3. Расчет схемы управления глин

В качестве схемы управления ГЛИН используется триггер Шмитта на ОУ. Длительность управляющих импульсов устанавливается автоматически за счет обратной связи между генератором и триггером управления. Триггер опрокидывается под воздействием 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, при этом формирование линейно изменяющегося напряжения прекращается. На выходе триггера формируются прямоугольные управляющие импульсы, длительность которых определяется скоростью изменения ЛИН. При постоянном уровне сравнения размах пилообразного сигнала не меняется при переключении времязадающих элементов.

Генератор развертки работает в ждущем режиме. При помощи специального потенциометра R5 триггер можно превратить в управляющее устройство с одним устойчивым состоянием, которое соответствует прямому ходу развертки. В этом случае генератор развертки будет работать в автоколебательном режиме. В момент достижения ЛИН заданного уровня управляющее устройство переводится и удерживается в неустойчивом состоянии. Схема управления ГЛИН приведена на рисунке 3.

Расчет триггера выполним для ждущего режима генератора.

Пусть Е = 0, т.е. движок потенциометра режима находится в крайне нижнем положении. Пороги срабатывания триггера задаются цепью ПОС. В исходном состоянии на выходе триггера напряжение должно быть равно U⁺_огр = +13 В, чтобы ключевой транзистор ГЛИН был открыт, а времязадающая емкость разряжена. В триггере присутствует и цепь ООС, с помощью которой выбирается режим работы схемы и осуществляется запуск. Для нормальной работы необходимо, чтобы коэффициент передачи цепи ПОС γ⁺ был больше, чем коэффициент передачи цепи ООС γ^-. Возвращение триггера в исходное состояние должно происходить, когда напряжение на выходе ГЛИН достигнет значения U_вых.max = 6 В; при этом триггер находится в состоянии с U^-_огр = -13 В.

Напряжение на неинвертирующем входе выбираем исходя из максимального напряжения, до которого должен заряжаться времязадающий конденсатор в конце рабочего хода

.

Тогда коэффициент передачи цепи ПОС

(3.1)

Выбираем сопротивление R3 = 10 кОм 

кОм. (3.2)

Пороговый уровень срабатывания триггера по неинвертирующему входу равен

. (3.3)

Откуда коэффициент передачи цепи ООС

. (3.4)

Выбираем сопротивление R1 = 10 кОм 

кОм. (3.5)

Значение напряжения на инвертирующем входе в ждущем режиме

. (3.6)

Полученное значение U^-_вхU⁺_вх  триггер будет находиться в устойчивом состоянии.

Запускающий сигнал подается на инвертирующий вход триггера и должен иметь положительную полярность и амплитуду, достаточную для переключения триггера. Минимальное значение напряжений на входах ОУ в исходном состоянии:

В. (3.7)

Для надежного срабатывания триггера необходимо обеспечить амплитуду запускающего сигнала:

В. (3.8)

Для переключения ГЛИН в автоколебательный режим необходимо перевести триггер в квазиустойчивое состояние, для чего с помощью потенциометра R5 необходимо подать дополнительное напряжение смещения, достаточное для компенсации разностного напряжения В на входах триггера. С этой целью используем дополнительный источник напряжения Е = 5 В. Чтобы резистор смещения не влиял на работу схемы, его сопротивление должно быть низкоомным, поэтому выбираем R5 = 150 Ом на номинальную мощность 1 Вт.

4. Схема блокировки устройства управления ГЛИН

Для обеспечения полного восстановления ГЛИН к моменту прихода очередного синхроимпульса и его надежной синхронизации необходимо предусмотреть блокировку устройства на время формирования обратного хода и формирование временной задержки очередного цикла работы, в течение которой генератор находится в режиме ожидания синхроимпульса. С этой целью предусмотрена схема, состоящая из эмиттерного повторителя на транзисторе, работающего в ключевом режиме, и интегрирующей цепи С1, R2. Во время рабочего хода емкость С1 заряжается до амплитудного значения возрастающего напряжения ГЛИН через малое выходное сопротивление повторителя. С момента формирования обратного хода напряжение на базе транзистора VT1 скачком уменьшается, а на эмиттере из-за наличия емкости оно мгновенно измениться не может, что приводит к запиранию транзистора и удержанию триггера в состоянии блокирования работы ГЛИН на время перезаряда С1 до значения напряжения порогового уровня, заданного цепью ПОС триггера. Далее процесс повторяется (автоколебательный режим). Для правильной работы необходимо, чтобы постоянная перезаряда С1 была выбрана существенно больше, чем время обратного хода генератора, что необходимо для полного восстановления схемы к моменту прихода очередного синхроимпульса, способного активно воздействовать на ГЛИН в течение времени задержки (режим синхронизации).

Схема блокировки устройства управления ГЛИН приведена на рисунке 4.

Эмиттерный повторитель должен работать в активном режиме во время формирования хода и закрываться с началом обратного хода. В качестве транзистора VT1 был выбран транзистор КТ503В, параметры которого приведены в Приложении А. Для питания эмиттерного повторителя целесообразно использовать источник питания ОУ, т.е. Е1,2 = 15 В, а для быстрого и надежного запирания рабочую точку выбираем вблизи области отсечки. Необходимо учесть, что резистором R2 в значительной степени определяется время задержки. Для того чтобы номинал емкости цепи задержки С1 был небольшим, сопротивление R2 должно быть достаточно высокоомным. В исходном состоянии напряжение на выходе ГЛИН, равное напряжению на базе VТ1, близко к нулю. В активном режиме U_бэ  0,7 В, тогда падение напряжения на эмиттерном сопротивлении

(4.1)

Зададимся эмиттерным током в рабочей точке I_э0 = 200 мкА и найдем сопротивление

(4.2)

Выбираем номинальное значение R2 = 75 кОм. Так как входное сопротивление и динамический диапазон эмиттерного повторителя велики, то базу транзистора можно непосредственно подключать к выходу ОУ. Однако для защиты ОУ от перегрузки по току в случае короткого замыкания (пробой переходов в VТ1) целесообразно включить в базу транзистора токоограничивающий резистор R1, значение сопротивления которого можно оценить по максимально возможному падению напряжения на нем и величине допустимого выходного тока ОУ

(4.3)

Выбираем номинальное значение R1 = 3,6 кОм.

Рассчитаем значение емкости в цепи задержки. Перезаряд С1 во время формирования задержки происходит при закрытом транзисторе VТ1 через резистор R2 и резисторы R1, R2 схемы управления ГЛИН с постоянной времени . Длительность задержки можно рассчитать по выражению

(4.4)

Максимальное напряжение, до которого емкость стремится зарядиться

, (4.5)

тогда

В.

Напряжение на емкости в конце рабочего хода

, (4.6)

Тогда

В.

Напряжение прерывания процесса перезаряда

В.

Принимаем длительность задержки 0,1Т_р. Значение емкости цепи задержки для Т_р=2 мс:

пФ. (4.7)

Выбираем номинальное значение С1 = 3300 пФ.

Аналогично считаем емкости для других периодов развертки. Значения приведены в таблице 2.

Таблица 1. Значения емкостей в цепи задержки.

Тр, мс	tзад, мс	Емкость, мкФ
2	0,2	3300 пФ
5	0,5	8200 пФ
10	1	0,018
50	5	0,082
100	10	0,22
1000	100	2,2
20000	2000	33