 14, уменьшается и напряжение в этой обмотке, что приводит к выключению ключа вольтодобавки н отключению повышенного напряжения от шины 13 источника питания.

При этом разделительный диод 2 подключает к выводу индуктивной нагрузки 3 источник питания пониженного напряжения (шина I) и процесс нарастания тока в нагрузке продолжается уже при пониженном напряжении . Следует отметить, что в случае опережающего выключения ключа вольтдобавки величина времени успокоения примерно в два раза меньше, чем в случае управления ключом вольтдобавки сигналом, снимаемым с обмотки индуктивной нагрузки. Управление транзисторами 9,5 производится от предварительных усилителей 11,7, 1 ил.

1444967

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано; например, в устройствах ввода— вывода информации ЭВИ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при одновременном повышении КПД, за счет обеспечения опережающего выключения ключа вольтдобавки 10

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Формирователь тока магнитной раэВертки содержит шину 1 первого источника питания, соединеннуи с анодом 15 диода 2 катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки

Э, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора 4 и коллектором первого транзистора 5, 20 эмиттер которого соединен через второй резистор 6 с общей шиной устройства, база — с выходом первого предварительного усилителя 7, первый вход которого соединен с шиной 8 управления, второй транзистор 9, эмиттер которого через третий резистор

10 соединен с общей шиной устройства, база — с выходом второго предварительного усилителя 11, третий тран- 30 зистор 12 коллектор которого соединен с шиной 13 второго источника питания, база-эмиттерный промежуток — с первой обмоткой трансформатора 14, вторая обмотка трансформатора 14 вклю-35 чена между коллектором второго транзистора 9 и коллектором третьего транзистора 12, змиттер которого соединен с катодом диода 2, анод которого соединен со вторым выводом перво- 40 го резистора 4, первый вход второго предварительного усилителя 11 соединен с шиной 8 управления, второй вход с эмиттером второго транзистора 9, а второй вход первого предваритель- 45 ного усилителя с эмиттером первого транзистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на входы усилителей 50

7 и ll импульса прямоугольной формы, напряжения на резисторах 6 и 10 не могут измениться мгновенно, так как ,транзисторы 5 и 9 нагружены на индуктивную нагрузку Tð HÂí

Время t определяется по формуле;

21 о«

tH = — — — — (1)

Наса«(Е 11 ) Т

Rr- « где Я,« - энергия магнитного поля обмотки отклоняющей катушки (нагрузка 3);

Еl — напряжение источника питания Е1 (шина 13);

I „ — ток в обмотке отклоняющей катушки (нагрузка 3);

U падение напряжения на резисторе 6 и на выходном транзисторе 5.

Энергия магнитного поля обмотки отклоняющей катушки (нагрузка 3)

Равна

1 1о«g Г о«Ток в (2) где L«- индуктивность обмотки отклоняющей катушки;

I „ - ток в обмотке отклоняющей катушки. насыщения и к второй обмотке трансформатора 14 приложено почти все напряжение питания Е, (шина 13). Импульс напряжения, возникающий на второй обмотке трансформатора 14 передается на первую обмотку трансформатора 14 и вводит в режим насыщения транзистор 12 ключа вольтдобавки, который подключает ко входу обмотки отклоняющей катушки (нагрузка 3) по вьппенное напряжение источника питания Е 1 (шина 1 3), а разделительный диод 2 отключает источники питания E

2 (шина 1). Происходит процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки, скорость нарастания с которого пропорциональна напряжению, приложенному к обмотке отклоняющей катушки (нагрузка 3).

Процесс нарастания тока отклонения до величины I определяемой амплитудой входного импульса (в силу индуктивного характера нагрузки и ограничений на величину питающих напряжений) включает два основных этапа: этап, когда выходной транзистор 5 находится в режиме насыщения (длительность Ьр(о„) и этап успоко ения (длительность Ь, „).

Таким образом, полное время установления 1„„-,„ выходного тока отклонения Равно: ЬцсГ.о« = Ьяас.р +t ;,о«

1444967

Е -оп, (4) М Ег-11а(Ю

dt I:oJ

Ег-11» — ã ок Э ок

Е, -Ug< — н с —---ог 1, „ (7) (5) 30 (8)

Е -0,5Е, 7 Ег 0,5Е2

Ь 1о»

Е, -Ug).

Заменив в выражении 1 M,„ на

1,„ Х „, получаем:

Lrrq I о» нас ок Е Ц (3) 5

В

Тот же процесс нарастания тока происходит и в первичной обмотке трансформатора 14 и длительность этого процесса tr ., равна

10 где L I, — индуктивность первичной обмотки трансформатора 14;

Е, — напряжение источника питания El (шина 13);

Il. — ток в обмотке трансформатора 14;

U — падение напряжения на резис-20

k2 торе 10 и на транзисторе 9.

При выполнении условия 4 кмис» н ое, р, а это легко реализовать, найдя велйчину необходимой индуктивности первичной обмотки трансформатора 14> испол ьз уя выраже ние 3 и 4 (Е -1-М ок

ЬгР<7Е Б„РХ „т Ф к и переходной процесс нарастания тока в первичной обмотке трансформатора

14 заканчивается раньше, чем процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки. Но как только закончится35 процесс нарастания тока, s первичной обмотке трансформатора 14 уменьшится напряжение в первой обмотке трансформатора 14, что приведет к выключению ключа вольтдобавки на транзисторе 12 и отключению повьппенного напряжения источника питания Е„ от вывода обмотки отклоняющей катушки, При этом, разделительный диод 2 подключает к выводу обмотки отклоняющей 45 катушки источник питания Е . Процесс нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки продолжается уже при напряжении источника питания Е . Таким образом, реализуется опережающее вы- 50 ключение ключа вольтдобавки.

Далее начинается процесс выхода из насьпцения выходного транзистора 5.

Время выхода из насьпцения 7„,, мощных транзисторов лежит в пределах 0,510 мкс. В это время происходит дальнейшее нарастание тока в обмотке отклоняющей катушки. Приращение тока

ai „ за время выхода из насьпцения выходкого транзистора 5 будет превьппать значение тока определяемое входным сигналом. Найдем величину этого приращения. От момента выключения ключа вольтдобавки до момента выхода из насьпцения выходного транзистора 5, скорость нарастания тока s обмотке отклоняющей катушки будет определяться приложенным к обмотке напряжением и равна о.1 где п — скорость нарастания тока в обмотке отклоняющей катушки (нагрузка 3).

Тогда приращение ц ь„равно:

В случае выключения ключа вольтдобавки сигналом, снимаемым с обмотки отклоняющей катушки, приращение тока в обмотке отклоняющей катушки равно. учитывая, что в реальных устройствах Er (3-5)Е, як †-0,5 Е и используя выражения б и 7 получим:

Далее начинается процесс установ" ления тока до значения, определяемого величиной входного сигнала. Этот процесс при правильном выборе сопротивления шунтирующего резистора 4 апериодический, с постоянной времени определяемой параметрами усили теля и отклоняющей катушки. с

Приращение тока ц стремится к нулю при t, согласно выражению . с м(1)=и.ц" . (9) Решая уравнение 9 относительно t, задаваясь точностью до какого уровня должно уменьшиться приращение

4х(1), найдем величину времеяя успокоения тока отклонения

I и юа.о»= - о -и 0э "усп.фк 2-ф 3 ay (lp) пои ьз И)=0, lai

В :случае управления ключом вольтдобавки сигналом с обмотки отклОняю5 14449 ,щей катушки величина 1,„„„, с учетом

;выражения 8, равна

67 .

ЭДТ за счет уменьшения времени установления тока отклонения и повысить экономичность за счет снижения рассеиваемой мощности на выходном транзисторе устройства, а также повысить устойчивость устройства за счет при" менения для формирования сигнала управления ключом вольтдобавки отдельного усилителя.

0 втсп,ос= « o 1ll -7- =4,49 o °

Сравнивая выражения 10 и !1 видим, что в случае опережающего выключения ключа вольтдобавки величина времени успокоения примерно в 2 раза 10 меньше, чем в случае управления ключом вольтдобавкя сигналом снимаемым с обмотки отклоняющей катушки.

Мощность, рассеиваемая на выходном транзисторе 5 в период времени ,от его выхода из режима насыщения до момента установления тока равна:

Формула изо бре т ения

2 (Е -0,5Е ) .Х,„, 1

Р - (4Е -0,5Е4) Хо„°

Сравнивая величины Р„ и Рп видим, что в случае опережающего выключения ключа вольтдобавки мощность Рд меньФ ше Рд в 7 раз.

Использование устройства позволит повысить быстродействие устройств формирования тока отклонения луча

Составитель А.Горбачев

Редактор И.Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 6516/58 Тираж 660

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 где коэффициент - определяет форму

2. напряжения на выходном транзисторе 5 .

В случае если опережающего выключения ключа вольтдобавки не осуществляется, мощность на выходном транзисторе равна

В виду того, что сигнал управле,ния ключом вольтдобавки формируется оТдельным усилителем, связанным по входу с основным усилителем, то управление ключом вольтдобавки не связано с процессами в основном усилителе, и даже если выходной транзистор 5 попадает в повторный режим насыщения ключ вольтдобавки не включится, что говорит о устойчивости всего устройства в целом., 15

Формирователь тока магнитной развертки, содержащий шину первого источника питания, соединенную с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора и коллектором первого транзистора, эмиттер которого соединен через в торой резистор с общей шиной устройства, база — с выходом первого предварительного усилителя, первый вход которого соединен с шиной управления, второй транзистор, эмиттер которого через третий резистор соединен с общей ниной устройства, база — с выхо дом второго предварительного усилителя, третий транзистор, коллектор которого соединен с шиной второго источника питания, баэозмиттерный переход — с первой обмоткой трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении КПД, вторая обмотка трансформатора включена между коллектором второго транзистора и коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с вторым выводом первого резистора, причем первый вход второго предвариЮ тельного усилителя соединен с шиной управления, второй вход — с эмиттером второго транзистора, а второй вход первого предварительного усилителяс эмиттером первого транзистора,