4. Устройства разверток и синхронизации

4.1. Развертывающие устройства

4.1.1. Требования, предъявляемые к развертывающим устройствам

В электронно-лучевых телевизионных трубках (ЭЛТ) развертка осуществляется отклонением электронного луча по определенному закону. Электронный луч может быть отклонен с помощью как изменяющихся электрического (используются пластины в ЭЛТ), так и электромагнитного (отклоняющие катушки) полей. При линейно строчном законе разверток на отклоняющие пластины подается пилообразное напряжение, а в отклоняющих катушках создают пилообразный ток.

При использовании в качестве преобразователей «свет-сигнал» и «сигнал-свет» приборов с зарядовой связью, плазменных панелей или экранов на жидких кристаллах развертка осуществляется путем подачи прямоугольных импульсов тактовой, строчной и кадровой частот на систему горизонтальных и вертикальных электродов.

Для передачи изображения без искажений необходимо, чтобы положение развертывающего пятна на экране приемной трубки точно соответствовало положению луча на мишени передающей трубки.

При отклонении электронного луча поперечным магнитным полем, траектория движения электронов в этом поле имеет вид окружности (рис.4.1) с радиусом [5]

, (4.1)

где   U_a2– напряжение на втором аноде кинескопа; m и е – масса и заряд электрона; Н – напряженность магнитного поля.

Рис. 4.1. Отклонение магнитными отклоняющими катушками

электронного луча в кинескопе

Так как отклонение электронного луча в приемных телевизионных трубках осуществляется магнитным полем короткой катушки, то электроны по выходе из зоны действия этого поля летят к экрану по касательной к этой окружности, построенной к точке В на границе поля Н.

Перемещение луча в плоскости экрана

Y = L · tg , (4.2)

а так как А0В= ,

, (4.3)

или

. (4.4)

Так как напряженность поля, создаваемого отклоняющими катушками, при заданном диаметре горловины кинескопа d определяется числом ампервитков катушек iw (Н=0,2 (iw) / d), для образования растра необходимо формировать токи линейной формы строчной (f_z = 15625 Гц) и кадровой (f_n = 50 Гц) разверток.

Величина отклоняющих ампервитков iw может быть определена как

, (4.5)

где q - поправочный коэффициент, q = q_c = 1,4 – для строчной развертки, q = q_c = 1,2 – для кадровой развертки; d – диаметр горловины кинескопа;   a_экв– эквивалентная длина отклоняющих катушек,   - угол отклонения луча от центра; U_a2  – напряжение второго анода кинескопа.

Тогда амплитуда тока, которую должен обеспечить генератор развертки в катушках, для отклонения луча на угол   (рис. 4.1),

I_m = iw/w, (4.6)

где w – число витков катушек (кадровых или строчных).

4.2. Принципы построения генераторов разверток (гр)

В связи с большой разницей рабочих частот принципы построения и схемы генератора кадровой (рис. 4.2, а) и строчной (рис. 4.2, б) разверток различны. При выборе способа формирования отклоняющего тока, прежде всего стремятся к повышению его экономичности при обеспечении заданных параметров.

Рис. 4.2. Структурные схемы генераторов строчной и кадровой разверток

На рис. 4.3, а приведена эквивалентная схема выходного каскада разверток. Здесь L_к, r_к, C_к  – соответственно индуктивность, активное сопротивление и емкость, шунтирующая катушки. Если емкостью C_к  в схеме кадровой развертки можно пренебречь, то на строчной частоте эта емкость может оказать значительное влияние на форму и размах отклоняющего тока и напряжения на катушке. Пренебрегая емкостью   во время прямого хода, приложенное к катушке напряжение можно определить как:

. (4.7)

Как показывает анализ, при выборе способа формирования линейного тока в катушках (рис. 4.3, б) необходимо учитывать величину постоянной времени цепи (рис. 4.3,а) генератора

. (4.8)

Рис. 4.3. Эквивалентная схема генератора кадровой развертки

Если   в отклоняющей системе кадровой развертки протекает пилообразный ток i_L (рис. 4.3, б), то форма напряжения на отклоняющих катушках будет прямоугольной при ωL_K >> r_K. Действительно,

.

Если ωL_K << r_K, то , то есть прямоугольной составляющей можно пренебречь по сравнению с , и форма напряжения на отклоняющих катушках будет пилообразной ( ) (рис 4.3, г).

Если ωL_K ≈ r_K, то величины и сопоставимы и форма напряжения на отклоняющих катушках будет пилообразно-импульсной (рис 4.3, д).