Тиристорная система горизонтальной развертки телевизоров

May 29, 2010 by admin Комментировать »

Система горизонтальной развертки телевизора является одновременно ин­вертором и преобразователем. Как инвертор она преобразует энергию низ­ковольтного источника постоянного напряжения в пилообразный ток стро­го определенного вида, необходимый для осуществления горизонтального движения электронного луча в кинескопе. Как преобразователь она являет­ся источником высоковольтного постоянного напряжения для ускоряющего и фокусирующего электродов кинескопа. Система горизонтальной развертки более или менее тесно связана с другими важными функциональными бло­ками телевизора, такими как схема сходимости лучей, устройство выключе­ния блока цветности при монохромном сигнале, усилитель синхроимпуль­сов и блок АРУ. Высокое качество воспроизведения телевизионного изображения на экране кинескопа в значительной степени зависит от харак­теристик системы горизонтальной развертки. Кроме того, известно, что из-за относительно больших уровней мощности при высоких пиковых значени­ях токов и напряжений, надежность телевизора в значительной степени зависит от надежности системы горизонтальной развертки.

До недавнего времени полупроводниковые варианты схем развертки по существу создавались по принципу простой замены ламп транзисто­рами. Это был естественный подход, который привел к появлению мощ­ных транзисторов с хорошо развитой технологией производства и низкой стоимостью. Однако теперь ясно, что исходный вариант, ориентирован­ный на копирование свойств ламповой системы, обладал присущим ему дефектом – форма тока, втекающего в отклоняющую катушку, сильно зависела от работы активных элементов. Именно поэтому даже дешевая модель черно-белого телевизора имела так много регулировок на задней стороне приемника.

Система горизонтальной развертки, показанная на рис. 5.7, исполь­зует тиристоры вместо мощных транзисторов, и формирует отклоняю-

clip_image002

Рис. 5.7. Схема блока горизонтальной развертки цветного телевизора. RCA Solid State Div.

щий ток, форма и временная привязка которого зависят главным обра­зом от пассивных компонент. Активными элементами являются ITR (Integrated Thyristor and Rectifier), комбинация тиристора и диода. Они были созданы после того, как анализ тиристорных инверторов показал необходимость использование диода, ограничивающего обратный выброс в таких схемах. Появление такого прибора привело не только к сокра­щению производственных издержек при изготовлении телевизоров, но также уменьшило вредные последствия индуктивности соединительных проводов. (Схему, изображенную на рис. 5.7, можно реализовать, исполь­зуя отдельные тиристоры и диоды с малым временем восстановления, если соединительные провода сделать короткими. Именно так были сде­ланы многие телевизоры до появления ITR,)

Мы не будем раскрывать многие тонкости работы этой схемы; если хотите узнать больше подробностей, то Вам следует обратиться к специ­ализированным монографиям по телевизионной технике. Тем не менее, основные моменты, характеризующие работу этой системы развертки, будут рассмотрены. Одной из интересных особенностей схемы на рис. 5.7 является ее простота по сравнению с прошлыми системами горизон­тальной развертки.

Чтобы яснее представить, что происходит в схеме, обратимся к уп­рощенному варианту, показанному на рис. 5.8. Его можно представить или с отдельными тиристорами и выпрямительными диодами, или с ITR приборами. Одна комбинация тиристор-диод обозначена как коммута­ционный переключатель, а другая подобная комбинация названа переклю­чателем прямого хода. Переключатель прямого хода формирует ток пи­лообразной формы, который перемещает электронный луч горизонтально вдоль экрана кинескопа. Как можно понять из названия, коммутационный переключатель участвует в формировании состояния «выключено», то есть длительности обратного хода.

Рис. 5.8. Упрощенная схема блока горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

clip_image004

Последовательность событий, протекающих в катушке горизонталь­ной развертки, показана на рис. 5.9. Изображены только те элементы схемы, которые участвуют в формировании каждой части сигнала. Пи­лообразный ток, приводящий в движение световое пятно вдоль экрана, обозначен через /у. Этот сигнал должен быть линеен и иметь определен­ную скорость нарастания. Частота повторения пилообразных сигналов определяется частотой импульсов, поступающих от генератора горизон­тальной развертки (15750 Гц для черно-белого телевизора, 15734 Гц для цветного).

При анализе схемы следует помнить, что диоды становятся проводя­щими, когда к ним приложено напряжение прямого смещения и, что тоже самое, справедливо для тиристоров при условии, что на управляю­щий электрод подан запускающий импульс. Обратите внимание, что стрелки направления тока на рис. 5.9 указывают техническое направле­ние тока, от плюса к минусу.

Пилообразный участок, соответствующий прямому ходу луча, явля­ется результатом колебания в контуре, образованном катушкой индук­тивности Zy и конденсатором Су. Участок обратного хода пилообразного сигнала является, прежде всего, результатом колебательного процесса в контуре, состоящем из катушки индуктивности и конденсатора С^. Оба колебательных процесса ограничены начальной частью цикла, то есть не предусмотрена возможность появления незатухающих колеба­ний.

Как часто бывает, когда действие причинно-следственных связей приводит к некоторому результату, удобно считать, что схема уже рабо­тает. Если это так, то первая половина пилообразного сигнала, опреде­ляющего прямой ход, то есть от до вызвана проводимостью диода Dj в переключателе прямого хода. Это показано на рис. 5.9А, где тиристор SCRj удален, потому что между его анодом и катодом приложено обрат­ное напряжение и, следовательно, он не пропускает ток.

В связи с прохождением сигнала в момент времени /, через нуль, ес­тественно принять, что вторая половина пилообразного сигнала прямо­го хода является результатом протекания тока через тиристор SCR^ (рис. 5.9В). Однако это не совсем так. Если бы это было справедливо, то диод

был бы удален из этой схемы. До достижения момента времени происходит дополнительное событие. Из-за него в заключительный пе­риод пилообразного сигнала ток отводится в цепь тиристора SCR^, и диод снова проводит. Однако на этот раз диод не обеспечивает путь току через катушку.

Эта ситуация поясняется рисунком 5.9С, где показан путь тока в тече­ние временного интервала — ty «Событие», упоминавшееся в предыдущем абзаце, является запуском тиристора SCR^ сигналом от генератора гори­зонтальной развертки. Цель этого запуска состоит в том, чтобы переклю­чить (закрыть) тиристор SCR^. Естественно, что переключающий импульс должен появиться в момент времени то есть до окончания пилообразно­го сигнала в момент времени . Это мера необходима для того, чтобы

clip_image006

(В) Вторая половина прямого хода развертки)

clip_image008

(С) Запуск процесса обратного хода развертки

clip_image010

(D) Первая половина обратного хода развертки

Рис. 5.9. Эквивалентные схемы и формы колебаний для схемы горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

clip_image012

(Е) Последняя половина обратного хода развертки

Рис, 5.9. (продолжение) Эквивалентные схемы и формы колебаний для схемы горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

обеспечить время, необходимое для восстановления тиристора прежде, чем на него снова будет подано прямое напряжение. И оказывается, что ток прямого хода развертки от момента до момента достаточно линеен и точен, несмотря на «заключительное» изменение пути тока.

Последовательность событий, описанных выше, приводит к комму­тации тиристора SCR^ вместе с откачкой энергии, запасенной в катушке индуктивности. Теперь начинается обратный ход. Первая половина об­ратного хода (интервал от до происходит так, как показано на рис. 5.9D. Тиристор в коммутирующем переключателе SCR^, предварительно включенный в момент времени /3,остается проводящим, обеспечивая изображенный путь тока. Теперь длительность пилообразного сигнала определяет резонансной частотой колебательного контура, состоящего из L^, и 1у. Соответственно, интервал от до намного короче чем, например, длительность пилообразного сигнала прямого хода от до (Это связано с тем, что емкость конденсатора намного больше, чем емкость конденсатора и влияние Су на частоту последовательного ре­зонанса пренебрежимо мало.)

Вторая половина цикла обратного хода (рис. 5.9Е) протекает в интер­вале между и t^. Показанная ситуация может рассматриваться как про­должение процесса, начало которого показано на рис. 5.9D. Когда в мо­мент времени сигнал обратного хода пересекает уровень нуля, путь тока изменяется, он течет теперь не через SCR^, а через D^. Это происходит из-за изменения полярности, при котором к тиристору SCR^ оказывается приложенным обратное смещение, а к диоду — прямое смещение.

Поскольку участок пилообразного сигнала обратного хода от до за­вершает отклонение луча, имеет место ситуация, показанная на рис. 5.9F. В момент времени происходит переключение обратного хода на прямой. В течение относительно короткого времени проводят оба диода и 0^, и D^. Затем, то есть в начале пилообразного сигнала прямого хода от до си­туация снова возвращается к состоянию, описанному ранее (рис. 5.9А).

События, разбитые на четыре временных интервала и изображенные на рис. 5.9, объясняют формирование пилообразного тока. Каждый интер­вал, как мы видели, характеризуется уникальной комбинацией проводящих и непроводящих переключающих элементов. Однако система не является автоколебательной. Чтобы установить циклический характер работы, в до­полнение к рассмотренным цепям необходимо рассмотреть и другие цепи.

На рис. 5.9D, 5.9Е и 5.9F можно увидеть, что через дроссель в те­чение всего интервала обратного хода (от /5 до Q течет ток. В течение одной половины этого временного интервала ток дросселя течет че­рез SCR^, а в течение второй половины — через D^. В результате энергия хранится в виде магнитного поля дросселя L^. Когда в момент времени пилообразный сигнал обратного хода завершается, коммутационный переключатель (тиристор SCR^ и диод D^) выключается. Магнитное поле дросселя исчезает, вызывая напряжение противоэдс, которое заряжа­ет конденсатор С^. Этот процесс заряда продолжается в течение прямо­го хода до момента t^. Таким образом, энергия, необходимая для формирования нового пилообразного сигнала обратного хода от до t^, зара­нее накоплена в конденсаторе Q. Если бы этой энергии не было, то ра­бота схемы просто прекратилась бы в конце пилообразного сигнала пря­мого хода в момент времени

Чтобы объяснить формирование периодически повторяющегося тока пилообразной формы следует описать еще один механизм работы схемы. На рис. 5.9Н цепь управляющего электрода тиристора SCR^ показана со­единенной с вторичной обмоткой заряжающей катушки индуктивности L^^. Благодаря этому соединению, тиристор SCR^ подготовлен для вклю­чения в тот момент времени t^, когда между анодом и катодом появля­ется прямое напряжение. Это ситуация поясняется рисунками 5.9А и 5.9В. В частности сигнал, присутствующий на управляющем электроде ^САТЕ» показан на рис. 5.9А. Без этого возвращения тиристора SCR^ в ис­ходное состояние работа схемы прекратилась бы в момент

Формирование высоковольтного постоянного напряжения осно­вано на использовании кратковременного пилообразного сигнала обратного хода развертки от момента до момента t^. Импульсы наве­денной противо-эдс, появляющиеся на вторичной обмотке высоковоль­тного трансформатора имеют намного более высокий уровень напряже­ния, чем он был бы в случае возбуждения первичной обмотки синусоидальным сигналом. Как показано на рис. 5.7, еще больший уро­вень достигается с помощью умножителя постоянного напряжения, в данном случае утроителем напряжения. Система горизонтальной развер­тки, описанная выше, в той мере, в какой это касается высоковольтной цепи постоянного тока, является в прямом смысле преобразователем напряжения обратного хода. Часто высоковольтная цепь постоянного тока связана со стабилизатором напряжения, чтобы стабилизировать размер и яркость изображения при изменении таких переменных факто­ров как температура и напряжение сети.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты