Устройство для отклонения луча электронно-лучевой трубки

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) 01)/16 4 Н ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН К АВТОРСКОМ ИЕ,)1 ь 11 А.,-.:). ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СВИДЕТЕЛЬСТВ(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 о/2, шину 560с потенциалом Ц, , 7 ил.20 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. 5Цель изобретения - повьппение быстродействия отклонения луча.На фиг, 1 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вре менные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 - структурная электрическая схема возможной реализации предварительного усилителя; на фиг. 4 - электрическая функцио 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. 25Устройство 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 компенсирующих 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 10 код-время. Выходной двухтактный каскад 2 содержит транзисторы 20 и 21 и резисторы 22 и 23. Двухтактная отклоняющая катушка 3 состоит издвух 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 спотенциалом (г .О(2) где 4211 42р 2=39 40 41 ОУ 37 совместно с резисторами 44 и 43 и транзисторами 20 двухтактного выходного каскада 2 образуют Формирователь 8 компенсирующихнапряжений состоит из транзисторов46 и 47, элемента И-НЕ 48, элемента И 49, инвертора 50, резисторов51-54, шины 55 с потенциалом 11 а(г,шины 56 с напряжением 0, . Блок 9определения кодов приращения координаты содержит регистры 57 и 58,комбинационный сумматор 59, преобразователь 60 кода, шину 61 прямогокода регистра 57, шину 62 обратногокода регистра 58, шину 63 прямогокода приращения координаты.Преобразователь 60 кода содержитэлементы И-НЕ 64, 64 2 64,где и - общее количество разрядов,элементов 2-И-ИЛИ-НЕ 65 65 г65,Преобразователь 10 код-время содержит инвертор бб, 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 следующимобразом.ОУ 36 совместно с резисторами 3942 образует суммирующий усилитель,выходное напряжение которого равно2 42 14=- - 0 - - О -- О +Вьх эЯх 1 Я ьх г 11 юх40 4Оо 1142 11 Ф 2 1142 1где 11 1 1 О, 11 2 - сопротивления резисторов 39-42;потенциал неинвертирующего входа ОУ 35 и шины 45, соответствующий середине диапазона изменения напряжения на входе 11 предварительного усилителя 1;О , 13, О- напряжения навходах 11, 17 и 8 соответственно.После преобразования выражение: союз 1 (5)инвертирующий усилитель, выходное напряжение ц з которого, формируемое на резисторе 22, создает токчерез обмотку 24 двухтактной отклоняющей катушки 3, При 14Й 44 и О 4 - -о/2.цо гГде: --- максимальный откломаксИ няющий ток обмотки24;"г,141 э в сопротивление резисторов 22, 44 и 43,ОУ 38 совместно с транзистором 2 образуют неинвертирующий усилитель, выходное напряжение ц , которого, формируемое на резисторе 23, создает токчерез обмотку 25:+ "ьхэ -"о 2 1 (4)ц э/рогде гэ - сопротивление резисторов23.Как видно из выражений (3) и (4), при изменении входных напряжений сумма токов через обмотки 24 и 25 а величина отклонения луча от центра экрана и его направление определяются модулем и знаком разности токов 14 - 1 г . Такие условия соответствуют 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 цо/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 30 35 40 45 50 55 входе 16 создаются условия для открывания элемента И-НЕ 48, на его выходе устанавливается уровень "0, от которого транзистор 46 закрывается, и на выход 17 подается напряжение 1, 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 Хо 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 устанавливается логический нуль, а на шине 63 - прямой код Ь Х, при этом по единичному уровню напряжения с выхо-да элемента И-НЕ 64, через элементы 2 И-ИЛИ-НЕ 65 проходит прямой код. Но сами элементы 2 И-ИЛИ-НЕ 65 инвертируют, поэтому на выходе 13 устанавливается обратный код.При положительном приращении координаты Х, - Хо на выходе 16 устанавливается единичный уровень напряжения, а на шине 63 - дополнительный код ь Х. Через элементы 2 И-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 ьХ с выхода вводится в счетчик 74., При положительной разности Х, -Хо в счетчик 74 вводится дополнительный код. По управляющему импульсу на шине 70 с некоторой задержкой на элементе 71 задержкиЪ 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 переполнения220137 ь 11 и 21 1 + ЕЬ 1,+Одновременно с поступлением повходу 11 входного координатного напряжения (в момент 1 на фиг, 2) напреобразователь 10 по шине 70 поступает управляющий импульс, по которому переключается в единичное состояние триггер 72, и счетчик 74 начинает отсчет времени переходного про 35 цесса. Одновременно разрешающий уровень напряжения с триггера 72 по выходу 15 поступает на ключ 7, открывая транзистор 34 и закорачивая базутранзистора 30 на общую шину. При40 этом ток 1 генератора 6 (фиг. 2 о)отключается от дросселя 4, обеспечивая сохранение потенциала точки А,(фиг. 22), равного О = Е + О э,в течение всего переходного процес 45 са установления отклоняющего тока.Величина тока 1 должна превосходить потери тока дросселя. 4 во время переходного процесса,50Кроме того, импульс напряжения свыхода 15 преобразователя 10 поступает на вход формирователя 8 компенсирующих напряжений, на второй входкоторого по выходу 16 блока 9 посту.пает управляющий уровень напряжения.55В результате этого с выхода 17 формирователя 8 на второй вход предварительного усилителя 1 поступает напряжение Оо, увеличивая изменения где 1, 12 - токи транзисторов20 и 21,Для перевода луча ЭЛТ в исходную точку отображения очередной информации на вход 11 должно поступать,. например, положительное ступенчатое напряжение, при готором согласно выражениям (3) и (4) токдолжен увеличиться, а ток , - уменьшиться на величину ь 3 О , пропорциональную модулю разности координаты аХ (,ьПредварительно код очередной координаты Х 1 с входа 12 вводится в регистр 57 блока 9, в котором вырабатывается код разности координат.При поступлении по входу 11 положительного ступенчатого напряжения(фиг, 22) ток транзистора 20 начинает увеличиваться, а ток тран 5 1счетчика 74 триггер 72 переключается в нулевое состояние,При Х - Хпс 0 с выхода 13 поступает обратный код, а на выходеинвертора 66 устанавливается уровень напряжения, соответствующийлогической единице. По сигналу синвертора 66 и по импульсу с выхода элемента 71 задержки открывается элемент И 69 и через элемент ИЛИ 73 на счетчик 74 поступаетимпульс, преобразующий обратный кодвведенного в счетчик числа в дополнительный.Таким образом, на выходе 15 преобразователя 10 формируется импульснапряжения длительностькоторогопропорциональна модулю приращениякоординаты.В исходное состояние,луч ЭЛТнаходится в точке с координатами,соответствующими местоположениюранее отображаемой отметки с формуляром. Через транзисторы 20 и 21и обмотки 24 и 25 протекают соответствующие токи отклонения Зп ио 2Транзистор 34 ключа 7 закрыт ичерез транзистор 30 генератора 6протекает ток6, определяемый значениями сопротивления резистора 31и напряжения на шине 33.Суммарный ток 1, проходящий через дроссель 4, с учетом выражения(5) равен О 12 1-А 1125 6 1 оцд(7) 5 О 15 20 25 зистора 21 уменьшается, При этом на обмотках 24 и 25 скачкообразно создаются ЭДС самоиндукции и взаимо- индукции, в результате чего потенциал Б, (фиг. 2 у.) коллектора транзистора 20 резко уменьшается и достигает значения (1, , при котором транзистор входит в режим насыщения (фиг. 2). Поскольку ток транзистора 21 продолжает скачкообразно уменьшаться, суммарный ток+, + 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 0стабилитрон 29 фиксирует потенциал точки А, равный О = Е+У 29, где Е напряжение источника питания, (фиг. 2 г).При этом на обмотке 24 падает напряжение+ ооПод воздействием приложенного напряжения Е ток обмотки 24 начинает увеличиваться (возрастать).Изменение токов ч и г определяется следующими выражениямирезиторы 26 и 27. Линейный закон изменения тока сохраняется до момента С=Т 1,когда"га о (а о ь аобу) ь (9) Подбирая резисторы 40 и 41 предварительного усилителя, можно добиться равенства Ь 3 аоп = ь 3 , при котором г, = дог - Ь 3 о , т.е. сразу достигает требуемого значения, а1ток г , как следует из выражения (9), к моменту С-Т 1 равен = 3 о, + Ь 3, , т.е. также достигает тре - буемого значения.Подставляя это значение тока г (при а 3 ь = ь 3 ц ) в выражение (8), находим время Т установления этостго тока т,е, продолжительность переходногопроцесса равна Преобразователь 10 формирует на выходе 15 импульс, длительность которого пропорциональна приращению координаты, поэтому в момент времени С = С + Т, 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 регист 20 25 30 35 40 45 50 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. 21, ь). При этом х ==поэто 24 О г 5 2му 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 лучаэлектронно-лучевой трубки, содержащее последовательно соединенные предварительной усилитель, двухтактныйвыходной каскад, первый и второй выходы которого подключены к отводамдвухтактной 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 сосредним отводом двухтактной отклоняющей катушки, блок определения кодаприращения координаты, первый входкоторого является входом кода координаты, первый выход блока определениякода приращения координаты подключен к первому входу преобразователякод время, отличающеесятем, что, с целью повьппения быстродействия отклонения луча, в неговведен формирователь компенсирующих напряжений, первый вход которого подключен к второму выходу блокаопределения кода приращения, кодакоординаты и второму входу формирователя код-время, первый и второй входы формирователя компенсирующих напряжений подключены к второму и третьему входам предварительного усилителя, причем выход преобразователякод-время подключен к входу ключа ивторому входу формирователя компенсирующих напряжений, а второй выходк второму входу блока определениякода приращения координаты,122037 актор О. Буг 1 Тираж 624осударственного к лам изобретений иМосква, Х(-35, Рау 4/5 кая наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул,Проектная,4 Заказ 1334/6ВНИИПИ Гпо де113035,Составитель Л, МеньшиковаТехред Л.Олейник Корректор О, Лугов Подписнмитета СССРоткрытий