Для чего необходима синхронизация генератора развертки

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Синхронизация используется для обеспечения строгой временной согласованности в работе нескольких релаксационных генераторов. Неподвижность изображения в осциллографах достигается синхронизацией генератора развертки наблюдаемым переменным напряжением. Для аналогичной цели применяется синхронизация и в телевидении. [31]

Подобранное целое число п обычно сохраняется лишь короткое время, так как генератор развертки имеет нестабильную частоту, да и частота исследуемого напряжения также может изменяться. Для сохранения выбранного h в течение длительного времени применяют синхронизацию генератора развертки исследуемым напряжением. Синхронизация состоит в том, что исследуемое напряжение подводится к генератору развертки и заставляет его генерировать пилообразное напряжение с частотой, меньшей в целое число раз, нежели частота исследуемого напряжения. [32]

Частота генератора развертки регулируется путем изменения г и С. Но для поддержания этой частоты, точно равной или кратной частоте исследуемого напряжения их, необходима синхронизация генератора развертки посредством подачи на сетку тиратрона напряжения, имеющего частоту их. Это напряжение во время положительной своей полуволны будет отпирать тиратрон и тем самым воздействовать на частоту релаксационных колебаний, стремясь сделать ее равной или кратной частоте их. [33]

Выбор построения системы синхронизации ТВС определяется ее назначением. Для синхронизации удаленных устройств ( телевизионных приемников и др.) используют сложный синхросигнал, передаваемый по общему каналу передачи сигнала изображения. В соответствии с этим Синхрогенератор формирует: 1) импульсы синхронизации генераторов разверток датчика сигнала изображения и генераторов разверток контрольных устройств, 2) гасящие импульсы для датчиков сигналов изображения и приемных трубок, 3) импульсы управления цепями фиксации сигнала изображения, 4) сигналы тактовой частоты для управления цифровыми устройствами, 5) сигналы управления устройствами магнитной записи, 6) сигнал синхронизации приемников. [39]

При методе линейной развертки на экране осциллографа наблюдают оба напряжения u Um sin ( со г з) и UoL m0 sin ( at, между которыми измеряется фазовый сдвиг. Изображение двух сигналов можно получить на экране двухлучевого осциллографа или однолучевого, если подвести напряжение на вход вертикального усилителя через электронный коммутатор, поочередно подаю щий на вход усилителя сравниваемые напряжения. При этом период пилообразного напряжения выбирается больше периода сравниваемых сигналов, а синхронизация генератора развертки осуществляется одним из входных напряжений. [40]

При методе линейной развертки на экране осциллографа наблюдают оба напряжения, между которыми измеряю. Изображение двух сигналов одновременно можно получить на двухлучевом осциллографе или на экране однолучевого осциллографа, если на вход вертикального усилителя поочередно подать измеряемые напряжения через электронный коммутатор. При этом скорость развертки выбирается такой, чтобы на экране укладывался целый период измеряемого сигнала. Синхронизация генератора развертки должна осуществляться одним из входных сигналов. [45]

Источник

Синхронизация развертывающих устройств

Синхронизация развертывающих устройств необходима для получения на экране устройство отображения изображения, геометрически подобного исходному. При синхронизации развертывающих устройств, необходимо обеспечить синхронность и синфазность. Синхронность предполагает одинаковую длительность циклических процессов, а синфазность – одинаковые момента начала и окончания цикла. Синхронизация может обеспечиваться автоматически или принудительно.

При принудительном способе синхронизации, используется отдельный задающий генератор, который вырабатывает синхроимпульсы, задает работу всех развертывающих устройств. В данном случае требуются дополнительные каналы связи для передачи синхроимпульсов развертывающим устройствам.

В системе телевизионного вещания применяется автономно-принудительная синхронизация. Это значит, что синхронность обеспечивается автономно, так как длительности цикла развертывающего элемента заранее известны и жесткофиксированны, а синфазность обеспечивается с помощью синхроимпульсов, входящих в состав телевизионного сигнала. Синхроимпульсы вырабатываются отдельным синхрогенератором, входящим в состав аппаратно-студийного блока. Все синхроимпульсы, входящие в состав телевизионного сигнала, объединяют сигнал синхронизации приемника (ССП). В состав ССП входят строчные и кадровый синхроимпульсы (ССИ и КСИ соответственно), импульсы врезки (ИВ) и уравнивающие импульсы (УИ).

ИВ предназначены для синхронизации строчной развертки во время обратного хода по вертикали. Они передаются в течении кадрового гасящего импульса с частотой, совпадающей с частотой строк (f_строк = 15625 Гц).

УИ предназначены для устранения фазового сдвига между кадровыми синхронизирующими импульсами различных полей, возникающего из-за ИВ при использовании чересстрочной развертки. УИ передаются первые 7,5 строк обратного хода по вертикали с частотой, совпадающей с частотой строчной развертки, но их фаза относительно ИВ сдвинута на пол строки.

Так как ССП передается в составе ПЦТС, их необходимо передавать в полярности, противоположной СЯ. За счет этого, на приемной стороне, ССП можно выделить из ПЦТС с помощью амплитудного преселектора.

Для разделения ССП на составляющие, ССИ и КСИ передают с разной длительностью. Для их выделения из состава ССП, на приемной стороне используют дифференцирующие и интегрирующие цепочки.

Интегрирующая цепочка – реализует функцию интегрирования, и ее отклик будет пропорционален длительности воздействия.

Дифференцирующая цепочка – реализует функцию дифференцирования, и ее отклик будет пропорционален скорости изменения воздействия.

Учитывая, что отклик дифференцирующей и интегрирующей цепи (ИЦ и ДЦ соответственно) отличается при воздействии ССИ и КСИ, для выделения их из состава ССП после ИЦ и ДЦ достаточно использовать ограничитель амплитуд.

В системе синхронизации РУ принята следующая нумерация строк: строки нумеруются по порядку от поля к полю, то есть, первое поле состоит из строк с 1 по 312, второе поле – начиная со второй половины 312 строки и заканчивая 625.

Началом строки принято считать фронт ССИ, началом поля – фронт КСИ.

Первым полем принято считать то поле, в котором фронт импульса резки ближе к фронту КСИ. Система синхронизации телевизионного вещания обладает недостатками:

1) Избыточность. Связана с тем, что синхроимпульсы передаются в одном канале связи с ПЦТС, занимают часть диаметрового диапазона канала связи, не неся при этом информации изображения

2) Низкая помехоустойчивость системы выделения ССИ. Связана с тем, что частота среза ДЦ равна 1..2 МГц, и любой импульс, частота которого выше этого значения, поступающего на вход ДЦ, будет опознан как ССИ.

Данные недостатки устраняются в системах цифрового телевизионного вещания. В данных системах ССП заменяют кодовой последовательностью.

Генераторы разверток

Предназначены для формирования импульсов тока или напряжения такой формы и частоты, чтобы при подаче на отклоняющие системы обеспечить перемещение РЭ по заданному закону и с заданным уровнем нелинейных искажений.

Генераторы разверток делятся на генераторы строчной развертки и генераторы кадровой развертки (ГСР и ГКР соответственно).

Генераторы кадровой развертки по своей структуре более просты. Это связано с тем, что в телевидении, как правило, в качестве отклоняющих систем используют магнитные. Так как магнитные отклоняющие системы обладают инерционностью, которая проявляется на ВЧ, то, следовательно, генераторы кадровой развертки должны включать в свой состав устройство, позволяющее устранить инерционность отклоняющих катушек.

Рассмотрим структурную схему ГКР на основе кадрового субмодуля СИ1 телевизионного преемника четвертого поколения.

ГОХ – генератор обратного хода

ДК – дифференц. Каскад

КК – коммутирующий каскад

ВК – выходной каскад

ГИГ – генератор импульсов гашения

Задающий генератор, собранный на VT1, VT2 обеспечивает автономное генерирование импульсов с заданной частотой. При подаче на его вход КСИ, происходит сброс процесса генерации, и цикл начинается по новой, вне зависимости от того, на каком месте его прервали.

Импульсы, сформированные ЗГ, поступают на ДК, выполненный на VT3, VT4. На второй вход ДК поступают отклоняющие импульсы с кадровых катушек, а так же линейно изменяющееся пилообразное напряжение. Введение такой цепи ОС обеспечивает требуемую линейность и стабильность генератора развертки. С ДК снимается разность между отклоняющими импульсами кадровых катушек и импульсами, сформированными ЗГ. Импульсы, в результате разности, поступают на коммутирующий каскад (КК), собранный на VT5.

Этот каскад обеспечивает поочередное открытие и закрытие выходного каскада (ВК), собранного по двухтактной схеме.

ВК выполнен на VT7, VT8. Эти транзисторы открываются поочередно. В первую половину прямого хода VT7 открыт, а VT8 закрыт. Через открытый транзистор, ток от источника питания протекает через коды отклоняющей катушки. Во вторую половину прямого ходаVT7 закрыт, а VT8 открыт и ток от конденсатора, заряженного в первую половину прямого хода, протекает через VT8 и кадровые отклоняющие катушки.

Так обеспечивается перемещение развертывающего элемента во время прямого хода по вертикали.

В начале обратного хода, VT8 закрывается, за счет чего срабатывает генератор обратного хода и генератор импульсов гашения.

Генератор обратного хода включает в себя цепь вольтдобавки, которая обеспечивает добавление напряжения к напряжению нагрузки, за счет чего, ток в отклоняющих катушках во время «обхода» протекает больший, а, следовательно, перемещение развертывающего элемента происходит быстрее.

Генератор импульсов гашения обеспечивает формирование положительных импульсов напряжения, который поступают на катод или управляющий электрод ЭЛТ, будут надежно запирать электронный прожектор на время обратного хода.

ГСР, помимо основной функции, должен обеспечивать формирование напряжений питания для высоковольтных электродов кинескопа. Это обеспечивается за счет того, что амплитуда отклоняющих импульсов выходного каскада стройной развертки может достигать одного киловольта.

Рассмотрим структурную схему ГСР.

Так как в отклоняющих катушках при частоте стройной развертки значительно проявляется инерционность, то в процессе работы ГСР может возникнуть рассинхронизация как по частоте, так и по фазе. ПО этому, для повышения надежности, в состав ГСР включают систему АПЧиФ (автоматическая подстройка частоты и фазы).

ЗГ формирует колебания с помощью ССИ. Эти колебания поступают на ФИК, который изменяет их фазу на 180°. Это необходимо для синфазного прихода колебаний и опорного сигнала, в качестве которого выступают отклоняющие импульсы, на фазовый детектор, который является основным блоком системы АПЧиФ. Если в процессе работы будет возникать разбежка в фазах колебаний и отклоняющих импульсов, то на выходе фазового детектора будет появляться напряжение ошибки, величина которого будет зависеть от разности фаз. Это и будет регулировать длительность прямоугольного импульса, поступающего на выходной каскад. Под действием этого импульса, выходной каскад обеспечивает формирование импульсов требуемой формы, амплитуды и частоты. Эти импульсы будут поступать на отклоняющую систему устройства коррекции геометрических искажений (УКГИ). Данный трансформатор повышает размах импульсов за счет своего включения обмоток, и обеспечивает их выпрямление. Это и должно поступать на умножитель напряжений (УН), который обеспечивает его увеличение до 25-30 кВ.

УКГИ будет осуществлять модуляцию строчных отклоняющих импульсов кадровыми. Это позволит уменьшить влияние отклоняющих систем друг на друга и обеспечить уменьшение нежелательных искажений.

Источник

Генераторы развертки. Назначение. Схема. Синхронизация генераторов развертки

Для получения на экране осциллографа неподвижного изображения исследуемого сигнала на вертикальные отклоняющие пластина подается напряженнее линейно изменяющееся во времени (ЛИН). Это напряжение генерируется в электронном осциллографе генератором развертки.

Рис. 2.12. График ЛИН

Для обеспечения неподвижности изображения генератор синхронизируется исследуемым процессом. Типичный график ЛИН показан на рис.2.12. Такое напряжение U(t) характеризуется следующими параметрами:

Длительностью прямого хода Т_пр периодом повторения Т_р, длительно­стью обратного хода Т_обр, временем восстановления. T_У, амплитудой U_m и линейностью прямого хода b_Р:

, (2.16)

В общем случае генераторы развертки осциллографа должны генерировать напряжение с высокой линейностью прямого хода, малым временем обратного хода, иметь малое время восстановления, допускать возможность синхронизации их работы, иметь высокий к.п.д. использования напряжения источника питания.

Генераторы разверток осциллографа делят: по скорости изменения ЛИН – на генераторы медленной развертки (Т_р=10с – 20мс); средней скорости развертки (Т_р = 0,1с –1мкс) и быстрой развертки (Т_р

В первой схеме (Рис. 2.13,а) элемент, запасающий энергию элект­рического тока во время прямого хода, заряжается от источника Е, а в течение обратного хода разряжается. Во второй схеме (Рис. 2.13,б) этот элемент во время прямого хода разряжается через разрядную цепь, а во время обратного хода быстро заряжается через коммутирующий элемент. Для синхронизации имеется возможность управлять моментом начала нового периода работы генератора подачей синхронизирующего импульса, например, на коммутирующий элемент.

В настоящее время предложено большое количество схем генераторов ЛИН. Характерным для большинства из них является наличие емкостной интегрирующей цепи. Для получения возможно более линейного напряжения на выходе такого генератора стараются тем или иным способом получить, возможно, более постоянным ток заряда емкости. В этом случае

, (2.17)

если i = const, то U_ЛИН(t) = U₀ ± Kt.

Постоянство зарядного тока можно получить применением высокого по сравнению с U_m напряжения для заряда емкости, т. е. использованием для формирования ЛИН только начального участка экспоненциального напряжения (основной недостаток такой схемы – малый к.п.д. использования напряжения источника питания); применением токостабилизирующих двухполюсников и компенсационных методов с использованием положительной и отрицательной обратных связей. В современных осциллографах генераторы ЛИН, построенные по одному из перечисленных способов, управляются прямоугольными импульсами, длительность которых равна Т_П. Для этой цели в каждом генераторе развертки имеется управляющее устройство УУ.

Рис. 2.14. Структурная схема генератора развертки с мультивибратором управления

В схеме УУ (рис.2.14) с мультивибратором в ждущем или автоколебательном режиме он вырабатывает прямоугольные импульсы, которые используются для управления глин. В ждущем режиме мультивибратор запускается короткими импульсами, поступающими от устройства синхронизации и запуска. В непрерывном режиме (периодическая развертка) мультивибратор синхронизируется схемой синхронизации с исследуемым сигналом. Для того, чтобы размах u_m ЛИН не менялся при переключении длительности развертки в генераторе, одновременно переключают время, задающее элементы мультивибратора и глин.

В схеме УУ с триггером (рис. 2.15) генератор развертки работает в ждущем режиме. Изменяя режим работы УУ с помощью резистора «стабильность», триггер можно превратить в управляющее устройство с одним устойчивым состоянием, которое соответствует прямому ходу развертки, которая в этом случае работает в непрерывном режиме.

Вход Выход

Рис. 2.15. Структурная схема генератора развертки с триггером

Генератор ждущей развертки позволяет устанавливать длительность прямого хода, переключая только времязадающие элементы глин. Длительность импульсов УУ устанавливается автоматически благодаря триггеру. Импульс, поступающий от устройства синхронизации и запуска, переводит триггер из исходного состояния в рабочее. Линейно изменяющееся напряжение глин подается на сравнивающее устройство, выходной сигнал которого в момент достижения ЛИН определенного уровня переводит триггер в исходное состояние, после чего прекращается прямой ход развертки. На выходе триггера образуются прямоугольные управляющие импульсы, длительность которых определяется скоростью развертки. При постоянном уровне сравнения размах u_m не меняется при переключении времязадающих элементов глин. При этом генератор развертки «блокируется», т. е. Становится нечувствительным к запускающим импульсам.

Источник

Синхронизация развертки

– для получения неподвижной устойчивой осциллограммы.

Синхронизация – процесс принудительного генерирования ГР напряжения с частотой (f_р), равной (кратной) частоте исследуемого сигнала (f_y).

Виды синхронизации: ♦ внутренняя; ♦ внешняя.

При исследовании непериодической последовательности импульсов. Одиночных импульсов или импульсов с большим периодом следования используют ждущий режим работы, при котором ГР вырабатывает пилообразный импульс только с приходом исследуемого импульса, что обеспечивает устойчивость изображения на экране. Такая синхронизация называется внутренней.

При исследовании коротких по длительности импульсов начинает проявляться инерционность ГР, который вырабатывает пилообразное напряжение с некоторым запаздыванием t_ГР по отношению к запускающему импульсу. При этом начальная часть исследуемого сигнала не разворачивается во времени и не видна на экране. Для устранения этого явления в усилителе вертикального отклонения предусмотрена линия задержки ЛЗ, которая задерживает сигнал, подаваемый на отклоняющие пластины, на некоторое время t_ЛЗ > t_ГР. Такая задержка позволяет получить на экране осциллографа изображение всего импульса, включая его начальную часть.

Синусоидальная развертка u_р = U_m sin ωt

Синусоидальное u_р → на вход Х (ГР отключается).

При синусоидальном u_вх → фигура Лиссажу.

Вид фигуры ← от соотношения частот и фазового сдвига между u_р и u_вх.

Источник

Синхронизация генераторов развертки

Нормальная работа осциллографа, при которой изображение, на экране электроннолучевой трубки неподвижно, будет иметь место только при строгом равенстве или кратности частот исследуемого процесса и развертки. На практике, как частота развертки, так и частота исследуемого процесса непостоянны во времени, поэтому для обеспечения строгого соответствия их частот необходима синхронизация частоты генератора развертки. Устройство синхронизации и запуска развертки преобразует различные по форме и величине сигналы в стандартные импульсы и позволяет выбрать для запуска развертки момент времени, соответствующий определенному уровню входного сигнала. Обобщенная структурная схема устройства синхронизации показана на рис. 2.16.

Внешний К ОВ

Рис. 2.16. Структурная схема синхронизации и запуска

Как видно из структурной схемы, устройство синхронизации состоит из переключателя входа, с помощью которого выбирается синхронизирующий сигнал; компаратора, определяющего момент запуска развертки; переключателя «полярности» синхронизирующего сигнала; усилителя, усиливающего этот сигнал, и генератора импульсов, формирующего запускающий сигнал с крутым передним фронтом независимо от параметров входного сигнала.

К параметрам входа канала синхронизации предъявляются менее жесткие требования, чем к параметрам входа Y- или X-каналов.

На рис. 2.17,а – в показана работа схемы при различных соотношениях длительности периодов развертки и периода поступления синхронизирующих импульсов отметим следующие основные положения синхронизации генераторов развертки:

1. Период следования импульсов синхронизации должен быть несколько меньше Т_С »1,25Р периода развертки. При этом на экране меньше осциллографа будет виден один период исследуемого сигнала.

Рис. 2.17. Временные диаграммы, иллюстрирующие

синхронизацию генераторов развертки осциллографов

2. Возможна синхронизация генераторов развертки в режиме деления частоты. При этом на экране осциллографа будет наблюдаться несколько периодов исследуемого сигнала.

3. Для хорошей синхронизации генератора развертки необходим син­хросигнал достаточной амплитуды, что следует из принципа работы таких генераторов. В этом случае некоторое изменение амплитуды синхросигнала не будет сказываться на качестве син­хронизации генератора развертки.

Источник