หัวข้อ: เครื่องกำเนิดทางลาดและหมุนเวียน.

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย (GPI)

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น

เครื่องกำเนิดกระแสเปลี่ยนเชิงเส้น

วรรณกรรม:

Bramer Yu.A. , Pashchuk I.N. เทคโนโลยีแรงกระตุ้น - ม.: ม.ต้น, 2528. (220-237).

Bystrov Yu.A. , Mironenko I.G. วงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่างๆ - ม.: ม.ต้น, 2532. - ส. 249-261,267-271.

1. ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย (GPI)

ฟันเลื่อยตึง เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าซึ่งบางครั้งจะเปลี่ยนไปตามกฎเชิงเส้น (เพิ่มขึ้นหรือลดลง) แล้วกลับสู่ระดับเดิม

แยกแยะ:

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเชิงเส้น

แรงดันตกเชิงเส้น

เครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย - อุปกรณ์ที่สร้างลำดับพัลส์ฟันเลื่อย

การแต่งตั้งเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย

ได้รับการออกแบบเพื่อให้ได้แรงดันและกระแสที่แปรผันตามเวลาตามกฎเชิงเส้น

การจำแนกประเภทของเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย:

ตามฐานองค์ประกอบ:

บนทรานซิสเตอร์

บนโคมไฟ;

บนวงจรรวม (โดยเฉพาะใน op-amps);

โดยได้รับการแต่งตั้ง:

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย (GPN) (ชื่ออื่น - เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแปรผันเชิงเส้น - CLAY);

เครื่องกำเนิดกระแสฟันเลื่อย (GPT) (ชื่ออื่น - เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเชิงเส้น - GLIT);

โดยวิธีการเปิดสวิตช์องค์ประกอบ:

วงจรต่อเนื่อง

วงจรขนาน

ตามวิธีการเพิ่มความเป็นเส้นตรงของแรงดันที่สร้างขึ้น:

ด้วยองค์ประกอบคงตัวในปัจจุบัน

ประเภทค่าตอบแทน

อุปกรณ์กำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย:

การก่อสร้างขึ้นอยู่กับคีย์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนตัวเก็บประจุจากประจุเป็นประจุไฟฟ้า

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อย

ดังนั้นหลักการของการได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงนั้นอธิบายโดยกระบวนการชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุ (วงจรรวม) แต่เพราะว่า จะต้องสลับการมาถึงของพัลส์บนวงจรรวมมันถูกใช้ คีย์ทรานซิสเตอร์.

รูปแบบที่ง่ายที่สุดของเครื่องกำเนิดพัลส์ฟันเลื่อยและการทำงานของมัน

แผนผังการทำงานของ GUI มีดังนี้:

วงจรขนาน:

เมื่อเปิด กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ตัวเก็บประจุจะถูกประจุอย่างช้าๆผ่านความต้านทาน R ต่อค่า E ทำให้เกิดพัลส์ฟันเลื่อย เมื่อปิดกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ ตัวเก็บประจุจะคายประจุออกมาอย่างรวดเร็ว

พัลส์เอาต์พุตมีรูปแบบดังต่อไปนี้:

เมื่อขั้วของแหล่งจ่ายไฟ E กลับด้าน รูปคลื่นของเอาต์พุตจะสมมาตรตามแกนเวลา

โครงการอนุกรม:

เมื่อปิดกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จอย่างรวดเร็วตามค่าของแหล่งพลังงาน E และเมื่อเปิดออก จะถูกคายประจุผ่านความต้านทาน R ทำให้เกิดแรงดันฟันเลื่อยที่ตกลงมาในแนวตรง ซึ่งมีรูปแบบดังนี้:

เมื่อขั้วของแหล่งจ่ายไฟกลับด้าน รูปร่างของแรงดันเอาต์พุต U ออก (t) จะเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟที่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง

ดังนั้นจึงสามารถเห็นได้ (สามารถสังเกตได้ว่าเป็นข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่ง) ว่ายิ่งแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุมากเท่าใด ความไม่เชิงเส้นของพัลส์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เหล่านั้น. จำเป็นต้องสร้างพัลส์เอาต์พุตที่ส่วนเริ่มต้นของประจุเอ็กซ์โพเนนเชียลหรือเส้นโค้งการปลดปล่อยของตัวเก็บประจุ

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อยสำหรับ varicaps

เมื่อทำงานกับเครื่องกำเนิดความถี่สูงที่ปรับได้โดย Varicap จำเป็นต้องสร้างเครื่องกำเนิดควบคุมแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อยสำหรับมัน มีวงจรกำเนิด "เลื่อย" มากมาย แต่ไม่พบวงจรใดที่เหมาะสมเพราะ ในการควบคุมวาริแค็ป จำเป็นต้องใช้แรงดันเอาต์พุต 0 - 40V เมื่อขับเคลื่อนด้วย 5V จากการไตร่ตรองรูปแบบต่อไปนี้จึงกลายเป็น

แรงดันไฟฟ้าของฟันเลื่อยถูกสร้างขึ้นบนตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งกระแสการชาร์จจะถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R1-R2 และ (ในระดับที่น้อยกว่ามาก) พารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์ของกระจกปัจจุบัน VT1-VT2 ความต้านทานภายในที่ค่อนข้างใหญ่ของแหล่งจ่ายกระแสไฟทำให้สามารถรับแรงดันเอาต์พุตเชิงเส้นสูงได้ (ภาพด้านล่าง สเกลแนวตั้ง 10V / div) ปัญหาทางเทคนิคหลักในวงจรดังกล่าวคือวงจรคายประจุของตัวเก็บประจุ C1 โดยปกติแล้วจะใช้ทรานซิสเตอร์แบบแยกเดี่ยว ไดโอดอุโมงค์ ฯลฯ เพื่อจุดประสงค์นี้ ในวงจรข้างต้น การคายประจุถูกผลิตโดย ... ไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำให้ง่ายต่อการตั้งค่าอุปกรณ์และเปลี่ยนตรรกะของการทำงาน เนื่องจาก การเลือกองค์ประกอบวงจรจะถูกแทนที่ด้วยการปรับโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์

แรงดันไฟฟ้าข้าม C1 ถูกตรวจสอบโดยตัวเปรียบเทียบที่ติดตั้งในไมโครคอนโทรลเลอร์ DD1 อินพุตกลับด้านของตัวเปรียบเทียบเชื่อมต่อกับ C1 และอินพุตที่ไม่กลับด้านไปยังแหล่งแรงดันอ้างอิงบน R6-VD1 เมื่อแรงดันไฟฟ้าบน C1 ถึงค่าอ้างอิง (ประมาณ 3.8V) แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะกระโดดจาก 5V เป็น 0 ช่วงเวลานี้จะถูกตรวจสอบโดยซอฟต์แวร์และนำไปสู่การกำหนดค่าพอร์ต GP1 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ใหม่จากอินพุตไปยังเอาต์พุตและ ใช้ระดับตรรกะ 0 กับมัน เป็นผลให้ตัวเก็บประจุ C1 ถูกลัดวงจรไปที่กราวด์ผ่านทรานซิสเตอร์แบบเปิดของพอร์ตและคายประจุเร็วพอ เมื่อสิ้นสุดการคายประจุ C1 ที่จุดเริ่มต้นของรอบถัดไป เอาต์พุต GP1 จะได้รับการกำหนดค่าอีกครั้งเป็นอินพุต และสร้างพัลส์ซิงค์แบบสี่เหลี่ยมสั้นที่เอาต์พุต GP2 ด้วยแอมพลิจูด 5V ระยะเวลาของการปล่อยและการซิงโครไนซ์พัลส์ถูกกำหนดโดยซอฟต์แวร์และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้างเพราะ ไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกโอเวอร์คล็อกโดยออสซิลเลเตอร์ภายในที่ความถี่ 4 MHz เมื่อเปลี่ยนความต้านทาน R1 + R2 ภายใน 1K - 1M ความถี่ของพัลส์เอาต์พุตที่ความจุ C1 ที่ระบุจะเปลี่ยนจากประมาณ 1 kHz เป็น 1 Hz
แรงดันฟันเลื่อยที่ C1 ถูกขยายโดย op-amp DA1 จนถึงระดับของแรงดันไฟที่จ่าย แอมพลิจูดของแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R5 การเลือกประเภทของ op-amp นั้นเกิดจากความเป็นไปได้ของการทำงานจากแหล่งสัญญาณ 44V แรงดันไฟฟ้า 40V เพื่อจ่ายไฟให้กับ op-amp นั้นได้มาจาก 5V โดยใช้ ตัวแปลงพัลส์บนชิป DA2 ที่เปิดใช้งานโดย โครงการมาตรฐานจากแผ่นข้อมูลของเธอ ความถี่ในการทำงานของตัวแปลงคือ 1.3 MHz
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบบนกระดานขนาด 32x36 มม. ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุส่วนใหญ่เป็นขนาด 0603 ข้อยกเว้นคือ C4 (0805), C3 (1206) และ C5 (แทนทาลัม, เฟรม A) ตัวต้านทาน R2, R5 และขั้วต่อ J1 ติดตั้งอยู่ที่ด้านหลังของบอร์ด เมื่อประกอบ คุณควรติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์ DD1 ก่อน จากนั้นสายไฟจากขั้วต่อโปรแกรมเมอร์จะถูกบัดกรีชั่วคราวกับตัวนำของบอร์ดและโหลดโปรแกรมที่แนบมา โปรแกรมถูกดีบั๊กในสภาพแวดล้อม MPLAB โปรแกรมเมอร์ ICD2 ถูกใช้สำหรับการโหลด

แม้ว่าอุปกรณ์ที่อธิบายไว้จะแก้ปัญหาได้และยังคงทำงานเป็นส่วนหนึ่งของตัวสร้างการกวาดได้สำเร็จ แต่หากต้องการขยายขีดความสามารถ โครงร่างข้างต้นถือได้ว่าเป็นแนวคิดมากกว่า ขีด จำกัด ความถี่บนในวงจรนี้ถูก จำกัด ด้วยเวลาปล่อย C1 ซึ่งจะถูกกำหนดโดย ความต้านทานภายในพอร์ตเอาท์พุททรานซิสเตอร์ เพื่อเพิ่มความเร็วในกระบวนการคายประจุ ขอแนะนำให้ปล่อย C1 ผ่าน MOSFET ความต้านทานต่ำแยกต่างหาก ในกรณีนี้ สามารถลดเวลาหน่วงของซอฟต์แวร์ลงได้อย่างมากสำหรับการคายประจุ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการคายประจุของตัวเก็บประจุอย่างสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้ แรงดันเอาต์พุตของเลื่อยจึงลดลงเกือบ 0V (ซึ่งเป็นหนึ่งใน ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์) เพื่อให้การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีเสถียรภาพทางความร้อน ขอแนะนำให้ใช้ทรานซิสเตอร์ PNP สองตัวในแพ็คเกจเดียวเป็น VT1-VT2 ที่ความถี่ต่ำของพัลส์ที่สร้างขึ้น (น้อยกว่า 1 Hz) ความต้านทานสุดท้ายของเครื่องกำเนิดกระแสจะเริ่มส่งผลกระทบซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพในความเป็นเส้นตรงของแรงดันฟันเลื่อย สถานการณ์สามารถปรับปรุงได้โดยการติดตั้งตัวต้านทานในตัวปล่อย VT1 และ VT2

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า SAWTOOL- เครื่องกำเนิดการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้น (กระแส) ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างเป็นระยะ แรงดันไฟฟ้า (กระแส) ฟันเลื่อย หลัก วัตถุประสงค์ของ H. p. n. คือการควบคุมการกวาดเวลาของลำแสงในอุปกรณ์โดยใช้หลอดรังสีแคโทด จี พี น. ยังใช้ในอุปกรณ์สำหรับเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า การหน่วงเวลา และการขยายตัวของพัลส์ เพื่อให้ได้แรงดันฟันเลื่อยจะใช้กระบวนการ (การคายประจุ) ของตัวเก็บประจุในวงจรที่มีค่าคงที่เวลามาก G. p. ที่ง่ายที่สุด (รูปที่ 1 ก) ประกอบด้วย วงจรรวม RCและทรานซิสเตอร์ที่ทำหน้าที่ควบคุมคีย์เป็นระยะๆ แรงกระตุ้น ในกรณีที่ไม่มีพัลส์ทรานซิสเตอร์จะอิ่มตัว (เปิด) และมีความต้านทานต่ำของส่วนตัวเก็บประจุ - อิมิตเตอร์, ตัวเก็บประจุ จากปลดประจำการ (รูปที่ 1, b) เมื่อใช้พัลส์สวิตชิ่งทรานซิสเตอร์จะปิดและตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จจากแหล่งพลังงานที่มีแรงดันไฟฟ้า - อีทู- หลักสูตรตรง (ทำงาน) แรงดันขาออก G. p. n. นำมาจากตัวเก็บประจุ จาก,การเปลี่ยนแปลงตามกฎหมาย. ที่ส่วนท้ายของพัลส์สวิตชิ่ง ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นและตัวเก็บประจุ จากปล่อยอย่างรวดเร็ว (ย้อนกลับ) ผ่านตัวปล่อยความต้านทานต่ำ - ตัวสะสม หลัก ลักษณะ G. p. n.: แอมพลิจูดแรงดันฟันเลื่อย, ค่าสัมประสิทธิ์. ความไม่เชิงเส้นและสัมประสิทธิ์ โดยใช้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ เมื่ออยู่ในแผนนี้

เวลาทำงานไปข้างหน้า ตู่ p และความถี่ของแรงดันฟันเลื่อยถูกกำหนดโดยระยะเวลาและความถี่ของพัลส์สวิตชิ่ง

ข้อเสียของ G. p. ที่ง่ายที่สุด เล็ก เกที่เล็ก ค่าที่ต้องการของ e อยู่ในช่วง 0.0140.1 โดยมีค่าน้อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เปรียบเทียบและหน่วงเวลา ความไม่เป็นเชิงเส้นของแรงดันฟันเลื่อยระหว่างจังหวะไปข้างหน้าเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสไฟชาร์จลดลงเนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าลดลง . ค่าคงที่โดยประมาณของกระแสไฟชาร์จทำได้โดยการรวมอุปกรณ์สองขั้วที่มีความเสถียรของกระแสไฟไม่เป็นเชิงเส้น (ที่มีทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศ) ไว้ในวงจรประจุ ใน G. p. และ . ในจีพี บวก แรงดันไฟย้อนกลับ แรงดันฟันเลื่อยเอาท์พุตจะถูกป้อนเข้าสู่วงจรการชาร์จเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าชดเชย ในกรณีนี้กระแสไฟชาร์จเกือบคงที่ซึ่งให้ค่า 1 และ \u003d 0.0140.02 จี พี น. ใช้สำหรับการสแกนในหลอดรังสีแคโทดด้วย e-magn การโก่งตัวของลำแสง เพื่อให้ได้ค่าเบี่ยงเบนเชิงเส้น จำเป็นต้องเปลี่ยนกระแสในขดลวดโก่งตัวเป็นเส้นตรง สำหรับวงจรขดลวดสมมูลแบบง่าย (รูปที่ 2, a) สภาพเชิงเส้นตรงในปัจจุบันจะพึงพอใจเมื่อใช้แรงดันสี่เหลี่ยมคางหมูกับขั้วคอยล์ ความเครียดสี่เหลี่ยมคางหมู (รูปที่ 2, ข) สามารถรับได้ใน G. p. เมื่อรวมอยู่ในวงจรการชาร์จจะเพิ่ม ความต้านทาน R e (แสดงในรูปที่ 1, เอจุดไข่ปลา). ขดลวดเบี่ยงเบนใช้กระแสสูง ดังนั้นเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าสี่เหลี่ยมคางหมูจึงเสริมด้วยเพาเวอร์แอมป์

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดการผ่อนคลายนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าตัวเก็บประจุถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทาน พอไปถึง แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการตัวควบคุมจะเปิดขึ้น ตัวเก็บประจุถูกปล่อยผ่านตัวต้านทานอีกตัวหนึ่งไปยังแรงดันไฟฟ้าที่องค์ประกอบควบคุมปิด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุจึงเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ แล้วจึงลดลงแบบทวีคูณ

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการชาร์จและคายประจุของตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทานได้ที่ลิงค์

นี่คือการเลือกวัสดุสำหรับคุณ: การใช้แอนะล็อกทรานซิสเตอร์ของไดนิสเตอร์ในเครื่องกำเนิดการผ่อนคลายนั้นเป็นเรื่องปกติ เนื่องจากพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดของไดนิสเตอร์นั้นจำเป็นสำหรับการคำนวณและการทำงานที่แม่นยำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ พารามิเตอร์เหล่านี้บางส่วนสำหรับไดนามิกอุตสาหกรรมอาจมีการแพร่กระจายทางเทคโนโลยีขนาดใหญ่หรือไม่ได้มาตรฐานเลย และการสร้างอะนาล็อกด้วยพารามิเตอร์ที่ระบุอย่างเคร่งครัดนั้นไม่ใช่เรื่องยาก วงจรกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายมีลักษณะดังนี้: (A1)- เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายบนไดโอดไทริสเตอร์ (ไดนิสเตอร์) (A2)- ในวงจร A1 ไดนามิกจะถูกแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์แบบแอนะล็อก เป็นไปได้ที่จะคำนวณพารามิเตอร์ของอะนาล็อกทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์ที่ใช้และค่าตัวต้านทาน ตัวต้านทาน R5เลือกขนาดเล็ก (20 - 30 โอห์ม) ออกแบบมาเพื่อจำกัดกระแสผ่านไดนามิกหรือทรานซิสเตอร์ในขณะที่เปิด ในการคำนวณ เราจะละเลยอิทธิพลของตัวต้านทานนี้ และถือว่าไม่มีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานนี้ และตัวเก็บประจุจะปล่อยประจุทันที พารามิเตอร์ไดนามิกที่ใช้ในการคำนวณได้อธิบายไว้ในบทความลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสไฟของไดนามิก [แรงดันไฟขาออกขั้นต่ำ V] = [แรงดันไฟขาออกสูงสุด V] = การคำนวณความต้านทานของตัวต้านทาน R4 สำหรับตัวต้านทาน R4 จะต้องเป็นไปตามความสัมพันธ์สองประการ: [ความต้านทาน R4, kOhm] > 1.1 * ([แรงดันไฟจ่าย V] - [แรงดันปิดของไดนามิก V]) / [ถือกระแส mA] นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ไดนามิกหรืออะนาล็อกถูกล็อคอย่างแน่นหนาเมื่อตัวเก็บประจุหมด [ความต้านทาน R4, kOhm] แรงดันไฟจ่าย V] - [ Dinistor ปลดล็อคแรงดันไฟฟ้า V]) / (1.1 * [ปล่อยกระแส mA]) นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ตัวเก็บประจุสามารถชาร์จกับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อปลดล็อกไดนามิกหรือเทียบเท่า ค่าสัมประสิทธิ์ 1.1 ถูกเลือกแบบมีเงื่อนไขจากความต้องการที่จะได้รับส่วนต่าง 10% หากเงื่อนไขทั้งสองนี้ขัดแย้งกัน แสดงว่าแรงดันไฟฟ้าของวงจรสำหรับไทริสเตอร์นี้ถูกเลือกต่ำเกินไป การคำนวณความถี่ออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลาย ประมาณการความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยประมาณได้จากข้อควรพิจารณาต่อไปนี้ ระยะเวลาการสั่นเท่ากับผลรวมของเวลาในการชาร์จตัวเก็บประจุต่อแรงดันทริกเกอร์ไดนิสเตอร์และเวลาคายประจุ เราตกลงที่จะพิจารณาว่าตัวเก็บประจุถูกคายประจุทันที ดังนั้นเราจึงต้องประมาณการเวลาในการชาร์จ ตัวเลือกที่สอง: R1- 1 กิโลโอห์ม R2, R3- 200 โอห์ม R4- ทริมเมอร์ 3 kOhm (ตั้งค่าเป็น 2.5 kOhm) แรงดันไฟจ่าย- 12 โวลต์ ทรานซิสเตอร์- KT502, KT503. ข้อกำหนดในการโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดความผ่อนคลายเหล่านี้สามารถทำงานกับโหลดที่มีความต้านทานอินพุตสูง เพื่อให้กระแสไฟขาออกไม่ส่งผลต่อกระบวนการชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุ [ความต้านทานโหลด kOhm] >> [ตัวต้านทาน R4, kOhm]

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย (SPG) ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ฟันเลื่อยเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าซึ่งเพิ่มขึ้นค่อนข้างช้าตามกฎเชิงเส้นแล้วลดลงอย่างรวดเร็วเป็นค่าดั้งเดิม แรงดันฟันเลื่อยได้มาจากรูปที่ 32.1

เมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จ วงจรที่ง่ายที่สุดเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อยแสดงในรูปที่ 32.1, ก.

ในสถานะเริ่มต้น เมื่อไม่มีสัญญาณอินพุต ทรานซิสเตอร์ V ตู่อยู่ในสถานะเปิดเนื่องจากศักย์บวกที่จ่ายให้กับฐานของทรานซิสเตอร์ผ่านตัวต้านทาน Rb แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C เท่ากับแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์แบบเปิด เมื่อพัลส์แรงดันไฟฟ้ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขั้วลบมาถึงอินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์จะปิด และตัวเก็บประจุ C เริ่มชาร์จจากแหล่งพลังงานสะสมผ่านตัวต้านทาน Rk หลังจากพัลส์อินพุตหยุดลง ทรานซิสเตอร์ V ตู่เปิดขึ้นและการคายประจุของตัวเก็บประจุ C ค่อนข้างเร็วเกิดขึ้นผ่านทรานซิสเตอร์แบบเปิด ระยะเวลาของพัลส์ฟันเลื่อยเท่ากับระยะเวลาของพัลส์สี่เหลี่ยมอินพุต (รูปที่ 32.6) และระยะเวลาของจังหวะย้อนกลับคือเวลาที่ตัวเก็บประจุถูกปล่อยผ่านทรานซิสเตอร์ เนื่องจากความต้านทานของตัวต้านทาน Rk มีค่ามาก ต้านทานมากขึ้นเปิดทรานซิสเตอร์ จากนั้นระยะเวลาของพัลส์จะนานกว่าระยะเวลาของจังหวะย้อนกลับมาก ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตที่นำมาจากตัวเก็บประจุจึงมีรูปร่างเหมือนฟันเลื่อย

GPN ใช้เพื่อให้ได้การกวาดลำแสงอิเล็กตรอนในหลอดรังสีแคโทดของอุปกรณ์ออสซิลโลสโคป โทรทัศน์ และเรดาร์

33. ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์

ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์เรียกว่าอุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับการสังเกตด้วยสายตา บันทึก และวัดค่าพารามิเตอร์ของสัญญาณไฟฟ้า

ออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์มีการกระจายอย่างกว้างขวางเนื่องจากความเก่งกาจ ความชัดเจนของภาพของกระบวนการที่กำลังศึกษา และพารามิเตอร์การวัดที่ดี

เพื่อให้เข้าใจการทำงานของออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์ ก่อนอื่นต้องศึกษาการทำงานของยูนิตหลัก - หลอดรังสีแคโทด

ลำแสงอิเล็กตรอนหลอดเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้กระแสอิเล็กตรอนที่เข้มข้นในรูปของลำแสงหรือลำแสงรังสี

หลอดรังสีแคโทดส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กราฟิกอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อให้ได้ภาพที่มองเห็นได้บนหน้าจอที่เรืองแสงภายใต้การกระทำของ

-1500V โฟกัสความสว่าง

ข้าว. 33.1

การไหลของอิเล็กตรอนตกกระทบหรือเพื่อลงทะเบียนภาพที่ได้บนชั้นแสง ซึ่งรวมถึงหลอดออสซิลโลสโคป

อุปกรณ์และวงจรสวิตชิ่งของหลอดรังสีแคโทดแบบออสซิลโลแกรม (CRT) ที่มีการโฟกัสแบบไฟฟ้าสถิตและการโก่งตัวของลำแสงอิเล็กตรอนจะแสดงในรูปที่ 33.1.

หลอดรังสีแคโทดประกอบด้วยส่วนหลักดังต่อไปนี้:

1) ภาชนะแก้วที่สร้างสุญญากาศ:

2) ไฟฉายอิเล็กตรอนที่สร้างลำแสงอิเล็กตรอนแคบ ๆ ไปตามแกนของหลอด

3) ระบบเบี่ยงเบนที่เปลี่ยนทิศทางของลำอิเล็กตรอน;

4) หน้าจอเรืองแสงภายใต้การกระทำของลำแสงอิเล็กตรอน

พิจารณาวัตถุประสงค์และการจัดองค์ประกอบแต่ละส่วนของท่อ

สุญญากาศลึกถูกสร้างขึ้นในบอลลูน ซึ่งจำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอย่างไม่หยุดยั้ง ไฟฉายอิเล็กทรอนิกส์ของหลอดประกอบด้วยแคโทด อิเล็กโทรดควบคุม และแอโนดสองขั้ว และตั้งอยู่ในส่วนที่แคบยาวของกระบอกสูบ แคโทด ถึงทำในรูปทรงกระบอกนิกเกิลขนาดเล็กที่ส่วนท้ายซึ่งมีชั้นออกไซด์ซึ่งปล่อยอิเล็กตรอนออกมาเมื่อถูกความร้อน แคโทดอยู่ในอิเล็กโทรดควบคุม (โมดูเลเตอร์) เอ็มทรงกระบอกด้วย ที่ส่วนท้ายของอิเล็กโทรดควบคุมจะมีรูเล็กๆ (ไดอะแฟรม) ซึ่งลำอิเล็กตรอนจะผ่านไป แรงดันไฟฟ้าลบหลายสิบโวลต์ที่สัมพันธ์กับแคโทดถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดควบคุมด้วยความช่วยเหลือซึ่งควบคุมความสว่างของการเรืองแสงของจุดบนหน้าจอหลอด อิเล็กโทรดควบคุมทำหน้าที่เหมือนกริดควบคุม โคมไฟอิเล็กทรอนิกส์. ที่ค่าหนึ่งของแรงดันไฟฟ้านี้ หลอดจะถูกปิดกั้นและจุดส่องสว่างจะหายไป การปรับที่ระบุจะอยู่ที่แผงด้านหน้าของออสซิลโลสโคปและมีป้ายกำกับว่า "ความสว่าง"

การโฟกัสเบื้องต้นของลำอิเล็กตรอนจะดำเนินการในช่องว่างระหว่างโมดูเลเตอร์และแอโนดแรก สนามไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดเหล่านี้กดอิเล็กตรอนไปที่แกนของหลอดและมาบรรจบกันที่จุด โอที่ระยะห่างจากอิเล็กโทรดควบคุม (รูปที่ 33.2) การโฟกัสลำแสงเพิ่มเติมทำได้โดยระบบสองขั้ว A 1และ A 2

แอโนดที่หนึ่งและที่สองทำขึ้นในรูปแบบของกระบอกสูบโลหะแบบเปิดที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ซึ่งไดอะแฟรมที่มีรูเล็ก ๆ จะอยู่ห่างจากกัน

แรงดันไฟเร่งบวกถูกนำไปใช้กับแอโนด (ในตอนแรก

300-1000 V สำหรับ 1,000-5000 V ที่สองขึ้นไป) เนื่องจากศักยภาพของขั้วบวกที่สอง A 2เหนือศักยภาพของขั้วบวกแรก เอ 1 ,แล้ว สนามไฟฟ้าระหว่างกันจะถูกนำจากขั้วบวกที่สองไปยังขั้วแรก อิเล็กตรอนที่ตกลงไปในสนามไฟฟ้าดังกล่าวจะถูกเบี่ยงเบนไปทางแกนของท่อและรับความเร่งในทิศทางของการเคลื่อนที่เข้าหาหน้าจอ . ดังนั้นการกระทำของระบบแอโนดจึงเท่ากับการกระทำ ระบบแสงเลนส์บรรจบกันและแยกกัน ดังนั้นบางครั้งเรียกว่าระบบแอโนดโฟกัสของหลอดรังสีแคโทด เลนส์ไฟฟ้าสถิตย์อิเล็กทรอนิกส์การโฟกัสลำแสงที่แม่นยำทำได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกแรก การปรับนี้วางอยู่ที่แผงด้านหน้าของออสซิลโลสโคปและติดป้ายกำกับว่า "โฟกัส"

ลำแสงอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นหลังจากขั้วบวกที่สองเข้าสู่ช่องว่างระหว่างแผ่นเบี่ยงเบนตั้งฉากกันสองคู่ X 1 X 2และ ป 1 ป 2,เรียกว่าระบบการโก่งตัวของไฟฟ้าสถิต จานคู่แรก X 1 X 2,วางในแนวตั้งทำให้ลำแสงเบี่ยงเบนไปในแนวนอน จานคู่ที่สอง ป 1 ป 2,วางในแนวนอนทำให้ลำแสงเบี่ยงเบนไปในแนวตั้ง เมื่อจัดหาจานคู่ให้ ความดันคงที่จากนั้นลำแสงอิเล็กตรอนจะเบี่ยงไปทางจานซึ่งมีศักยภาพเชิงบวก ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ที่สอดคล้องกันของจุดเรืองแสงบนหน้าจอ

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าสลับกับเพลต การเคลื่อนที่ของจุดที่ส่องสว่างผ่านหน้าจอจะทำให้เกิดเส้นเรืองแสง

หน้าจอ อีหลอดรังสีแคโทดเป็นพื้นผิวแก้วที่เคลือบด้านในด้วยชั้นบาง ๆ ของสารพิเศษ (สารเรืองแสง) ที่สามารถเรืองแสงได้เมื่อถูกทิ้งระเบิดด้วยอิเล็กตรอน

เพื่อให้ได้ภาพบนหน้าจอของหลอด แรงดันสัญญาณที่ตรวจสอบแล้วจะถูกนำไปใช้กับเพลตโก่งแนวตั้ง ป 1 ป 2,จานปา X 1 X 2- แรงดันฟันเลื่อยที่เรียกว่าแรงดันกวาด (รูปที่ 33.3)

ตำแหน่งบน ABแรงดันกวาดขึ้นอยู่กับเวลาเป็นเส้นตรง และภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้านี้ จุดไฟจะเคลื่อนที่ไปตามหน้าจอของท่อตามแนวแกนนอนตามสัดส่วนของเวลา ตำแหน่งบน ดวงอาทิตย์แรงดันกวาดลดลงอย่างรวดเร็วและจุดไฟจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม

ถ้าพร้อมกันกับแรงดันกวาดไปที่เพลต Y 1 Y 2นำแรงดันไซน์ที่ตรวจสอบแล้วมาบนหน้าจอหลอดคุณจะได้รับไซนัสหนึ่งช่วง (รูปที่ 33.4)

ตำแหน่ง 0, 1, 2, ... ของจุดไฟบนหน้าจอของหลอดในช่วงเวลาที่สอดคล้องกันจะถูกกำหนดโดยค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าที่ตรวจสอบและพัฒนา

ถ้าระยะการกวาด ตรูถูกเลือกเป็นช่วงของแรงดันไฟฟ้าหลายช่วงที่ศึกษา จากนั้นออสซิลโลแกรมที่ได้รับในช่วงเวลาต่อๆ มาจะถูกซ้อนทับกัน และแสดงภาพที่ชัดเจนของกระบวนการภายใต้การศึกษา