Что такое глина в телевизоре

Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) представляют собой электронные устройства, напряжение на вы­ходе которых в течение некоторого времени изменяется по линей­ному закону. Часто такое напряжение меняется периодически.

Если напряжение изменяется от меньшего значения к боль­шему (по абсолютному значению), то его называют линейно на­растающим, если от большего значения к меньшему, то — линей­но падающим. Периодически изменяющееся напряжение называют пилообразным. Подобные генераторы широко применяются в ап­паратуре связи, телевидении, радиолокации. Наиболее часто их используют для создания временной развертки луча в электрон­но-лучевых трубках осциллографов, телевизоров и т. п.

Другой важной областью применения пилообразного напряже­ния является преобразование напряжения во временной интервал в устройствах фазоимпульсной модуляции сигналов, при срав­нении токов и напряжений и при замене напряжения цифровым кодом и т. п.

В практически используемых схемах генераторов линейно из­меняющегося напряжения заложен принцип заряда и разряда кон­денсатора через резистор при подаче на вход перепада напряже­ния. Схемные варианты, реализующие этот принцип, различаются лишь методами улучшения параметров формируемого напряжения.

Первоисточник глины без научной лжи. | Что такое глина?

ПРОСТЕЙШИЙ ГЕНЕРАТОР ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Простейшая схема ГЛИН приведена на рис. 12. Линейно из­меняющееся напряжение образуется при заряде конденсатора С через резистор Rк от источника Ек. Транзистор VT, работающий в ключевом режиме, переключает конденсатор с заряда на раз­ряд. Временные диаграммы, поясняющие работу простого ГЛИН, приведены на рис.

13..

В исходном состоянии до момента t1 транзистор закрыт поро­говым напряжением Un, конденсатор С заряжен до напряжения Ек. В момент t1 на его вход поступают импульсы положительной полярности. При поступлении первого импульса транзистор откры­вается и конденсатор разряжается через открытый транзистор.

Длительность импульсов, отпирающих транзистор, устанавлива­ется такой, чтобы конденсатор мог разрядиться практически пол­ностью. В момент t2 действие импульса заканчивается, транзи­стор запирается и начинается заряд конденсатора в цепи +Ек, RК, C, Ек с постоянной времени RК * С. В этом случае выход­ная цепь генератора представляет собой удлиняющую RС-цепь, в которой напряжение источника является входным. Напряжение на выходе такой цепи меняется по экспоненциальному закону, стре­мясь к Ек.

Подаваемый в момент времени t3 второй отпирающий импульс открывает транзистор и прерывает процесс нарастания напряже­ния на конденсаторе. Если интервал времени между отпирающи­ми импульсами значительно меньше постоянной времени заряда, то в промежутках между входными им­пульсами на выходе генератора формируется линейно нарастаю­щее напряжение. Выходное напряжение ГЛИН описывается выражением:

Линейно-нарастающее напряжение характеризуется рядом ос­новных параметров. Рассмотрим их на примере напряжения, фор­мируемого простейшим ГЛИН. На рис. 13 поясняются некоторые из параметров: tпр —длительность прямого хода (время, в тече­ние которого происходит заряд конденсатора С через резистор RК), to —длительность обратного хода (время восстановления) — время, в течение которого происходит разряд конденсатора С; T = tnp + to — период повторения пилообразных импульсов; Um— амплитуда пилообразных импульсов; α—коэффициент нелиней­ности.

Галилео. Глина 🏺 Clay

Известно, что линейная функция характеризуется постоянст­вом производной во всех ее точках. Поэтому отклонение от линей­ного закона можно оценивать коэффициентом нелинейности, оп­ределяемым как относительное изменение производной функ­ции, т. е.

В простейшем ГЛИН Uвых = Uс и это соотношение принима­ет вид:

где (duС./dt)НАЧ и (duС./dt)КОН — скорость изменения напряжения на конденсаторе в начале и конце прямого хода.

Параметр α характеризует степень отклонения кривой напря­жения на конденсаторе от линейно-изменяющегося закона. Этот параметр может быть определен также через ток, протекающий через конденсатор в процессе заряда. Известно, что duС /dt = Ic / C, подставляя это соотношение в предыдущее выражение получаем:

где IC НАЧ и IC КОН — токи, заряжающие конденсатор в начале и кон­це прямого хода.

Из полученного соотношения видно, что напряжение на кон­денсаторе будет изменяться по линейному закону в том случае, если ток, протекающий через конденсатор, в процессе его заря­да не меняется, т. е. IC НАЧ = IC КОН. Таким образом, степень нели­нейности определяется относительным изменением тока, протека­ющего через конденсатор, в процессе формирования линейного напряжения. Изменение же тока связано с тем, что по мере за­ряда конденсатора напряжение на нем меняется, вызывая измене­ние напряжения на Rк, а следовательно, и тока в цепи.

Пользуясь последней формулой, определим коэффициент α для простейшего ГЛИН. Пренебрегаем по сравнению с Ек падением напряжения на Rк от тока / кво. Тогда:

где Uм — напряжение на зарядившемся кон­денсаторе к концу прямого хода. После несложных преобразование можно получить:

Отсюда видно, что коэффициент нелинейности в простейшем ГЛИН можно уменьшить, увеличив τзар = Rк * С или уменьшив tпр. Объясняется это тем, что в обоих случаях уменьшается длитель­ность используемого участка экспоненты, а чем меньше использу­емый участок, тем он ближе к линейному.

Последней характеристикой линейно-изменяющегося напряже­ния является коэффициент использования напряжения источни­ка питания β, который показывает, насколько амплитуда пилооб­разного напряжения меньше амплитуды, до которой мог бы за­рядиться конденсатор:

Сравнивая последние формулы для схемы простого генератора, мо­жно сделать вывод о том, что для нее α = β, т. е. коэффициент не­линейности равен коэффициенту использования. Это существен­ный недостаток простой схемы ГЛИН, поскольку уменьшение α приводит и к уменьшению β. Если, например, требуется обеспечить коэффициент нелинейности α = 1%, то амплитуда выходного на­пряжения будет составлять только 0,01 Ек.

Значительно улучшить параметры ГЛИН можно используя операционные усилители с обратными связями, которые обладают очень большим коэффициентом усиления. Рассмотрим некоторые из них.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)

• Принцип получения пилообразного напряжения заключается в медленном заряде (или разряде) конденсатора через большое сопротивление во время прямого хода и в быстром его разряде (или заряде) через малое сопротивление во время обратного хода.

• Основой ГЛИН является емкость, через

которую от источника тока (И Т)

протекает постоянный ток, благодаря чему

при разомкнутом ключевом устройстве (К)

напряжение на емкости изменяется по

• При замыкании К емкость

разряжается через сопротивление К

Схема простейшего ГЛИН и его АЧХ:

Режимы работы ГЛИН:

• ждущем режиме (для получения ЛИН нужен внешний импульс напряжения)

• автоколебательном режиме (ЛИН формируется регулярно)

Типы ГЛИН:

• с интегрирующей RC-цепочкой

• с токостабилизирующим двухполюсником

• с компенсирующей обратной связью (ОС)

ГЛИН с интегрирующей RC-цепочкой:

Интегрирующая RC – цепочка:

RС-цепочка является основой этого вида ГЛИН

На начальном участке экспоненты скорость изменения напряжения примерно постоянна и при малых значениях t формируется ЛИН

Реализация генератора на основе транзисторного ключа:

ГЛИН с интегрирующей RC -цепочкой может быть реализован на основе транзисторного ключа. D(Eф)-диодный ограничитель (используется для предотвращения пробоя транзистора)

• До момента времени t1 транзисторный ключ находится в режиме

• В момент времени t1 транзистор входит в режим отсечки: емкость

заряжается от источника через сопротивление Rk.

• В момент времени t2 транзистор опять входит в режим насыщения:

емкость через малое сопротивление промежутка коллектор-эмиттер разряжается.

Достоинства и недостатки:

Достоинства:

Недостатки:

для получения малого коэффициента нелинейности необходимо, чтобы напряжение генератора U было гораздо (на порядок и более) больше амплитуды ЛИН.

ГЛИН с токостабилизирующим двухполюсником:

Принцип построения:

Токостабилизирующий двухполюсник обеспечивает протекание через ГЛИН постоянного тока независимо от приложенного напряжения. Через двухполюсник R и емкость С протекает ток iR:

Схема:

По принципу действия данный генератор аналогичен ГЛИН с интегрирующей RC – цепочкой, но теперь вместо сопротивленияRк используется токостабилизирующий двухполюсник.

Токостабилизирующий двухполюсник на основе транзистора:

При постоянном токе базы даже при значительном уменьшении напряжения

коллекторный ток транзистора уменьшается незначительно. При этом рабочая точка смещается из А в С.

Недостаток схемы ГЛИН и его устранение:

Недостаток:

При подключении к выходу (к емкости С) сопротивления нагрузки искажается линейность выходного напряжения. Избежать этого можно, реализовав ГЛИН так

ГЛИН с компенсирующей обратной связью (ОС):

Принцип действия:

• Компенсирующее напряжение повторяет напряжение на емкости при размыкании ключа и заряде

этой емкости от источника.

• Поскольку включено встречно к напряжению на С, то напряжение,

приложенное к R постоянно. Следовательно, ток, проходящий через С и R, также постоянен.

Структурная схема:

• UR = E + Uвых – Uc

• Uвых = K*Uc = Uc (K=1)

• IR = (E + Uвых – Uc)/R

• IR = E/R=const

Так как ток через емкость постоянен, то напряжение на выходе меняется линейно.

Принципиальная схема:

Т1 – насыщенный транзисторный ключ

Т2 – эмиттерный повторитель

Для обеспечения постоянства тока нужно, чтобы за время формирования прямого хода напряжение на емкости Со сохранялось постоянным, поэтому величину емкости Со выбирают как можно большей.

Реализация ГЛИН с использованием операционного усилителя:

В момент времени t1 ключ К размыкается и осуществляется прямой ход.

В момент времени t2 ключ замыкается, емкость С разряжается и на выходе

устанавливается нулевое напряжение.

АЧХ:

Применение:

• для развертки электронного луча в электроннолучевых трубках телевизионных, осциллографических и радиолокационных устройств

• в схемах сравнения для задержки импульсов во времени

• в преобразователях “напряжение-временной интервал”

• в широтно-импульсных модуляторах

Классификация Триггеров

Триггер — устройство, имеющее два устойчивых состояния, называют триггером. Он имеет два выхода, один из них называют прямым, а другой — инверсным. Потенциалы на них взаимно инвертированы: лог. 1 на одном выходе соответствует лог. 0 на другом.

С приходом переключающих (запускающих) сигналов переход триггера из одного состояния в другое происходит лавинообразно, и потенциалы на выходах меняются на противоположные.

Источник: studopedia.su

Генераторы линейно изменяющего напряжения (ГЛИН).

ГЛИН представляют собой электронные устройства, выходное напряжение которых в течение некоторого времени изменяется по линейному закону. Часто такое напряжение меняется периодически. В этом случае ГЛИН называется генератором пилообразного напряжения (ГПН) или генератором напряжения треугольной формы (рис. 3, а, б).

Если напряжение меняется от минимального значения к максимальному (по абсолютной величине), то его называют линейно-нарастающим напряжением. Если меняется от максимального значения к минимальному — линейно-падающим.

ГЛИН нашли широкое применение в отклоняющих системах осциллографов, телевизоров, в радиолокации, в преобразователях “напряжение-временной интервал”, широтно-импульсных модуляторах и т.д.

ГЛИН строятся на принципе заряда и разряда конденсатора. Схема простейшего ГПН, работающего по принципу заряда конденсатора, показана на рис. 3, в. Она состоит из времязадающего конденсатора С, резистора Rк и транзисторного ключа VT1. На вход транзисторного ключа подается последовательность прямоугольных импульсов с заданным интервалом между импульсами и длительностью (рис. 3, г).

Когда на базе транзистора нулевое напряжение (промежуток времени между импульсами), транзистор закрыт и происходит заряд конденсатора через резистор Rк. Если постоянная времени цепи Rк C достаточно большая, т.е. существенно больше периода следования прямоугольных импульсов, напряжение на конденсаторе нарастает линейно. Заряд конденсатора продолжается до поступления импульса, открывающего транзистор VT. Когда транзистор открывается, начинается процесс разряда конденсатора. Интервал времени между отпирающими импульсами должен быть достаточным для полного разряда конденсатора С.

Напряжение на конденсаторе изменяется по закону:

,

где t = RC — постоянная времени цепи, состоящей из Rк и С; t — текущее значение времени, когда t=0, Uс = Еп(1- 1) = 0.

Известно, что функцию ех можно представить в виде степенного ряда

.

тогда, используя это выражение для случая заряда конденсатора при t

Uc = Eп(1- ,

Очевидно, что в случае использования этого процесса в ГПН, t = tи = tзар; t = Rк С, тогда

.

Линейно изменяющееся напряжение Uc (t) характеризуется рядом параметров:

— длительностью прямого хода tпр, т.е. временем, в течение которого конденсатор заряжается через сопротивление Rк до напряжения Uc;

— длительностью обратного хода to (время восстановления) — это время, в течение которого происходит разряд конденсатора;

— периодом повторения линейно изменяющегося напряжения (пи-лообразных импульсов) T = to + tпр;

— амплитудой пилообразных импульсов Um;

— коэффициентом нелинейности g.

Одним из самых важных параметров ГЛИН является коэффициент нелинейности. Для определения g воспользуемся известным утверждением, что линейная функция характеризуется постоянством производной во всех её точках, поэтому отклонение от линейного закона можно оценить коэффициентом нелинейности. Нелинейность определяется максимальным отклонением реальной формы сигнала от идеальной линейной формы. Коэффициент нелинейности находят как отношение изменений производных функции в начале и в конце процесса нарастания

.

Учитывая, что dUc/dt = ic/C, где ic — ток заряда конденсатора, можно получить удобное для расчетов выражение

,

где iн — ток заряда конденсатора в начале процесса (импульса); iк — ток заряда к моменту окончания импульса.

Если пренебречь обратным током транзистора и током утечки конденсатора iн можно определить как

В конце импульса напряжение, заряжающее конденсатор С, будет меньше напряжения источника питания на величину Um, следовательно, ток в конце будет определяться как

.

Простейший генератор линейного напряжения характеризуется также коэффициентом использования напряжения источника питания

Если подставить значение Um в выражение для коэффициента использования напряжения источника питания, получим

x = .

Из полученного выражения для коэффициента нелинейности следует, что чем лучше линейность пилообразного напряжения, тем меньше амплитуда напряжения ГЛИН. Например, если напряжение источника питания 10 В, для получения коэффициента нелинейности g = 1 % амплитуда напряжения импульсов ГПН не должна превышать 0,1 В.

Для повышения коэффициента использования напряжения питания при малых значениях коэффициента нелинейности применяются стабилизаторы постоянного тока (ГСТ). Действительно, из выражения для g видно, что при обеспечении постоянства тока заряда (для линейно падающего напряжения — тока разряда) iн = iк, следовательно ®g0.

Схема простого генератора пилообразного напряжения со стабилизатором тока в цепи разряда конденсатора показана на рис. 4, а. Заряд конденсатора осуществляется через транзистор VT1 и сопротивление Rк. За время заряда напряжение на конденсаторе достигает практически напряжения источника питания. Когда приходит на базу транзисторов нулевой уровень, первый транзистор закрывается, а транзистор VT2 переходит в режим генератора стабильного тока (ГСТ) и через него протекает стабильный постоянный ток разряда конденсатора (рис. 4, б).

При определении коэффициента нелинейности импульсов этого генератора пилообразного напряжения необходимо учитывать влияние сопротивления нагрузки Rн на процесс разряда конденсатора. Ток через сопротивление нагрузки обусловлен напряжением на конденсаторе и в конце разряда он равен нулю, так как к концу разряда Uc = 0. С учетом высказанных соображений можно получить выражение для коэффициента нелинейности ГПН с генератором стабильного тока.

.

Из полученного выражения следует, что для уменьшения g желательно использовать высокоомные нагрузки или же уменьшать амплитуду импульса сигнала.

Источник: megaobuchalka.ru