Федеральное агентство по науке и образованию РФ
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»
Кафедра «ФМПК»
Оценка проекта
Члены комиссии
Курсовой проект
«Схемотехника импульсных устройств»
Блок горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа
200 102 520 000 006 ПЗ
Руководитель Слесарев А.И.
Нормоконтролер Слесарев А.И.
Студент группы Фт-46061 Белоусова Е.Ю.
Екатеринбург 2010
Эл-ты: ОУ, транзисторы
Сигнал: Um = 0,1 мВ – 10 В
tи = 10-100 мс
Q = 2
Трубка: 11ЛО2И
Содержание
Техническое задание 2
1 Структурная схема 5
1.1. Назначение основных блоков БГО: 5
2 Схема ГЛИН 8
1.2. Расчет параметров транзистора VT1 12
3 Схема управления ГЛИН 15
1.3. Расчет триггера для ждущего режима 15
4 Схема блокировки устройства управления ГЛИН 18
1.4. Расчет значений емкостей в цепи задержки 20
5 Устройство синхронизации и запуска развертки 22
1.5. Расчет компенсированного делителя напряжения и усилителя 24
1.6. Усилитель-фазоинвертор 25
1.7. Триггер Шмитта 26
1.8. Дифференциатор 27
6 Ключ подсвета 29
1.9. Оценка фронтов сигналов усилителя Z 29
7 Фазоинвертор 33
8 Оконечный усилитель канала горизонтального отклонения 34
9 Калибратор амплитуды и длительности развертки 39
10 Схема питания ЭЛТ 41
Заключение 45
Библиографический список 46
Приложение А 47
Приложение Б 50
Приложение В 51
Проектирование блока горизонтального отклонения электронно-лучевого индикатора предусматривает расчет следующих функциональных блоков схемы:
Генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН);
Фазоинвертор;
Выходной дифференциальный каскад;
Генератор-калибратор;
Аттенюатор;
Устройство синхронизации и запуска;
Устройство управления ГЛИН;
Устройство сравнения и блокировки;
Делитель для питания ЭЛТ;
Усилитель подсвета.
При выполнении проекта предусматривается возможность настройки длительности развертки и амплитуды входного сигнала. Предусматривается возможность регулировки яркости, фокуса изображения на экране индикатора, а также смещение луча по горизонтали. Возможность работы блока горизонтального отклонения, как в автоматическом режиме, так и в режиме с внешней синхронизацией.
1 Структурная схема
Для обеспечения равномерного движения светового пятна по экрану осциллографа вдоль оси Х необходимо, чтобы развертывающее напряжение во время прямого хода изменялось по закону, близкому к линейному. Поэтому генератор линейно изменяющегося напряжения будет основным элементом БГО. Его структурной схемой будут во многом определяться схемотехнические особенности всего устройства.
Рисунок 1 - Структурная схема БГО
Назначение основных блоков бго:
Входной делитель предназначен для деления входного сигнала, формирования сигнала для блока запуска и синхронизации.
Устройство синхронизации и запуска предназначено для формирования запускающего импульса при достижении входным сигналом порогового уровня напряжения. Для запуска может быть использован сигнал с УВО или внешний сигнал, поданный на гнездо входа синхронизации. Это буферный каскад, он находится на входе БГО и выполняет функции сопряжения БГО с внешними цепями запуска и УВО.
Устройство управления ГЛИН управляет запуском линейно изменяющегося напряжения генератором. Основное назначение выработка сигнала заданной длительности, а так же, выбор режима работы (автоколебательный или ждущий). Схема управления выполнена в виде триггера Шмитта на операционном усилителе (ОУ). Триггер опрокидывается под действием импульса запуска, запускает ГЛИН, и напряжение с выхода ГЛИН поступает на устройство сравнения, которое обеспечивает возвращение триггера в исходное состояние по достижении заданного уровня срабатывания, что сопровождается прекращением формирования ЛИН. В результате воздействия на триггер сигналов с устройства синхронизации и запуска, а так же, от сравнивающего устройства, на выходе триггера формируются прямоугольные управляющие импульсы, длительность которых определяется скоростью изменения ЛИН. Изменяя режимы работы при помощи регулятора «Стабильность», триггер можно превратить в устройство с одним устойчивым состоянием, соответствующим прямому ходу развертки. Генератор развертки в этом случае, перейдет в автоколебательный режим работы. В момент достижения ЛИН порогового значения управляющее устройство переводится и удерживается в неустойчивом состоянии импульсом, вырабатываемым устройством сравнения и блокировки. С прекращением воздействия этого импульса устройство управления возвращается в устойчивое состояние самостоятельно, без запускающих импульсов.
ГЛИН осуществляет пропорциональное преобразование временного интервала в напряжение с заданным коэффициентом усиления, формирует ЛИН, которое управляет ходом луча на ЭЛТ. Для корректной работы предусмотрено устройство управления, вырабатывающее прямоугольный импульс, определяющий длительность рабочего хода. Времязадающие элементы переключаются только в ГЛИН, а длительность управляющих импульсов устанавливается автоматически за счет обратной связи между генератором и триггером управления.
Схема блокировки предназначена для обеспечения стабильной работы генератора развертки. Необходимо, чтобы управляющие импульсы не поступали на формирователь пилообразных импульсов до полного окончания нестационарных процессов в схеме, возникших в схеме после прекращения формирования прямого хода ГЛИН. То есть, необходимо удерживать триггер в исходном состоянии в течение времени необходимого для установления исходного режима ГЛИН. Генератор развертки при этом оказывается заблокирован – не чувствителен к запускающим импульсам с устройства синхронизации и запуска.
Схема ГЛИН, управляющее устройство и схема блокировки формируют генератор развертки.
Усилитель подсвета предотвращает появление на экране ЭЛТ линий обратного хода развертки, посредством импульсного управления яркостью свечения экрана.
Фазоинверсный каскад (ФИ) предназначен для согласования несимметричного выхода предварительного усилителя с дифференциальным входом оконечного каскада.
Оконечный каскад (ОК) нагружен на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ и создает в нагрузке симметричное парафазное отклоняющее напряжение.
Генератор - калибратор является отдельным независимым блоком, предназначенным для генерации фиксированных (по амплитуде и частоте) прямоугольных импульсов, служащих для точной установки коэффициента усиления (УВО) и длительности развертки (БГО) [1].