Рис, 6.16. Выходной каскад строчной развертки: а — принципиальная схема; б — коллекторные характеристики транзистора

Импульсы выпрямляются с помощью полупроводниковых выпрямителей, и получаемое после выпрямления постояннoe напряжение подается на второй анод трубки. Чаще всего в выходных каска­дах строчной развертки используются автотрансформаторы, которые облада­ют меньшими габаритами, более просты в изготовлении и обеспечивают лучшую связь между обмотками.

Выходные каскады на транзисторах.

Основной особенностью построения вы­ходных каскадов в транзисторных гене­раторах строчной развертки является возможность непосредственного включе­ния отклоняющих катушек в коллек­торную цепь, т.е. возможность постро­ения бестрансформаторных схем. Эта особенность объясняется тем, что в вы­ходных каскадах используются мощные транзисторы, коллекторный ток кото­рых может достигать 10 А и более, Та­кие транзисторы обладают очень малым сопротивлением постоянному току, око­ло единиц или десятых долей ома. Кро­ме того, транзисторы обладают свой­ством двусторонней проводимости, что дает возможность выполнить выходной каскад без демпфирующего диода. Дей­ствительно, как видно из характеристи­ки транзистора (рис. 6.16, а), при U_K < < 0 транзистор проводит ток в направ­лении от эмиттера к коллектору, а при U_K > 0 от коллектора к эмиттеру. Поскольку проводимость транзистора в прямом и обратном направлении различ­на, то включается демпфирующий диод (рис. 6.16, б) для повышения линейнос­ти и увеличения размаха отклоняющего тока. В этом случае роль двустороннего ключа выполняет транзистор вместе с полупроводниковым диодом. Параллель­но отклоняющим катушкам подключа­ется конденсатор Со с довольно боль­шой емкостью, с помощью которого подбирается требуемая длительность об­ратного хода.

Для управления выходным каскадом на базу подаются через трансформатор импульсы положительной полярности, которые периодически запирают тран­зистор. В течение времени прямого хо­да транзистор отперт, и коллекторный ток нарастает по линейному закону, причем в первую половину прямого хода отклоняющий ток определяется суммой токов транзистора (в направ­лении обратной проводимости) и демп­фирующего диода. Во вторую половину прямого хода диод заперт, и транзистор проводит в прямом направлении. В кон­це прямого хода, когда отклоняющий ток достигает максимального значения и определяется током насыщения тран­зистора, на базу транзистора поступает положительный импульс, и он запирает­ся. При этом в контуре L_KCo возника­ют свободные колебания, и напряжение на отклоняющих катушках изменяется по синусоидальному закону. К моменту отпирания транзистора напряжение U_K будет положительным и превысит на­пряжение источника питания. При этом транзистор будет обладать обратной про­водимостью и ток отклонения изменит направление на обратное. Следует заме­тить, что вследствие инерционности рас­сасывания неосновных носителей на кол­лекторном переходе имеет место затя­гивание процесса запирания транзистора, что может привести к увеличению мощ­ности, потребляемой генератором. Тран­зисторы, используемые в выходных кас­кадах строчной развертки, не являются достаточно высокочастотными, и поэто­му получить необходимые скорости ком­мутации (время коммутации должно быть не более 1 . . .1,5 мкс) достаточно сложно. Используемые в настоящее вре­мя транзисторы могут обеспечить время коммутации 4. . .6 мкс.

Мощные транзисторы можно исполь­зовать в выходных каскадах строчной развертки только при наличии мощных предоконечных каскадов, обеспечиваю­щих мощность, необходимую для управ­ления выходным транзистором. Так как в течение времени прямого хода тран­зистор должен работать в режиме насы­щения, то на базу необходимо подавать отрицательное напряжение, достаточное для полного отпирания транзистора. Ток базы для большинства мощных транзис­торов в режиме насыщения равен 0,5, . . .. .0,8 А. Поскольку задающий генератор не может обеспечить такой ток в цепи ба­зы выходного каскада, то в генераторах строчной развертки на транзисторах всегда имеются предоконечные каскады, выполняемые на достаточно мощных транзисторах и являющиеся усилителя­ми мощности. Предоконечный каскад выполняет также роль буферного каска­да, устраняющего влияние выходного каскада на задающий генератор.

Рис. 6.17. Форма напряжения и тока базы вы­ходного каскада. Рис. 6.18. Схема генератора строчной развертки на транзисторах

Обычно напряжение между базой и эмиттером выходного транзистора, необ­ходимое для обеспечения режима насы­щения, значительно меньше напряжения питания предоконечного каскада. Поэто­му для связи между предоконечным и выходным транзисторами используется понижающий трансформатор с коэффи­циентом трансформации и = 4... 5. Включение обмоток трансформатора должно быть таким, чтобы обеспечить поочередное отпирание предоконечного и выходного каскадов. Иначе при одно­временном запирании двух транзисторов в трансформаторе возникнут свободные колебания, которые могут существенно исказить форму управляющих им­пульсов.

В качестве примера на рис. 6.18 приведена схема генератора строчной развертки. Здесь трансформатор задающего генератора имеет -третью обмотку, которая является выход­ной и используется для управления предоко­нечным (буферным) каскадом VT2. Выходной каскад выполнен по дроссельной схеме, при­чем роль дросселя выполняет первичная обмот­ка высоковольтного трансформатора ТРЗ. Отклоняющие катушки включены в цепь коллектора непосредственно через раздели­тельный конденсатор С6, который исключает постоянную составляющую в отклоняющем токе, а также несколько искажает форму отклоняющего тока, что необходимо для коррекции искажений растра в трубках с углом отклонения более 70°. Конденсатор С7, включаемый параллельно отклоняющим катушкам, обеспечивает требуемую длительность обратного хода.

2. Задание на СРС 2.1 Отчего зависит форма напряжения выходного каскада генератора строчной развертки? 2.2 Как влияют на форму выходного напряжения межвитковые емкости отклоняющих катушек и трансформаторов? 2.3 Поясните, как на экране телевизора проявляются влияния этих межвитковых емкостей?

3.Задание на СРСП. 3.1 Каким образом получается паразитный контур в выходном каскаде строчной развертки, как устранить его влияние на стабильность пилообразного напряжения?

4. Контрольные вопросы

4.1Нарисовать графики, поясняющие влияние межвитковых емкостей катушек. 4.2 Как в схеме с генераторов разверток работают демпферные диоды, зачем они нужны? 4.3 Поясните, из каких соображений выбирают емкость демпферного диода? 4.4 Каково значение частоты паразитного контура выходного каскада строчной развертки? 4.5 Поясните принцип работы выходного каскада строчной развертки с обратной связью по питанию? 4.6 Почему напряжение на конденсаторе Сф называют «вольтодобавкой»? 4.7 Почему в каскаде на лампе с обратной связью по питанию получают выигрыш в максимальном значении отклоняющего тока? 4.8 Почему выходные каскады строчной развертки на транзисторах можно строить бестрансформаторными? 4.Поясните принцип работы генератора строчной развертки на транзисторах

Глоссарий

5.1 Генераторы разверток 5.2 Пилообразный линейный ток 5.3 Межвитковая емкость 5.4 Эмиттерный повторитель 5.5 Вольтодобавка 5.6 Бестрансформаторный выход 5.7 Паразитные колебания - Parasitic fluctuations 5.8 Одинаковая проводимость транзисторов

Лекция 10

Схемы генераторов разверток с бестрансформаторным выхо­дом.

Внедрение транзисторов и интегральных микросхем в технику телевидения привело к качест­венному изменению многих блоков теле­визора, в частности генераторов кадро­вой развертки. Относительно низкое вы­ходное сопротивление мощных транзис­торов позволило создать выходные кас­кады (усилители мощности), не требую­щие применения выходного трансформа­тора. Создание схем бестрансформатор­ных генераторов развертки сопряжено с увеличением числа используемых элемен­тов. Так, усилители мощности бестранс­форматорных генераторов, кроме мощных выходных каскадов (как правило, двухтактных) содержат предваритель­ный усилитель. Для стабилизации пара­метров генератора кадровой развертки используется отрицательная об­ратная связь, снижающая общий коэф­фициент усиления и усложняющая гене­ратор.

Достоинством бестрансформаторных генераторов кадровой развертки, опреде­ляющим их перспективность, является возможность их разработки по интег­ральной технологии.

В современных генераторах кадровой развертки применяются разнообразные схемы выходных каскадов. Рассмотрим в качестве примера некоторые из них. На рис. 6.12, а представлена схема двух­тактного выходного каскада на тран­зисторах разного типа проводимос­ти. В таких каскадах используются, как правило, парные транзисторы, об­ладающие идентичными параметрами, но разного типа проводимости.

Транзисторы VT2 и VT3 работают как эмиттерные повторители, т.е. с глу­бокой отрицательной обратной связью. При отсутствии управляющего сигнала через транзисторы протекает начальный ток I₀, обусловленный смещением меж­ду базой и транзистором каждого транзистора. Управляющий сигнал с коллектора транзистора VT1 поступает на оба транзистора выходного каскада, и они работают поочередно (в режиме АВ). Кадровые отклоняющие катушки, включены в эмиттерные цепи транзисто­ров VT2 и VT3. Поскольку по перемен­ному току оба транзистора включены параллельно, то когда один транзистор усиливает сигнал, другой не работает. При включении напряжения питания на­чинает проводить транзистор VT2. Ток протекает по цепи: плюс источника пи­тания, транзистор VT2, конденсатор С1, отклоняющие катушки, минус источни­ка питания. Под действием управляю­щего напряжения ток через транзистор нарастает до значения I_KK\2 (I_KK — размах тока в отклоняющих катуш­ках) . Конденсатор С1 за это время за­ряжается. За время обратного хода ток транзистора VT2 уменьшается до началь­ного, а ток транзистора VT3 нарастает до значения Iкк/2. Затем (в первую половину прямого хода) ток транзис­тора VT3 линейно уменьшается до зна­чения Iо. Во время работы транзисто­ра VT3 источником напряжения пита­ния для него служит заряженный кон­денсатор С1, так как в этот интервал времени источник питания практически отключен от телевизора (транзистор VT2 находится в непроводящем состо­янии). Следовательно, двухтактный вы­ходной каскад потребляет энергию от источника питания только в течение по­ловины периода кадровой развертки.

Рис. 6.12. Бестрансформаторные схемы выходных каскадов кадровой развертки

Емкость разделительного конденсато­ра С1 должна выбираться максималь­но возможной для уменьшения искаже­ний формы отклоняющего тока. Для реально применяемых отклоняющих сис­тем можно ограничиться емкостью С = 1000. . .5000 мкФ. Уменьшение ем­кости приводит к искажению формы отклоняющего тока, которое нужно учитывать при расчете корректирующих устройств.

На рис. 6.12, б представлена схема выходного каскада на транзисторах оди­накового типа проводимости. На входы транзисторов VT2 и VT3 нужно пода­вать управляющие сигналы противопо­ложной полярности. Для этого исполь­зуется фазоинверсный каскад, выпол­ненный на транзисторе VT1. Сигналы на базы выходных транзисторов пода­ются через разделительные конденса­торы С1 и С2, которые должны иметь большую емкость.

2. Задание на СРС 2.1 Почему в бестрансформаторных каскадах ставят еще один предварительный усилитель? 2.2 Для чего в генераторах кадровой развертки обратные связи? 2.3 Поясните, зачем в качестве усилительных элементов используют эмиттерные повторители?

3.Задание на СРСП. 3.1 В каком режиме работают эмиттерные повторители? 3.2 Поясните особенности работы БТ в классах А, В, АВ, чем обеспечиваются данные классы работы?

4. Контрольные вопросы

4.1Нарисовать схему выходного каскада с дроссельным выходом, пояснить работу. 4.2 Поясните, почему БТ работают попеременно? 4.3 Поясните, где включаются кадровые отклоняющие катушки? 4.4 Как проходит ток при открытом БТ2? 4.5 До какого значения возрастает ток Ikk? 4.6 Что происходит с конденсатором С2? 4.7 Что происходит с БТ2 во время обратного хода пилы? 4.8 Когда начинает проводить БТ3? 4.9 Что служит источником питания для БТ3? 4.10 В какой момент времени источник питания отключен от телевизора? 4.11 Почему емкость разделительного конденсатора выбирают максимально возможной? 4.12 Одновременно или по очереди работают БТ3 и БТ2 и почему, чем обеспечивается их открывание?

Глоссарий

5.1 Генераторы разверток 5.2 Пилообразный линейный ток 5.3 Процесс линеаризации тока 5.4 Эмиттерный повторитель 5.5 Дроссельный выход 5.6 Бестрансформаторный выход 5.7 Комплементарные транзисторы

Лекция 11

ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ КАДРОВОЙ РАЗВЕРТКИ