2 Схема глин
В качестве ГЛИН использована схема с положительной обратной связью (ПОС) на операционных усилителях. Причем, в схеме применена как положительная, так и отрицательная обратная связь (ООС), что обеспечивает высокую линейность выходного напряжения. Для дискретного изменения длительности развертки предусмотрен набор конденсаторов.
Рисунок 2 - Принципиальная схема ГЛИН
В исходном состоянии ключевой транзистор VT1 открыт, насыщен, емкость С1 разряжена.
С приходом запускающего импульса отрицательной полярности происходит запирание транзистора, одновременно начинается заряд емкости от источника +Е через резисторы R3 и R3’.
Для того чтобы длительность рабочего хода определялась только параметрами схемы генератора, и не зависела от длительности входного импульса, на входе ГЛИН использован триггер на ОУ.
Во время рабочего хода увеличивается разность потенциалов между входами ОУ, идет генерация ЛИН. По окончании входного импульса положительный перепад отпирает транзистор VT1 и емкость C1 разряжается коллекторным током через открытый диод VD1 [5].
За время обратного
хода
происходит восстановление схемы ГЛИН,
т.е. луч ЭЛТ возвращается в исходное
состояние. Емкость С2 - форсирующая, её
назначение во временном увеличении
токов включения и выключения на время
переходных процессов. В установившемся
режиме используется ненасыщенный режим
работы транзистора. Номинал выбран
.
Согласно техническому заданию минимальный и максимальный период сигнала равны:
(2.1)
. (2.2)
Так как на экране отображается полтора периода сигнала, то длительности прямого хода:
, (2.3)
. (2.4)
Горизонтальный размер экрана индикатора равен 133 мм. С учетом того, что одно деление равняется 10 мм, получено 13 делений, первый диапазон равен:
. (2.5)
Первый диапазон выбран: 2 мс/дел, тогда Tр = 16 мс. Таким образом, весь диапазон измеряемых времен разобьем на поддиапазоны:
2 мс/дел, Tр = 2,0 мс,
5 мс/дел, Tр = 5,0 мс,
10 мс/дел, Tр = 10 мс,
20 мс/дел, Tр = 20 мс,
50 мс/дел, Тр = 50 мс.
В схеме использованы следующие элементы:
- операционный усилитель НА-2840;
- транзистор 2Т385А-2;
- диод ГД402А.
Параметры данных элементов приведены в Приложении А.
Для обеспечения хорошей линейности, постоянная времени цепи заряда емкости (рабочий ход) задана в 2 раза больше периода развертки. Номиналы сопротивлений заданы исходя из следующих соображений:
для обеспечения наилучшей линейности в генераторе выполняется соотношение
;
для исключения влияния входных сопротивлений операционного усилителя
и
.
С учетом этих условий выбраны номиналы сопротивлений:
.
. (2.6)
Для граничных значений длительности входного импульса соответствующие значения емкостей рассчитаны по формуле:
. (2.7)
Таблица 1 - Значения емкостей различных разверток
Время развертки
|
Значение емкости
|
Номинал основной емкости
|
Номинал
корректирующей подстроечной емкости
|
2 |
53,3 |
510000 |
2400 |
5 |
133 |
0,13 мкФ |
3300 |
10 |
267 |
0,24 мкФ |
0,027 мкФ |
20 |
533 |
0,51 мкФ |
0,51 мкФ |
50 |
1,33 |
1,3 мкФ |
1,3 мкФ |
Для первого
диапазона
- максимальное
напряжение развертки
на выходе схемы,
– максимальное напряжение на емкости,
p
– коэффициент нелинейности,
– время обратного хода.
. (2.8)
Относительный коэффициент усиления :
. (2.9)
учитывает конечность дифференциального коэффициента усиления ОУ Kd=1600.
, (2.10)
. (2.11)
С выхода триггера
управляющее напряжение поступает на
разрядный ключ и в режиме удержания
ключа в открытом состоянии имеет
значение, отличающееся от положительного
напряжения питания Е = +10 В на величину
(1÷2)
В. Выходное напряжение триггера в
исходном состоянии принято равным
,
тогда для простейшего ГЛИН с интегрирующей
цепью при большой степени насыщения
ключевого транзистора справедливо
. (2.12)
Выбран номинал 2,4 кОм для сопротивления R5, он удовлетворяет условию нагрузки ОУ, на основе которого построен триггер управления, а именно - сопротивление нагрузки ОУ должно быть не менее 2 кОм.