Дифференциатор
Дифференциатор
реализован на ОУ К154УД4, характеристики
которого приведены в приложении. Для
исключения влияния нагрузки на
дифференцирующую цепь R14, С4, выбрано
R14 = 10 кОм с учетом неравенства R14<<Rн.
Тогда
из условия, что постоянная дифференцирующей
цепи должна быть много меньше минимальной
длительности импульса.
, (5.15)
Для выделения после дифференцирования только положительных импульсов используется фиксатор нулевого уровня на VD3 - импульсный диод с большим значением допустимого импульсного тока. Выбран диод КД509А, его параметры приведены в приложении. Отрицательный импульс будет ограничен по амплитуде на уровне приблизительно -0,7 В.
Перед диодом стоит ограничивающее сопротивление, рассчитанное на максимальный ток диода:
(5.16)
Берем на порядок выше R15 = 910 Ом.
Для исключения
постоянной составляющей нагрузка к
выходу блока подключена через
разделительный конденсатор, величина
которого рассчитана из условия
неискаженной передачи импульса
,
где
- постоянная времени разделительной
цепи. Для того чтобы эта емкость и одно
из сопротивлений делителя на входе
триггера не образовывали еще одну
дифференцирующую цепь, необходимо
выполнение условия С5>>C4, пусть С5 =
2,7мкФ [4].
6 Ключ подсвета
В паспортных данных
на ЭЛТ 11ЛО2И с управлением яркостью по
модулятору указано запирающее напряжение
на модуляторе относительно катода
.
Напряжение соответствующее нижней
границе (-30 В), обеспечивает минимальное
свечение экрана, а более высокий уровень
напряжения (-75 В) соответствует полному
запиранию луча ЭЛТ. Таким образом, для
подсвета прямого хода или гашения
обратного амплитуда должна быть не
менее 30 В. Причем, знак импульса
определяется логикой управления яркостью
трубки: Так как используется гашение
обратного хода развертки, то полярность
сигналов управления должна быть
положительной при подаче на модулятор
и отрицательной при подаче на катод
[1].
Входным сигналом усилителя подсвета служит прямоугольный импульс с триггера на ОУ устройства управления ГЛИН.
Оценка фронтов сигналов усилителя z
Минимальный фронт
усиливаемого сигнала
.
Тогда фронт импульса подсвета должен
удовлетворять условию
.
То есть, значение длительности импульса
подсвета
.
Фронт импульса на выходе триггера управления ГЛИН можно оценить по скорости нарастания ОУ из формулы (3,9).
(6,1)
где V – скорость нарастания ОУ, – значение амплитуды на выходе триггера.
Рисунок 6 - Усилитель подсвета
Для управления
яркостью применен ключевой каскад на
высоковольтном транзисторе. Транзистор
должен быть высокочастотным с допустимым
напряжением коллектор-эмиттер более
75 В. Выбран транзистор КТ969А, параметры
которого приведены в приложении. Для
повышения быстродействия выбран
ненасыщенный режим работы транзисторного
ключа. Исходя из максимальной амплитуды
сигнала, соответствующей полному
запиранию ЭЛТ, выбрано напряжение
коллекторного питания
.
Так как в режиме покоя транзистор должен
находиться в открытом состоянии, близком
к насыщению (
),
ток насыщения выбран исходя их максимальной
мощности, рассеиваемой на коллекторном
сопротивлении R4. Пусть
,
тогда:
, (6.2)
, (6.3)
. (6.4)
Сопротивление резистора в цепи базы при этом:
(6.5)
Выбран номинал R3=910кОм.
Цепь R1-VD1-R2 обеспечивает ограничение выходного тока триггера управления, пропускание на базу VT1 только импульсов отрицательной (запирающей) полярности, а так же понижение их амплитуды до значения напряжения база-эмиттер, допустимого для данного транзистора.
Допустимый выходной
ток микросхемы К145УД4
.
Ток, потребляемый ключевым каскадом
ГЛИН, равен 1 мА. Импульсный ток делителя
,
тогда для отрицательного импульса
триггера с амплитудой
сопротивление делителя:
. (6.6)
Допустимое
напряжение база-эмиттер транзистора
усилителя не более 5 В. Амплитуда
запирающего импульса на базе VT1
.
Коэффициент деления входной цепи
усилителя:
, (6.7)
Тогда:
, (6.8)
. (6.9)
Выбраны номиналы R2=3кОм и R1=5,1кОм.
Емкость C1 предназначена для «развязки» по постоянной составляющей входа высоковольтного усилителя и предохраняет управляющий триггер от пробоя по напряжению при выходе из строя ключевого транзистора.
По допустимому
сколу импульса рассчитано значение
емкости (
,
где
- максимальная длительность развертки,
- постоянная времени цепи связи).
. (6.10)
Для данной емкости выбран номинал 12 мкФ на напряжение 100 В.
Транзистор в исходном состоянии находится в усилительном режиме, задержка выключения будет отсутствовать, и фронт сигнала будет равен:
, (6.11)
. (6.12)
где
- постоянная времени транзистора.
Нагрузкой усилителя служит модулятор ЭЛТ, т.е. паразитная емкость модулятора относительно остальных электродов трубки и паразитная емкость монтажа.
Затягивание фронта
связано с зарядом емкости через
коллекторное сопротивление при запирании
транзистора с постоянной времени
.
Учитывая, что
,
затягивание фронта
. (6.13)