Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Устройство кадровой развёртки
|
|
Устройство кадровой развёртки предназначено для формирования пилообразного отклоняющего тока, протекающего через кадровые катушки.
Структурная схема устройства кадровой развёртки изображена на рис.7.5. 
Рис. 7.5. Структурная функциональная схема устройства кадровой
развёртки:
ЗГ – задающий генератор; УФ – усилитель-формирователь; ВК – выходной
каскад.
Задающий генератор формирует пилообразное напряжение, из которого УФ создаёт напряжение UУ требуемой формы. ЗГ представляет собой генератор пилообразного напряжения, работающий в автоколебательном режиме с внешней синхронизацией короткими прямоугольными импульсами от устройства синхронизации кадровой развёртки.
Усилитель-формирователь вырабатывает управляющее напряжение UУ, подаваемое на вход выходного каскада. Форма управляющего напряжения зависит от вида выходного каскада и параметров отклоняющих катушек.
В телевизорах ранних поколений, где использовались многовитковые седлообразные катушки с трансформаторным подключением к выходному каскаду, УФ формировал управляющее напряжение пилообразно-параболической формы. В современных телевизорах, где используются бестрансформаторные ВК и маловитковые катушки тороидального вида, управляющее напряжение UУ имеет импульсно-пилообразную (трапецеидальную) форму (рис.7.9).
Каскады УФ и ВК охватываются цепями отрицательной обратной связи (ООС) для поддержания стабильности размаха и требуемой формы отклоняющего тока IК. С помощью ООС осуществляется S-коррекция тока отклонения и регулировка вертикального размера растра.
Выходной каскад создаёт пилообразный ток IK в кадровых отклоняющих катушках и представляет собой усилитель мощности. В современных телевизорах в качестве выходных каскадов используются устройства на микросхемах, представляющие собой двухтактные бестрансформаторные каскады усилителя мощности, работающие в целях повышения экономичности в режиме класса В или близком к нему классе АВ.
Особенностью усилителей, используемых в выходных каскадах кадровой развёртки, является изменение характера и величины нагрузки при прямом и обратном ходе развёртки. Это объясняется следующим. Эквивалентную схему кадровой отклоняющей катушки можно представить в виде, представленном на рис. 7.6.
Рис. 7.6. Полная и упрощённые эквивалентные схемы кадровой катушки
во время прямого и обратного хода кадровой развёртки
Схема состоит из индуктивности LK, сопротивления потерь rK и межвитковой ёмкости CK (рис.7.6, а).
В настоящее время в ТВ-приёмниках используются маловитковые отклоняющие катушки тороидального типа. Для таких катушек ёмкостью СК можно пренебречь. Величина индуктивной составляющей полного сопротивления катушки зависит от величины LK и скорости изменения
тока IK, протекающего через катушку. Во время прямого хода эта скорость сравнительно невелика и индуктивная составляющая полного сопротивления оказывается значительно меньшей активного сопротивления rK. Поэтому эквивалентная схема катушки во время прямого хода развёртки представляется в виде сопротивления rK (рис.7.6, б). Во время обратного хода развёртки скорость изменения тока IK возрастает более чем в 10 раз. При этом индуктивная составляющая сопротивления катушки оказывается во много раз большей, чем величина rК и эквивалентная схема катушки может быть представлена только одной индуктивностью (рис.7.6, в).
В связи с изменяющимся характером нагрузки для формирования линейно изменяющегося тока, протекающего через катушку, форма напряжения UK, прикладываемого к катушке во время прямого и обратного хода развёртки, оказывается различной (рис.7.7).
Рис.7.7. Эпюры напряжения и тока через кадровые катушки во время
прямого и обратного хода развёртки
Во время прямого хода развёртки ток IK повторяет форму напряжения, прикладываемого к катушке. Во время обратного хода закон изменения тока, строго говоря, необязательно должен быть линейным (важно, чтобы электронный луч возвратился в исходное положение). Однако для уменьшения длительности обратного хода целесообразно выбрать линейное изменение тока и в это время. Тогда для выполнения этого условия на время обратного хода на катушку необходимо подавать прямоугольный импульс (рис.7.7).
Разнообразие конкретных схем ВК довольно велико. Рассмотрим работу одной из них, часто встречающейся на практике (рис.7.8.).
Рис. 7.8. Выходной каскад кадровой развёртки.
Эпюры напряжений и токов, иллюстрирующие работу ВК, показаны на рис.7.9.
Рис.7.9. Эпюры напряжений и тока в схеме выходного каскада кадровой
развёртки
1. Интервал времени 0 – t1 (обратный ход развёртки).
Транзисторы VT1 и VT3 закрыты напряжением UУ, приложенным к VT1. Транзистор VT2 открыт и насыщен, напряжение на его эмиттере UK близко к напряжению источника питания ЕК. Конденсатор С большой ёмкости заряжен до величины UC и напряжение на нём во время работы схемы практически не меняется. Таким образом, к катушке LK оказывается приложено постоянное напряжение EK – UC, поэтому ток через неё IK возрастает по линейному закону (внутренним сопротивлением насыщенного транзистора VT2 и сопротивлением потерь катушки в первом приближении можно пренебречь).
2. Интервал времени t1 – t2 (первая половина прямого хода развёртки).
Транзисторы VT1 и VT3 в момент времени t1 открываются. Поскольку напряжение UУ линейно нарастает, то и токи через эти транзисторы нарастают. Напряжение на коллекторе VT1 убывает, что приводит к постепенному запиранию транзистора VT2 и уменьшению его тока I2. Уменьшение тока I2 и возрастание тока I3 приводит к постепенному уменьшению тока IK.
3. Интервал времени t2 – t3 (вторая половина прямого хода
развёртки).
К моменту времени t2 напряжение на базе VT2 уменьшается до такой величины, что транзистор VT2 запирается. Начинается разряд ёмкости C через продолжающийся открываться транзистор VT3 по цепи:
+ C → VT3 → корпус → LK → – C.
(Необходимо обратить внимание на то, что направление тока IK меняется на обратное). В момент времени t3 резко закрываются транзисторы VT1 и VT3, а транзистор VT2 открывается и насыщается. После этого цикл работы схемы повторяется вновь.
Из-за присутствия в катушках значительной реактивности, которая проявляется только во время обратного хода развёртки, возникает импульсная составляющая напряжения на катушке. Эта составляющая требует увеличения напряжения питания выходного каскада (рис.7.9). Величина ЕК должна быть больше UKmax и, следовательно, приводит к снижению КПД усилителя.
С целью уменьшения величины напряжения источника питания и повышения КПД выходного каскада используют схему с удвоением питания во время обратного хода развёртки (рис.7.10), которая состоит из диода VD2, накопительного конденсатора C, ключа (Кл) и зарядного сопротивления R.
Рис. 7.10. Выходной каскад с удвоением питания
Схема работает следующим образом.
Во время прямого хода развёртки протекает ток заряда конденсатора С1 по цепи:
+ ЕК → VD2 → C1 → R → – ЕК (корпус).
Конденсатор С1 заряжается до напряжения, близкого по величине к ЕК. Во время обратного хода развёртки ключ замыкается, диод VD2 оказывается запертым напряжением на конденсаторе C1 и к коллектору транзистора VT2 прикладывается напряжение величиной, равной ≈ 2ЕК, которое образуется источником питания и напряжением на ёмкости С1. Замыкание ключа происходит под действием положительного импульса на катушке LK во время обратного хода развёртки.
Увеличение напряжения на коллекторе транзистора VT2 позволяет снизить величину напряжения источника внешнего питания и, следовательно, повысить КПД каскада. Кроме того, схема позволяет сбалансировать потребление энергии от внешнего источника. Действительно, схема на рис.7.8 потребляет максимальную энергию от внешнего источника питания во время обратного хода развёртки. В схеме на рис.7.10 расход энергии от источника питания во время обратного хода оказывается меньшим, поскольку напряжение питания определяется внешним источником и напряжением на ёмкости С1, а во время прямого хода развёртки от источника питания отбирается дополнительная энергия для заряда конденсатора С1.
7.4. Устройство строчной развёртки
Устройство строчной развёртки (УСР) предназначено для формирования отклоняющего тока, протекающего через строчные катушки. Кроме того, это устройство вырабатывает сигналы UОХ , совпадающие по времени с обратным ходом строчной развёртки, а импульсное напряжение, возникающее во время работы, подаётся в высоковольтный источник питания кинескопа. Обобщённая схема УСР показана на рис.7.11.
Рис.7.11. Обобщённая функциональная схема устройства строчной
развёртки
ЗГ – задающий генератор; БК – буферный каскад; ВК – выходной каскад;
ИПК – источник высоковольтного питания кинескопа.
Задающий генератор (ЗГ) формирует импульсы напряжения прямоугольной формы, управляющие работой буферного каскада.
ЗГ работает в автоколебательном режиме с внешней синхронизацией. Временное положение переднего фронта импульсов ЗГ регулируется системой строчной синхронизации.
Буферный каскад (БК) вырабатывает импульсы напряжения прямоугольной формы, которые управляют транзистором выходного каскада. Он запускается прямоугольным положительным импульсом от задающего генератора.
Выходной каскад (ВК) создаёт пилообразный ток IK в строчных отклоняющих катушках. Упрощённая схема выходного каскада строчной развёртки изображена на рис.7.12.
Рис.7.12. Упрощённая схема выходного каскада строчной развёртки
Рассмотрим работу схемы. При этом будем полагать, что активное сопротивление отклоняющей катушки строчной развёртки мало; величина индуктивности дросселя LДР > > LК , потери в дросселе и межвитковая ёмкость отсутствуют; ёмкость конденсатора СS > > C. Конденсатор СS заряжен до напряжения + ЕК, которое во время работы схемы практически на нём не изменяется. Заряженный конденсатор эквивалентен источнику питания. Расход энергии, накопленной конденсатором, компенсируется его зарядом во время работы схемы. На рис.7.13 приведены эпюры напряжений и токов в выходном каскаде.
Рис.7.13. Эпюры напряжений выходного каскада строчной развёртки
1. Интервал времени t 0 – t 1.
На базу транзистора VT1 подаётся положительный импульс UБ1, в результате чего транзистор насыщается. В итоге к катушке LK прикладывается напряжение заряженного конденсатора CS и ток через катушку возрастает по закону, близкому к линейному. Поскольку ёмкость C подсоединена параллельно транзистору VT1, внутреннее сопротивление которого при насыщении мало, напряжение на ёмкости повторяет форму напряжения на транзисторе, через который протекает нарастающий ток.
2. Интервал времени t 1 – t 2.
В момент времени t1 на базу транзистора VT1 поступает отрицательный перепад напряжения и транзистор запирается. Энергия, запасённая в катушке LK за время интервала t0 – t1, поступает в конденсатор С, т.к. образуется колебательный контур ударного возбуждения (LKC), настроенный на определённую частоту. Эта частота рассчитывается так, чтобы за время обратного хода развёртки прошло полпериода колебаний. Так как длительность обратного хода по строкам τ ОХ = 12 мкс, резонансная частота колебательного контура должна быть равной
f0 = 1 / 2τ ОХ = 1 / 24·10 – 6 Гц ≈ 41, 7 кГц.
В момент времени t2 вся энергия магнитного поля, запасённая в катушке L, переходит в энергию электрического поля конденсатора C. В этот момент ток в катушке становится равным нулю, а напряжение на конденсаторе С достигает максимума (UС max). Так как возникает резонанс напряжений,
то UCmax > > ЕК.
3. Интервал времени t 2 – t 3.
В этом интервале времени продолжаются свободные колебания в контуре LКС. Энергия конденсатора «перекачивается» в катушку LК. Направление тока IК меняется на обратное.
Колебательный процесс в контуре протекает до момента t3, когда напряжение на диоде VD не станет равным нулю. В этот момент диод открывается, шунтирует контур LКС, и колебания в контуре срываются.
3. Интервал времени t 3 – t 4.
Энергия магнитного поля, запасённая в катушке LК, подзаряжает ёмкость СS. Ток подзаряда IКпротекает по цепи:
LК → корпус → VD → CS → LК.
При этом источником ЭДС является катушка LК. По мере расхода энергии ток в катушке убывает по закону, близкому к линейному. В момент времени t4 на базу транзистораVT приходит положительный перепад напряжения. Однако напряжение на коллекторе транзистора пока ещё будет отрицательным, т.к. ток IК протекает через открытый диод VD и образует на его катоде отрицательный потенциал. С этого момента и до момента времени t5 через транзистор будет протекать обратный ток IОБР по цепи:
корпус → вторичная обмотка трансформатора Тр → база VT →
коллектор VT → ёмкость СS → LK → корпус.
Как только ток через диод станет равным нулю, диод закрывается, и ток IК становится равным IОБР. С расходом энергии, запасённой в катушке LК, ЭДС катушки уменьшается, напряжение на коллекторе VT1 и ток IК изменяют свою полярность, и транзистор открывается и переходит в режим насыщения, обеспечивая формирование тока второй половины прямого хода развёртки.
|
|