Расчёт схемы генератора линейно изменяющегося напряжения

генератор фазоинвертор усилитель развертка

ГЛИН предназначен для выработки ЛИН, которое после прохождения ФИ и ОК усиливается до необходимого уровня и передается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ для обеспечения горизонтального отклонения луча.

Применение в данной схеме положительной обратной связи (ПОС) и отрицательной обратной связи (ООС) обеспечивает ей высокую линейность выходного напряжения. Во время перезарядки конденсатора, входящего в ПОС, происходит формирование ЛИН на выходе ОУ. Для дискретной смены длительность развертки, предусмотрен набор конденсаторов.

Схема управления ГЛИН должна позволять корректную развертку сигнала, как в автоматическом, так и в ждущем режиме.

В качестве ГЛИН использован генератор линейно изменяющегося напряжения с ПОС на ОУ. Схема генератора приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Принципиальная схема ГЛИН

В исходном состоянии ключевой транзистор VT открыт и насыщен, емкость разряжена. При появлении входного импульса отрицательной полярности происходит запирание транзистора на время длительности этого входного импульса, т.е. на время прямого хода луча (Траб)

, благодаря чему происходит заряд емкости от источника Е через резисторы R3 и R3’ на емкость C1. Зависимость длительности прямого хода пилы от длительности запускающего импульса является недостатком схемы. Чтобы длительность рабочего хода определялась только параметрами схемы генератора, на вход ГЛИНа ставим триггер на ОУ, расчет которого будет произведен ниже.

Одновременно с зарядом емкости увеличивается разность напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами ОУ, что ведет к генерации ЛИН на выходе ОУ. По окончании входного импульса положительный перепад отпирает транзистор VT1 и емкость C1 разряжается коллекторным током через открытый диод VD1. За время Тобр

происходит восстановление схемы ГЛИН, т.е. луч ЭЛТ возвращается в исходное состояние. Емкость С2 является форсирующей, назначение которой заключается во временном увеличении токов включения и выключения на время переходных процессов. В установившемся режиме используется ненасыщенный режим работы транзистора. Выберем номинал С2 = 100 пФ.

Прежде, чем приступить к расчету ГЛИН, нужно рассчитать длительности прямого хода и временные диапазоны. Из задания следует, что минимальный и максимальный период сигнала равен:

,(1.1)

.(1.2)

Пусть на экране отображается 1,5 периода сигнала, тогда длительности прямого хода:

(1.3)

(1.4)

Горизонтальный размер экрана индикатора равен 40 мм. Пусть одно деление равняется 10 мм, тогда получаем 4 деления. Рассчитаем первый диапазон.

.(1.5)

Возьмем первый диапазон: 0,5 мкс/дел, тогда Tр = 2 мкс. Таким образом, весь диапазон измеряемых времен разобьем на поддиапазоны:

,5 мкс/дел, Tр = 2 мкс,

мкс/дел, Tр = 4 мкс,

мкс/дел, Tр = 8 мкс,

мкс/дел, Tр = 20 мкс,

мкс/дел, Tр = 40 мкс,

мкс/дел, Тр = 80 мкс,

мкс/дел, Тр = 0,2 мс,

,1 мс/дел, Тр = 0,4 мс,

,2 мс/дел, Тр = 0,8 мс,

,5 мс/дел, Тр = 2 мс.

В схеме использованы следующие элементы:

- операционный усилитель К154УД4;

- транзистор 2Т385А-2;

- диод ГД402А;

Параметры данных элементов приведены в Приложении А.

В задании сказано, что скважность импульсов Q=2, значит период следования пилы в два раза больше длительности входного импульса. Для обеспечения хорошей линейности, зададим постоянную времени цепи заряда емкости (рабочий ход) в 2 раз больше периода развертки. Также зададимся номиналами сопротивлений, исходя из следующих соображений:

- для обеспечения наилучшей линейности в генераторе должно выполняться соотношение ;

- рекомендация для исключения влияния входных сопротивлений операционного усилителя и .

С учетом этих условий были выбраны следующие номиналы сопротивлений

.(1.6)

Тогда для граничных значений длительности входного импульса, получим соответствующие значения емкостей. Расчет производим по формуле.

.(1.7)

Получены следующие значения емкостей для соответствующих длительностей развертки:

С1=53,3 пФ;

С2=107 пФ;

С3=213 пФ;

С4=533 пФ;

С5=1,1 нФ;

С6=2,1 нФ;

С7=5,33 нФ;

С8=11 нФ;

С9=21,3 нФ;

С10=53,3 нФ.

Интересное из раздела

Расчет параметров различных видов сигналов
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения науки сер ...

Цифровой показатель уровня топлива
Топливомер - прибор, измеряющий объемное или весовое количество топлива или масла в баках. Как правило, непосредственное измерение количества топлива крайне затруднено, п ...

Построение проверяющих и диагностических тестов
К системам железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (ЖАТС) предъявляют высокие требования по надежности работы. В то же время системы ЖАТС об ...