АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Радиотехника кафедрасы

 

ТЕЛЕДИДАР

Курстық жұмысты орындауға арналған

әдістемелік нұсқау

(380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

Алматы 2004

Құрастырушы: Г.Г.Сабдыкеева. Теледидар. Курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау (380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

– Алматы: АЭжБИ, 2004. -  34 б.

Әдістемелік нұсқауда қысқаша теориялық мәліметтер және кадрлық жаймалау генераторын есептеу бойынша негізгі қатыстықтар қарастырылады.

Әдістемелік нұсқау 380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтары бойынша барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін арналған.

Без.  24, кесте 4, библиогр. –  3 атау.

Пікір жазушы: тех. ғыл. канд. АЭБ каф. проф. Т.К.Бектыбаев.

         Алматы энергетика және байланыс институтының 2004 жылғы жоспары бойынша басылды.

ÓАлматы энергетика және байланыс институты, 2004 ж.

1 Курстық жұмысқа тапсырма

Типтік режимде жұмыс істейтін кинескопқа арналған кадрлық жайма генераторын талдап және есепетіңіз.

Жайма жиілігі 50 Гц.  Кері жүру ұзақтығы 1мс.

Кинескоп типі және бастапқы берілгендер кестеден алынады.

Проектіленген жайма генераторын қоректенетін қуатын анықтаңыз. Жайма генераторының баспа платасының сызбасын талдаңыз және орындаңыз.

Нақты бастапқы берілгендер студенттік билеттің нөмірінің соңғы екі саны бойынша төменде көрсетілген кестеден алынады.

1 - кесте

Студ. билеттің нөмірінің соңғы екі саны

Кинескоп

Қоректендіру көзі, В

Қайтарушы жүйе

LH

МГн

Орамдар-дың саны

RH,                            ОМ

00   36   72

02   38   74

04   40   76

06   42   78

08   44   80

10   46   82

12   48   84

14   50   86

16   52   88

18   54   90

20   56   92

22   58   94

24   60   96

26   62   98

28   64

30   66

32   68

34   70     

35ЛК6Б

40ЛК4Ц

40ЛК6Б

43ЛК11Б

47ЛК2Б

61ЛК3Ц

50ЛК1Б

53ЛК6Б

59ЛК3Ц

61ЛК1Б

61ЛК3Ц

65ЛК1Б

50ЛК1Б

53ЛК6Б

59ЛК3Б

67ЛК1Б

40ЛК5Б

31ЛК4Б

12

24

12

12

24

24

24

24

24

24

24

24

24

24

24

24

12

12

10

15

10

15

24

20

12

24

20

15

20

20

20

20

24

20

12

15

2402

2952

2402

2952

3752

3402

2652

3752

3402

2952

3402

3402

3402

3402

3752

3402

2652

2952

3

4,5

3

4,5

7,2

6,5

3,7

7

6

4

6

6

6

6

7

6

3,7

4,5

2 Курстық жұмысты орындауға әдістемелік нұсқау

Курстық жұмыста тапсырмада берілгендерге сәйкес теледидар қабылдағыштың кадрлық жайма генераторы есептелуі қажет.

Теледидарлық жайма генераторы негізінен үш бөліктен тұрады. Шығыс каскад, беруші генератор және аралық (буферлік) күшейткіш.

 


1- сурет

Жайманың линеаризация тізбектері негізінен RC элементерінен орындалады. Жартылай өткізгіш құрылғылардың  сипаттамаларын температураға едәуір тәуелділігіне байланысты сызықты емес элементерді пайдаланбағанымыз дұрыс болады. Кадрлық жайма генераторының құрылымдық сұлбасы 1 - суретте көрсетілген. Тербелу жиілігі келуші импульстермен синхрондалатын генератормен анықталады. Беруші генератор керекті формадағы кенеу импульсін шығаратын құраушы сұлбамен байланысқан.

Негізінен сұлбада шығарылған толқын формасын өзгерту туғызатын түзеткіштер арқылы соңында кинескоп экранындағы бейненің сызықтығын түзетуге болады.

Шығыс каскады мен құраушы сұлба арасына күшейткіш  каскадтарын қосады. Олар негізінен кіші кіріс кедергісі (10 және 100 Ом) бар шығыс каскадын құраушы сұлбамен қосу үшін арналған аралық (буферлік) каскад ролін атқарады. Сонымен бірге буферлік каскад жайма сұлбаның қасиетін жақсартуға арналған теріс кері байланыс контурына да қосылады.

Көбінесе басқаратын сигналдардың қосылуы RC-тізбектерінің көмегімен орындалады.

Беруші генератор ретінде блокинг-генераторлар, мультивибраторлар, бір өткелді транзисторды сұлбалар қолданылады. Қоректендіру кернеуі негізінен 12-40 В аралығынан аспайды. Өлшемдік, сызықтық және жиіліктік түзеткіштері түзетудің қажетті шектерін қамтамасыз ететіндей болып қосылады.

Түзету шектерін шектеу әсіресе тұрмыстық аппаратурада қажет S-тәріздес формалы тоқ импульстерін құрайтын сәулені қайтару үшін, қазіргі теледидарлық аппаратураларда кең бұрышты кинескоптар қолданылады.

Беріліп отырған көмекші оқу құралы кадрлық жайманың жұмысының негізгі қасиеттерін қарастыруға және сұлбасын есептеуге арналған. Блокинг-генераторды есептеу [I]-де берілген.

Бірінші қасиеті шығыс каскады жүктемесіндегі процесстермен, тоқ импульстерінің формасымен, шығыс каскад транзисторына қойылатын талаптармен байланысты.

Екінші қасиеті басқарушы сигналдарды құрау тәсілдерінде байқалады. S-тәріздес импульстер формасын бақылауға сұлба анализінен белгілі сызықтық ара тәріздес (пилообразный) импульстерде жұмыс істейтін әдістер жарамсыз болады. Үш нүктедегі бұрыштық коэффициенттері арқылы импульстер формасын бағалауға негізделген ұсынылған талдау әдісі белгіленген қарама-қайшылықты алып тастауға қолайлы және жайма сұлбасын есептеуге қолайлы құрал болып табылады. Берілген материал есептеу мысалдарымен бірге жүреді. Жайма сұлбасын құрастыру және оларды есептеудің жалпы принциптерін [1,2,3] жұмыстар қатарында жеткілікті анықталып берілген. Төменде трансформаторлық шығыс каскадтың негізгі қасиеттері қарастырылады, кеңбұрышты кинескоп үшін негізделген осы сұлбадағы басқарушы  импульстер үшін жинақталған.

Кадрлық жаймалау генераторы импульстік тоқ ара тәрізді (S-түрлі) формалы, ауытқу катушкада жасалмауы керек. Бұл импульстердің уақыттық ара қатынасы ГОСТ 7845-79 қанағаттандыру керек. Типтік сұлбаларда тербелу жиілігі 50 Гц, ал кері жүрістің ұзақтығы 1,3 мс  аспауы керек.

Ауытқу катушкада импульстік жойыл формалары басқаратын сигналдардың шығыс каскадының қосындысына байланысты. Сонымен жаймалау сұлбада шығыс каскадттың кірісіне, керекті формадағы сигналды беруі керек. S-түрлі формалардың импульстері жайылатын кезде таңдайтын тізбек параметрлерін таңдау үшін материалдар келтіріледі.

Жаймалау генераторының сұлбасын шығару кезінде, теледидарлық апаратураларда қолданылатын сұлбалық шығаруында жөнділік бағдарланады таңдалынатын сұлбалық шығарылуы (регламенттер тапсырмасымен ілмейтін) транзистордың типтері және бөлшектері атқарушының өзі  таңдайды.

Жаймалау генераторын есептеу кезінде көбінесе жақындату әдісімен: біріншіден бағалануы, содан кейін анықталуы қолданады. Ең біріншіден бұл аралық каскадтардың күшейту коэффициентін кері байланыс тізбектерінің элементтерін анықтау үшін қолданылады.

          Келесі жүйелік есептеулерге ұстану керек:

а) ауытқу тоқты (ампер-виток) анықтау;

б) шығыс каскад;

в) шығыс каскадқа алдыңғы эмиттерлік қайталаушы;

г) берілген генератор қалыптастыратын тізбекпен; 

д) сигнал және сигналдың шығысында қалыптастыратын тізбектің мөлшерін біліп, оны эмиттерлік қайталауышқа әкелу керек, п.3 аралық каскадын күшейту және кері байланыс тізбегінен берілу коэффициентінің талаптарын анықтау керек;

е) қалыптасатын тізбектің параметрлерін анықтау;

ж) аралық күшейткіштің және кері байланыс тізбектің есептелуін анықтау;

и) кадрлық жаймалау генераторының тұтынатын қуатын анықтау керек;

к) берілген түйінді істеу;

л)  толық принципті сұлбаның спецификациясын жасау.

Әдетте курстық жұмыстың көлемі 20-30 бет. Толық принциптік сұлбаны, стандарттық 420х290 мм бетте сызу керек. Осы сұлбада спецификацияны жасау керек. Берілген баудың конструктивтік сызбасын орындау керек.

Әр курстық жұмыстың аяғында қолданылған әдебиеттер тізімінің шыққан жылын, бетінің санын, баспаның атын көрсету керек. Төменде теориялық материал берілген. Оның арасында жұмыстың қасиетін, ауытқу жүйесінде S-түрлі формадағы импульстік тоқ жасалынатын кадрлық жаймалау генераторының есептелуі берілген.      

 Кадрлық жаймалаушы генератордың есебі бойынша қысқаша      теориялық мәліметтер және негізгі қатынастар

3.1 Ауытқу жүйесіндегі тоқ импульсінің формасы

Теледидарлық жаймалау сұлбасы фокустелген жарықтық дақтың кинескоп экранымен тұрақты жылдамдықпен ауысуын қамтамасыз етеуі тиіс. Тоқ өлшемі және экрандағы дақ жағдайының түзу пропорционалдығы ауытқудың аз бұрышы болғанда ғана болады. Сондықтан сызықтық ара тәріздес импульстер таратушы түтіктеріндегі жаймалау үшін және ауытқуы аз бұрышты киноскоптарда қажет етіледі.

Диагонал бойынша, ауытқу бұрышы 900-1100  болатын қазіргі заманға сай бұрышты киноскоп дақтың уақыт бойынша тепе-тең ауысуы формасы  сызықты ара тәріздестен ерекшелінетін тоқтың импульстерін талап етеді.

2-сурет

Мұндай импульстер S-тәріздес деген атқа ие болады.

S-тәріздес тоқтың импульстерінде жылдамдықтың өзгеруі түзу жүрістің ортасында максимал басында және соңында минимал болады. Мұндағы импульс 2-суретте көрсетілген. Ол Т түзу жүріс ұзындығы IH құлашына ие.

Сұлбаны есептеу үшін, ауытқу катушкасындағы түзу жүрісі кезінде тоқтың өзгеру заңын сипаттайтын аналитикалығын білу керек. S-тәріздес импульс 2g бұрышты шегінде орналасқан (2-сурет) синусоидалды импульстің бөлігі ретінде жақсы аппроксимацияланатын көрсетуге болады.

Кинескоп сәулесінің ауытқу процесін қарастырайық. Сфералық формалы кинескоп экранының радиусы R, (3-сурет), ал ауытқудың центрден 0 экранға дейінгі қашықтығы - l. Ауытқу өлшемі бақылаушыға экранда сәулемен сызылған  доға проекциясы ретінде қабылданады.

3-сурет

Ауытқу кезінде біртекті магнит өрісінде iw ампер-орам саны,  ауытқу бұрышымен байланысты

                                                    ,                                                  (1)

мұнда  - ауытқу жүйесінің эффективті ұзындығы;

                      d - ауытқу жүйесінің диаметрі;

                     U – В, кинескоп анодындағы кернеу.

(1)-ден байқағандай, тоқ ауытқуы бұрышының синусына пропорционал

                                                     .                                                         (2)

3-суретке оралып, ОМ=, деп алып экранмен дақтың ауысуын қамтамассыздандыратын тоқ ипульсінің теңдеуін  деп жазамыз. Соңғы теңдікте  - уақытқа байланысты сызықты өзгертетін өлшемі,  нормаланған уақыт және Н-экран центірінен сәуле ауытқуының үлкен өлшемі

                           (3)

(3) бойынша белгілі Н, R және l бар нақты кинескоп үшін (экран центріне) ауытқу тоғының өзгеру заңын анықтауға болады. Дегенмен, келтірілген теңдік практикалық есептеулерде оның қиын болғанынан, ыңғайсыз болады. Процестерді зерттеу үшін жаймалау сұлбаларында бүкіл жүріс кезінде тоқ импульсін сипаттайтын аса қарапайым аппроксимациялаушы теңдікті қолданған ыңғайлы. Мұнда 2g бұрышының шектерінде орналасқан синусоида бөлігімен тоқ импульсінің сипаттауы ең сәтті болады (2-суретті қара)

                                                                          (4)

бұл жерде IH - тоқ құраушы;

                            Т - түзу жүріс ұзындығы.

[5] теңдікте (4)-ші теңдікті пайдаланғанда ауытқу бұрышы болғанда, 1%-дан аспайтын болады. кішірейгенде қате де азаяды. Осылайша, теледидарлық жаймалау сұлбаларында процестердің анализі үшін импульс тоғын ауытқу катушкаларында синусоидалды деп қарастыру рұқсат етілген. (4) теңдеуі   аз болған шамада () сызықты ара тәріздес импульсті сипаттайды. Осылайша (4) теңдігінің қолданылуы S-тәріздес импульсті пішіндейтін сұлба талдауына қажет және сызықты ара тәріздес импульстер сұлбалары үшін қолданылатын біртұтас математикалық аппаратты құрауға, рұқсат береді. Төменде белгілі R, l және  сәуленің ауытқу бұрышымен нақты кинескоп үшін g өлшемін анықтайтын 2 - кестеде келтірілген. g аралық мәнін интерполяция жолымен алуға болады. Аса қарапайым сызықты интерполяция болып табылады.

Егер Х1 және Х2 аргументіне сәйкес келетін У1 және У2 функциясының екі мәні белгілі болса, онда Х1 және Х2 аралығында Х0 үшін мән    

                                 болады.                         (5)

Үш немесе шығыс нүктесі көп санды қолданылуына негізделген интерполяцияның нақты әдістері бар болады.

2 – кесте

           R/l

a0

1,5

2

3

4

6

¥

30

0.513

0.622

0.711

0.752

0.791

0.864

35

0.595

0.717

0.818

0.863

0.907

0.988

40

0.675

0.809

0.919

0.868

1.015

1.104

45

0.754

0.897

1.013

1.065

1.115

1.209

50

0.831

0.982

1.101

1.154

1.205

1.300

55

0.907

1.062

1.182

1.235

1.284

1.380

Курстық жобаның мақсаты үшін сызықты әдісті пайдаланған жеткілікті. (5) теңдеу бойынша жедел полимерлеуге де болады. Мәндер бойынша R/l=4 және 6, R/l>6 мәні үшін g өлшемін табу.

3.2 Шығыс трансформаторлық каскад

Трансформаторлық каскадта ауытқу катушкасында S-тәріздес пішінді тоқ импульсі түзілетін процестерді қарастырамыз.

Кадрлық жаймалау 50 Гц жиілігінде жұмыс істейді. Импульс пішінінің көрсетілуі үшін 20-40 гармоникаға дейін  спектралды құраушыларды қолданған жеткілікті. Осылайша, сұлбаның жиілігінің жұмыс диапазоны (50-2000) Гц шегінен аспайды. Бұл шарттарда трансформатордың эквивалеттілік сұлбасында бөліну индуктивтілігін ескермеуге болады.

Процестердің анализі үшін қатысы бойынша екіншілік орамға (4-сурет) құрылған эквиваленттік сұлбаны пайдаланамыз. Ауытқуы катушкасының тізбегінде iH тоғы ағады. Эквиваленттік жүктемеде I тоғын табу талап етіледі.

4-сурет

4-сурет үшін мынаны анықтаймыз

                                                        i=i2+iH,                                                  (6)

                                        ,                                    (7)

бұл жерде

LH-ауытқу жүйесінің индуктивтілігі;

L2-екінші орамдық трансформатрдың индуктивтілігі;

RH-ауытқу жүйесінің активті кедергісі;

t2-екінші орамның активті кедергісі.

(6)және (7) формула бойынша тоқ i(P) операторлы түрде мынандай болады

                                     .                                (8)

Жоғарыдағы көрсетілгендей кең бұрышты киноскоптың ауытқу жүйесінің тоғын келесі түрде жазуға болады

                                      ,                          (9)

бұл жерде 

IH-өріс тоғы;

                    Т-тура жүрістің ұзақтығы.

(9)-шы функцияны (8)-ге  қоя отырып 1,205 мәнді бейне L кестені қолданып, 388 б. [4] және оригиналға көше отырып, тоқтың мәнін эквивалетті жүктемеде аламыз

                .       (10)

g-бұрышы (радиан) синусоиданың қолданылатын бөлігін көрсетеді.

  және   ,

а және в коэффициенті каскадтың жүктемесін сипаттайды. Әдетте а коэффициентін 1,05 тен 1,2 шегінде таңдайды. а-ның өсуі трансформатордың индуктивтілігінің азаюына әкеп соқтырады, бірақ каскадтағы тоқтың пайдалануының көбейуін туғызады.

 коэффициенті кең мөлшерде таңдалады.  мәнімен жүктемені сипаттау ыңғайлы болады.  коэффициент қатынасының шамасы тоқ импульсінің формасы эквиваленттік жүктемеге және сол сияқты энергетикалық тиімділігіне тәуелді.

Егер  трансформатордың индуктивтілігі өте жоғары болса, онда ауытқу жүйесі шунталмайды. в=0 шегінде L2®¥ тең болғанда, эквивалентті жүктемедегі тоқ ауытқу жүйесінің тоғымен сәйкес келеді.

в коэффициентінің көбею шамасында трансформатордың шунттау әсерінен ұлғаяды, осыдан эквиваленттік жүктемедегі тоқтың формасы өзгерді  мәнінен эквивалентті жүктемедегі импульс тоғының құрамы тәуелді, сондықтан каскадты тоқтың орташа мәні қолданылады.

 және g-ға тәуелді коллекторлық тізбектегі (немесе эквивалентті кернеуде)  импульстер тоқ параметрлерін қарастырайық. Коллекторлық тізбектегі импульстер тоғы теңдеуі (10) мен салыстырғанда маштабтық коэффициентпен ерекшеленеді

                ,          (11)

бұл жерде  - трансформация коэффициенті.

Эквиваленттік кернеудегі импульстер тоғы g=1рад үшін 5 - суретте көрсетілген. Қисықтар үшін параметрлер шамасы  -ға тең.

5-сурет

Егер в=0 тарансформатор сұлбадағы процеске әсер етпесе, онда эквивалентті жүктемедегі тоқ ауытқу жүйесіндегі тоққа тең болады.

 ұмтылған жағдайда бұл нұсқау асимптотикалық және практика жүзінде іске аспайды.

         Өсу қарқыны кезінде в/а импульс тоғы жүктемедегі ауытқу катушкасындағы тоқтан көп есе үлкен болады. Бұл жерде в/а мәннен белгілеуіміз қажет, өйткені импульс тоғы бастапқы аймақта нөлдік тектік (крутизна) болады. Оған мына шарт сәйкес

                                           .                                                (12)

в/а мәнінің үлкейуін бастапқы аймақтағы  di/dt мәнінің таңбасы өзгеріске ұшырайды және импульс түрінде  минимум пайда болады.

в/а мәнін жобалау кезінде қандай шама алу керек? Көбі нақты жаймалау блогымен талап етуге байланысты. Бұл жерде в/а үлкейген сайын трансформатор бағасы және де көлемі кішірейеді. Басқа жағынан қарағанда жаймалау түзеулер қиындайды. Шығыс каскадты есептеген кезде шығыс тоғын білуіміз қажет, өйткені коллектор тоғының орташа мәнін  және транзисторды қамтамассыз етеді. Өріс импульсінің тоғын тізбектегі коллекторды Iк (1) өрнектен тоқтардың айырымы ретінде басы (t=0) мен алғандағы (t=Т) тура жүріс кездерін табамыз.

Егер мына шарт орындалса , онда мынаны аламыз

                                                      .                                                  (13)

6-сурет

Коллектордың орташа тоғын (11) өрнекті 0 мен Т аралығында интегралдау арқылы табамыз

                                                       (14)

бұл жерде  Imin - коллектор тізбегіндегі бастапқы тоқ (6-сурет), ол көбіне (0,1-0,15) Iк мәніне тең болады.

Егер бастапқы аймақтағы коллектор тоғының импульсі кері тіктік (крутизна) болса, онда  сай болады, бұл жерде импульстік тоқтың өрісі және орташа мәні мынаған тең

                                                                         (15) және

                                    .                  (16)

7-суретте тоқ өрісінің функциясы в/а мәнінен әртүрлі g-ға орташа тәуелділігінің мәндері берілген, бұлар (13)-(16) арқылы тұрғызылған. Бұл жерде әрбір  g үшін оптималды в/а мәндері бар, бұл жерден тоқтың орташа мәні минималды в-га бірінші мәнді (16-өрнектен) нөлге теңістіре оптимум шартын аламыз.

7-сурет

                                                                    .                                  (17)

 болғанда оптималды шама в/а=1,73, ол ауытқу жүйесінде сызықты аратісті импульстер жұмысына сәйкес [1, 2].

         Қазіргі кеңбұрышты кинескопта  жұмыс істегенде шамасы I+1,2 рад болуы мүмкін в/а оптималды шамасы 1,52+1,48 тең болады. S-түрдегі импульс қалыптасқан режимде каскадтың жұмыс істеуі сызықты варианттан минимал тоқ пайдаланылатыннан өзгеше.

         Онда в/а қандай мәні қажет? Егер тоқтың минимал мәнімен жұмыс істесе шығыс каскадтың ең үлкен энергетикалық эквиваленттілігін қамтамасыз ететін онда в/а шамасы (17) теңдеуімен анықталуы керек.

        Бірақ  коллектор тізбегінде тоқтың ашылу импульсі өседі 7 - суретте көрінеді. Сондықтан ауытқу катушкаларда болған тоқты алу үшін коллектордың тізбегінде тоқтың ашылуын өсіру керек. Сонымен энергетикалық экономика позициясынан жүктеме параметрлерін

                                                 ,                                        (18)

аймағында таңдау керек, өйткені сұлба қажетті экономикалы, ол транзистордың импульс тоқтың ашылуы жеткілікті. Егер сызықтық ашылуы өте  маңызды болса, онда бар болған ашылу құрылғыларда       жұмыс істеу керек.

         n - коэффициент трансформациясын таңдауына тоқталайық. IH-берілген тоқ ауытқу жүйеде кез-келген Ik коллектор  тоқтың импульстен алуға болады (13) пен (15) теңдеу.

Тек сәйкес келетін n шаманы таңдауға жеткілікті.

Басқа жағынан трансформация коэффициентінен шығыс каскадтың қоректендіру көзінің Е кернеу тәуелді

         ,   (19)

осында   - коллектордегі ең аз кернеуі. Айтарлықтай ол транзистордың қанығу кернеуінен үлкен болуы керек. Әдетте .

         (4-суретте) транзистордың эмиттер тізбегінде Rэ кедергі қойылады, режимнің түрлендіруіне арналған. Кернеудің түсуі 0,1Е үлкен емес шама болған шарттан Rэ таңдалады.

(6-суретте) жұмыс нүктесі Iорт мәнінде орналасқан, (14) пен (16) теңдеуде Т/(Т+Тох) көбейткішсіз. Өзгермеген Ik және Iж мәніде Iорт в/а тәуелді (7-суретті қараңыз).

 аралықта g бұрышы Iорт әсер етпейді. Сонда Iорт бір айнымалы функция болып екінші дәрежелі полиномымен осы тәуелділікті апроксимациялауға болады. в/а=1,2 болғанда (19) өрнек пен пайдалануға болады, бірақ нәтиженің дәлдігі төмен болады.

          (19) өрнекте ауытқу жүйедегі тоқ идеал дұрыс формада (9) деп саналған бірақ ол нақты жағдайда болуы мүмкін емес. Осыдан өзге қоректендіру көзінің кернеуі жұмыс барысында тұрақты емес.Сондықтан (19) Е шаманы минималды жеткілікті деп, жұмыс кернеуді 15-20% арттырып алу керек.

Транзистордың шығыс каскадтың жұмыс істеуін тану үшін, шығыс сипаттамаларында фазалық циклды салу керек (6-сурет).

         Фазалық циклды u(i)  салу үшін жүктемеге тоқтың i(t) және кернеуінің u(t) өзгеру заңын білу керек. Сонымен i(t) мен u(t), i(t) - параметр ретінде береді. Осыдан уақытты алып тастасақ, онда i(u) функциясын, яғни фаза циклының теңдеуін аламыз.

Фаза циклының салу процессін 6 суретте түсінікті. i(t) мен u(t) тәуелділіктерден жазықтықта i, u нүктелерін табайық, нақты уақыттың мәндерінің жолдарына сәйкес. Графикте АВ түзу арқылы u мәндерінің орнын ауыстыруға болады, фазалық циклдың фигураның маштабы горизонталь бойынша еңіске тәуелді. 6-суретте тек транзистордың екі сипаттамасы көрсетілген.

Сонымен iu жазықтығында транзистор тоқ пен кернеуді пайдалануы көрсетілген. Көрнекті нүктенің үзіліссіз емес сызықпен жылжу траекториясы көрсетілген, тек жүріс кезінде сұлбаның лездік сипаттамасы, ал пунктирмен кері жүріс кезі? Уақыттың бірдей маменттерін беріп фазалық циклда жұмыс нүктелері қилысқанда транзистордың iб(t) база тоқтың өзгеру заңын табуға болады.

Кері жүріс кезінде транзистор арқылы тоқ жүрмейді, ал кернеу күрт өседі (пунктир қисығы).

Бүлдірлеу шамасы кері жүрістегі тоқтың өзгеру заңына тәуелді. Кері жүріс уақытында тоқ синус заңымен өзгерсе, онда кернеудің бүлдірлеуі

                                                                                          (20)

Транзисторды параллелді бірінші орам трансформаторлық кернеуінің көбеюінен қорғау үшін варисторды қосады. Кейде RC тізбегі [3] бар диод қолданады. Бірақ шашымның шектеуін кері қайтымның ұзақтығын көбейтеді. Яғни, Um-ға жақын, кернеуінің шегі рұқсаттандырылған транзисторды таңдауға тура келеді.

Трансформатордың бірінші орамының индуктивтілігі

                                                                                                        (21)

егер де кіші шамамен n жұмыс істесе, ол өзінің габариттері сияқты, жылдам өседі.

Көріп тұрғанымыздай трансформация коэффициентінің шамасы транзистордың шығыс каскадын және қоректендіру көзін сол сияқты шығыс трансформатордың көлемі иен бағасын анықтайды. n соңғы шамамен жасалған проба кезінде таңдалады. Бағдарлау үшін типтік аппаратура қолданатын шешімдерді пайдалануға болады.

Шығыс каскадтың (коллектор тізбегімен) жұмсалатын қуаты

                                                    P=EIорт.

Коллекторға шашылатын қуат

                                      Рк=Iорт[E-Iорт(r1+Rэ)]-(qIH)2(Rн+rн).                     (22)

q коэффициенті IH импульсінің арасындағы байланысты орнықтырады және оның нәтижелі мәні

                                                               Iэфф=qIн .                                                           (23)

Ол мына шарттан табылады

                                                  Iэфф=

Сызықты ара тәріздес импульстер үшін,  γ< 0,1, q=0,289. γ көлемінің ұлғаюына байланысты q-да өзгереді. Мысалы: γ=1 кезінде, q=0,31, ал γ=1,2 рад, q=0,32 болады.

         Егер орамда, трансформатордың біріншілік орам үшін, айнымылы тоқтан Iэфф басқа, тағы да тұрақты тоқ өтсе, онда проводтың диаметрі мына шартпен таңдалу керек

                                                                                                 (24)

Мысал: 50ЛКIБ кинескопына жұмыс істейтін тік жаймалаудың шығыс каскадын есептеу керек. Бұл кинескоп үшін экранның жұмыс істейтін бөлігінің радиусы R=941мм, ал ауытқу орталығынан экранға дейінгі ара қашықтық l=202мм. Сәуленің диагоналы бойынша ауытқу бұрышы 1100, ал тігінен ауытқу бұрышы 2α=900.

                                                 .

2-кестеден α=450 үшін интерполяция (5) жолымен табамыз

                            

LH=24 мГн және RH=7,5 Ом ауытқу жүйесі қолданылады және IH= 0,9А құлашымен тоқ импульсін керек етеді деп алайық. Трансформатордың екіншілік орамының кедергісі, RH-тан 10% құрайтын болсын.

r2=0,1Rн=0,1×7,5=0,75 Ом.

Ауытқу жүйесімен тізбектей қосылған кедергіні есте сақтауымыз керек. Одан кері байланыс сигналы түсіріледі. Оның дәлдік шамасы кері байланыс тізбегін есептегенде ғана белгілі болады. Бұл жерді бағдарлап аламыз

                                                  .

Сонымен нәтижелік күш кедергісі

                                                  R=Rн+r2+Rβ=9 Ом.

а=1.15 коэффициенті болса, онда трансформатордың екіншілік орамының индуктивтілігі

                                                

Коэффициентін табайық

                                                

және

                                                 

Шамасын есептейік

                                                  

Сондықтан, тоқ коллекторының импульсінің формасы бастапқы аймақтың оң бұрышты коэффициентіне ие болғандықтан, есептеу үшін мына формулаларды қолдануға болады (13), (14).

         Коллектор тізбегіндегі IК тоқ импульсінің құлашы трансформация n коэффициентіне байланысты болады. Трансформаторды қолданылатын болсақ,

                                                 n=W2/W1=0,5.

онда тоқ құлашы

                                                 Iк=naIн= 0,5×1,15×0,9=0,52A

болады.

Коллектор тоғының орташа мәні (14)

Мысалы, эммитер тізбегінде Ом және Umin =2B кедергі қосылған. Сонда кернеудің ең төменгі шамасының қоректену көзі

Бұл жерде r1 - трансформатор орамының біріншілік актив кедергісі,  ол екіншілік орамының есептелінген кедергісіге тең

Кедергінің қоректену көзі азайғанда сұлбаның жұмыстық қабілеті сақталу үшін, қолданылатын кедергінің қоректенуі минималдық жіберілетін шамадан үлкен болуы қажет. Жұмыс кезінде желіден 15% қорымен қамтамасыз ету жеткілікті.

    Онда, шығыстық каскад үшін кедергінің қоректенуі қажет.

Кері жүріс уақытысы кезінде кернеудің шашырауы

Трансформатордың біріншілік орамының индуктивтілігі

Коллектор тізбегінің қуаты бойынша тұтынатын

Сонда, шығыстық каскад үшін n таңданылған кезде транзистор қажет болады тоқ импульсі және  

Мысалы, егер n–ді үлкейтсек, онда Iк жоғарлайды, бірақ  азаяды.  Жұмыс нүктесінің дәрежесін анықтайтын элементтердің есептелуі,  каскад күшейткіш есептелуін қолдана отырып, әдістік стандарт бойынша орындалады.

3.3 Жаймалаудың линеаризациясы

         Жаймалаудың линеаризациясы әртүрлі мәнді қолданатындықтан, кинескоптағы экран бойынша сәуленің уақыттағы бірдей жылжуын қамтамасыз етеді.

         Егер шығыстық каскадты сызықтық деп есептесек, онда бір қалыпты экрандағы дақтың қимылы каскад сигналының кірісіне жақындауын талап етеді, коллектор тізбегіндегі импульс тоғының формасына сәйкес келетіндігі.  Осы  формадағы сигналды әрқашан да қарапайым жолмен құрастуруға бола бермейді.

         Транзисторлық сұлбалар шарт бойынша кері байланысты қамтиды. Ол жаймалау бөлігінің эксплуатациондық сипаттамасын жақсартуға болады. Сонымен қатар тоқ бойынша қолданылатын теріс кері байланыс көріністің өлшемін тігінен тұрақтылықты қажет етеді. Шығыстық трансформатор мен ауытқитын катушканың активті кедергісі эксплуатациялық аппаратура процессі кезінде өзгеруі мүмкін. Температура қосылған кезінде (момент) аталған бөлшектерді  +20 С тең етіп қабылдауға болады. Жұмыс уақытысы кезінде температура жоғарлайды, активті кедергі үлкейеді, ал ол тоқ сілтемесінің төмендеуіне алып келіп соқтырады, яғни көріністің өлшемдері. Мыстың коэффициенттік температурасы 0.004 құрайды.  Егер басты кедергіні  Rн деп белгілесек, онда қыздырылған катушканың кедергісін Rнт ол температура DT  шамасынан жоғары, сонда болады

                              (25)

Мысалы: DT=500 C температураның жоғарлауы, 0,004×50=0,2, яғни  20%  активтік кедергінің жоғарлауына сәйкес болады. Егер кедергінің өзгеруіне ешқандай шара қолданбасақ, көріністің азаюына әкеп соқтырады.

         Кейбір ауытқитын жүйелерде катушкаларымен қатар терморезистор қосылады. Температура жоғарлағанда оның кедергісі төмендейді, ал қосынды  кедергісі   өзгермейді.

         Теріс кері байланыс тоқ бойынша сұлбаның шығыстық кедергісін үлкейтеді, кедергі жүктемесінің өзгеруіне байланысты тоқ шамасының тәуелділігін төмендетеміз.

         Кернеу бойынша теріс кері байланыстың қолданылуы кезінде де линеаризация болуы мүмкін, бірақ тоқ бойынша кері байланыс жүктеме параметрлерінің өзгеруі сұлба сезімділігін  бірдей төмендетеді.

         Егер шығыстық каскадтың ішкі кедергісі Ri болса, онда өшірілген  катушкада азайған тоқ былай болады

                                 (26)

бұл жерде  - жүктеменің активтік кедергісінің біріншілік орамының есептелуі.

Тоқ бойынша теріс кері байланысты енгізуі арқылы каскадтың ішкі кедергісі үлкейеді, ол былай болады

                                                                  (27)

8 - сурет 

Ауытқитын тоқтың азаюы кішіреймейді.

                           (28)

8 - суретте кері байланыстағы сұлбаның жұмысын қарастырамыз. Кері байланыстың сигналы  егер  - сызықты тізбек деп есептесек,  онда форма бойынша ауытқитын катушкадағы тоқтан ешқандай айырмашылығы болмайды.  сигналы (11) теңдікпен сипатталады.

         uвх кірістік сигналды кері байланыстың сұлбасына жақындату.

                                (29)

Соңғы сипаттамада  сигналдың сілтемесін   тең  бірге етіп қабылдаймыз, ал Т коэффициенті кері байланыстың тереңдігін сипаттайды.

                              (30)

(29) бойынша кері байланыстың тереңдігі көбейсе uвх кіріс сигналы ауытқитын катушкадағы қалып бойынша импульс тоғына көп жақындайды.

Трансформаторлық сұлбада тәжірибе түрінде N>15-20 болғанда, жұмыс істеу қиын. Кері байланыстың үлкен тереңдігі кезінде сұлбаның тұрақтығы жұмысшы жиілік диапозонының фазалық жылжуына байланысты. Ал фазалық жылжу трансформатордың үлкен жиіліктегі аймағында бақыланбайды. Олар нақты трансформатордың  құрылымына тәуелді.  uвх кіріс сигналының импульсі көрсетілген. Кері байланыстың тереңдігі үлкейген сайын, сұлбаның кірісіне сілтеме бойынша үлкен сигнал беру қажет екені жақсы көрінеді.   

           9 - сурет                        Ал оның      формасы    N   биіктігі  бойынша

                                                 ауытқитын жүйесіндегі тоқтың импульсіне жақындауда. Ал енді жаймалау линеаризация процесін кіріс сигналының формалауына жақындатуға болады, оны біз берілген заң бойынша ауытқитын катушкадағы тоқтың өзгеруі үшін, яғни сигналдың формалауына аламыз. Қажет ететін сигнал формасын әрқашан да құруға мүмкіндік жоқ. Сондықтан қажет ететін сигнал туралы айтуға және шын мәнінде формалауға    болады.     Әрі   қарай    1–ші сигналды – қажет ететін, ал 2–ші формалайтын деп атаймыз.

        Қажет ететін  және формалайтын сигналдың арасындағы шегінде айырылыс болмауы керек. Шын мәнінде сигналдың жақындықтары туралы айтуға болады.

        Егер әр уақыт мезгіліне сигналдың әртүрлілігі нөлге тең болса, онда сигналдық сәйкестігі толық болады. Бірақ тәжірибеде бұл тәсілде бағалау қиын, себебі есептелудің ауқымы үлкен.

Сигналдың жақындығына байланысты жай және ыңғайлы критерилерді (ол үш нүктедегі t=0, t=0,5T және t=T бұрыш коэффициенттерді) қолдануға болады. Негізінде сигналдың диференциялдық есептеуінің орнына жылжуына сәйкес келетін нүктені қолдануға болады

Осындай тәсілді есептеу оңтайлатады.

Сонымен қажет ететін сигнал үшін жақын K мәндері бар формалайтын сигнал таңдаймыз. Бұрыштық коэффициент таңдағаннан бөлек сигнал шама бойынша тең болуы қажет. Таңданылатын формалау сигналының процедурасымен нақты мысалдарда кейінірек танысамыз.

10 - сурет

         Қаралған тәсіл бойынша бұрыштық коэффициент нормаланған мәндері 10 - суретте көрсетілген. Бір бірлік  үшін K мәні қабылданған, тік жүрістің         t =0.5T ортасына  сәйкес.    Бұрыш коэффициентері, тура жүрістің басына сәйкес келуші 0 индексімен, ал тура жүрістің соңына қарай Т индексімен белгіленеді. Кері байланыс теңдігі ұлғаяды, К0 және Кт шамасы жақындасады. 10-суретте үзік сызық нүктесімен көрсетілгендей N®¥ ұмтылғанда олар асимптотаға жетеді. Асимптотикалық мән К=cosg шартымен табылуы мүмкін асимптотаның жетістігі кері байланыстың тереңдігі жеткілікті болғанда кіріс сигнал S-тәріздес ауытқу жүйесіндегі тоқ импульсі толығымен сәйкес келеді.

3 және 4 кестеде бұрыш коэффициентінің мәні келтірілген в/а=0.45 және в/а=1 үшін сәйкесте интерполяция жолымен берілген мәндер бойынша нақты в/а шамасы үшін табуға болады.

3 – кесте. Кіріс сигналдың в/а=0.45 болғанда бұрыш коэффициентінің нормаланған мәні

N

3

5

8

12

20

Ескерту

К0

0,587

0,623

0,647

0,662

0,675

=0,8

КТ

0,806

0,770

0,746

0,731

0,718

К0

0,438

0,471

0,494

0,508

0,520

=1

КТ

0,643

0,609

0,587

0,572

0,560

К0

0,268

0,299

0,320

0,333

0,344

=1,2

КТ

0,457

0,426

0,405

0,392

0,381

Мысалы: Шығыс трансформаторлы каскад в/а=0.6 сипаттаушы ауытқу катушкаларындағы g=1 тудырды. Егер кері байланыс N=5 болғанда онда кіріс сигналдың бұрыштық коэффициенті қандай болады.

3 - кестеден в/а=0.45,  g=1 және N=5 үшін К02=0.471 табамыз.

4 - кестеден в/а=1,  g=1 және N=5 үшін К03=0.388 мәнін аламыз.

Біздің мысалымызда аргумент в/а болып табылады. 1(5) қолданыла отырып в/а=0.6 мәніне сәйкес ізделінген К0 мәнін аламыз.

                               .

4 – кесте. Кіріс сигналдың в/а=1 кезіндегі бұрыш коэффициентінің нормаланған мәні

N

3

5

8

12

20

Ескерту

К0

0,456

0,535

0,588

0,621

0,650

=0,8

КТ

0,937

0,858

0,805

0,772

0,743

К0

0,315

0,388

0,439

0,470

0,496

=1

КТ

0,766

0,692

0,642

0,611

0,584

К0

0,154

0,222

0,268

0,297

0,322

=1,2

КТ

0,571

0,502

0,456

0,428

0,403

в/а=0.6 сәйкес, Кт - коэффициентін ұқсасты түрде табамыз.

                              .

Интерполяция басқа айнымалылармен және өзі де жүзеге асуы мүмкін, мысалы g немесе N бұрыштарымен. Сондықтан күшейткіштің кірісіне кері байланыспен бұрышты коэффициент сигналын беруіміз керек. К0=0.448 және КТ=0.632 сигналдың сұлбаға және оның элементтеріне тәуелді.

3.4 Сигналдардың қалыптасуы

Экспоненциалды формадағы импульстер қарапайым түрде қалыптасады. Оларды разрядты каскадтан алуға болады. Егер экспоненциалды қисықтың бастапқы аумағын қолданылатын болсақ, онда мұндай импульстерді сызықты ара тәріздес түрде қарауға болады.

11 - суретінде разрядты каскадты және олардың импульсті кернеуін құрайтын эквивалентті сұлбасы бейнеленген. Транзистордың кілтін қолдану кезінде сыйымдылық кері жүріс кезінде толығымен разрядталады, сонда келесі импульстердің бірінші импульстен айырмашылығы болмайды. 

11 - сурет

Берілген Т тіке жүрісі кезінде кернеу қорегін қолдану коэффициенті, бұл ретте Е қорек кернеуінің ара тәріздес импульстерінің жаймалану қатынасын аламыз, ал Т/RC қатынасына тәуелді 

U/E » Т/RC.

Бұл қатынас Т/RC<0,2 кезінде әдіс мұны RC үлкейген сайын импульстер кішірейеді, бірақ анағұрлым сызықты болады.

Айтарлықтай үлкен қолдану коэффициенті кернеу көзі бар сызықты ара тәріздес импульстер құруға рұқсат ететін сұлбалар бар. Алайда сызықты ара тәріздес импульстер S-тәріздес тоқ құрылу кезінде жаймалану сұлбасын басқару үшін қолданыла алмайды.

12-суретте көрсетілген сұлбада S-тәріздес пішіндегі кернеу импульстерін жасауға болады.

12 – сурет                        Оның  С1  сыйымдылығында  жұмыс      процесі

                                          кезінде   экспоненциалды  кернеу импульстері болады. С2R2 тізбегін интеграциялаушы деп қарастыруға болады. Егер оның кірісіне сызықты ара тәріздес импульстер беретін болсақ, онда оның шығыс сигналы параболлалық бөлімше болады.     

Жалпы жағдайда, С1 сыйымдылығының экспоненциалді сигналы

болса, шығу сигналы [2], мына шарт  орындалғанда, мұндай теңдік орындалады

.                 (32)  

Сұлбаның шығуындағы сигналдың формасы патенциометрдің қозғалуына байланысты R3 және R4 d қосылу коэффициентіне мән енгіземіз

                                                                                              (33)

Потенциометрдің қозғалу жағдайының Uшығ сигналының өсуі 13а - суретте көрсетілген.

Егер қозғалыс оң шетте орналасқан, яғни R4=0 және d=1 болса, онда шығу сигналы S тәріздес формада болады. 13а - суретте көрсетілген қортынды әділетті болады. Мынандай  шартта: Әр цикл С1, С2 толық зарядталған кезде басталады. Бұл шартты орындау үшін бізге С2 зарядтаушы кілт керек.

Импульстің формуласынан олардың  S тектес сипатталғаны көрінеді.   Жаймалау сұлбасына оның қажеттілік дәрежесін 13б - суреттен талдауға болады. Бұл суретте осы импульстердің бірінші нормаланған туындысы көрсетілген. Бұрыштық коэффициентінің өзгеруінің (бірінші туындысы) сипаттамасын салыстырғанда кері байланыс сұлбасына керекті формада импульсті таңдап өлшеу керек.

Мысал қарастырамыз: Шығу каскады ауытқу катушкадағы блоктың импульсті қамтамассыз ету керек деп қарастырамыз, g=0,8 рад жүктеменің параметрі в/а=1 осындайда кері байланыс тереңдігі N=7. 10-шы суреттен берілген өлшемдері үшін табамыз. Басқару сигнал алдындағы участіктің туындысы К»0,57 және тікелеу жүріс аяғында Кт=0.8 болуы керек. Осындай параметрмен кернеу импульсі 13б – суретте көрсетілген.

Қалыптасқан сұлба қосу коэффициент кезінде қамтамссыз етуі мүмкін.

d=0,8  және at-ң аралығында at=1.6 дейін қалыптасқан тізбектің тұрақты уақыты.

                              және      

                  мс,

Подпись:           13 - суретпатенциометрдің қалыптасқан сұлбасының соңғы жағдайда қозғалыс жаймалаудың   блогын түзету кезінде жинақталады. Егер тереңірек кері байланыс қолданылса, онда К0 және Кт арасындағы айырмашылық азаяды, aТ шамасының азаюына сигналдың қатысты шамасымен сәйкес келеді.

13,а-сурет U/E=0.54 сигналдың белгім құралы U қалыптасқан сұлбасы минималды жіберілген шамалы береді.

Е=U/0.54,

Подпись:           14 - суретжоғарыдағы көрсетілген жинақтау қалыптастырулы сұлба үшін дәлірек 12-сурет. Бұл дегеніміз әрбір сыйымдылықтағы кернеудің тура бастапқы жүрісінің С1, С2=0-ге тең болуы керек. Бұл шартты бір уақытта жұмыс істейтін екі кілттің сұлбасында орындауға болады. R2-диодты параллелді қосқан кезде, конденсатордың разряды С2 бір кілтпен К толықтырылады. С2 зарядының процесіне әсер етпеу үшін, диодтың қосылуының полярлығы шарттан таңдалады. Бір кілтті сұлба қарапайымды және тиімді болып саналады (12-суреттен қара).

                      15 – сурет                                                        16 - сурет

17 – сурет

Екінші бөліктегі С1-де түзу жүрістегі кернеуміз С2-дегі кернеуден асады және соңғысы зарядтала бастайды. Қортындысында, С2 сыйымдылығында импульстік кернеу парабола түрінде қалыптасады. Кернеу ауқымы түзу жүрісті Uоn-болса, Uтn болады. Мұндағы n циклдық номері.

Әр жаңа циклда  Uоn және Uтn арасындағы қалдық төмендей бастайды. Ақырында ғана динамикалық тепе-теңдік жағдайға жеткен кезде, кернеу теңсіздігін Uоn =Uтn сипаттайды.

        Математикалық анализ арқылы қалыптасатын динамикалық тепе-теңдік қиын, сондықтан бұл жерде көрсетілмейді. 14-суретке берілген тұрақты уақытқа қатынасты  сұлбасында тек қорытынды мәндер көрсетілген.

С2 сыйымдылығы түзу жүрістегі уақыт аралығындағы қисық  өзгеріс кернеуінің занын көрсетеді. Қисық  С1 сыйымдылығы импульс кернеуін көрсетеді.          үшін қалған қисықтар R2 потенциометрінің әр түрлі қозғалыс жағдайы үшін шығыс кернеуінің нормасын  көрсетеді. Қозғалыс жағдайынан қарапайым түрде шығыс сигнал форма және де құлашы болып өзгеретінін жақсы көрінеді.

          Оның жарамдылығын қарастырсақ, бірінші туындау мөлшерін сәйкесінше импульстер үшін бұрмалау сұлбаға жеңіл екені көрінеді. Қалыптасатын тізбектің параметрлеріне тәуелді мөлшерлерінің бұрыштық коэффициентерінің мәндік сипаттамалары (15-17 - суретте) көрсетілген. Мұндай параметр түзу жүрістің ұзақтылық қатынасы болады. RC-тізбегіндегі тұрақты уақыттағы тоқ, сәйкесінше мәндер Т/RC=aТ, 14-15 - суреттің әрқайсысында көрсетілген. Бағалау мүмкіндік үшін, берілетін тізбектерді қалыптасатын әр түрлі aТ қортындыларымен жеңіл қолдану кезінде К0т, түзу жүрісінің бастапқыда және аяғында бұрыштық коэффициенттің тең мәндері сәйкесті импульстермен қалыптырады. Ауқымы аз болған сайын, қалыптасатын импульс сызықты ара тәріздестен өзгеше және үлкен болады.

          15-17 - суретте aT үлкен ауқымдағы сұлбасы үлкен импульсінің қисаюын қамтамасыз етеді, яғни К ауқымы кіші болады. Мысалы:  aT=2 сұлбасы үшін К0»Кт=0.65, S-түрлі импульсті қалыптастыра алатын мына мән рад, ал aT=1 сұлбасы үшін К=0.85  тек осы мән рад. Бірақ бұл aT=2 мәніндегі сұлбаны шығыс каскадта қолдана алмаймыз деуге болмайды, себебі қалыптасатын S-тәріздес тоғы g=1 мәнінде  17-суреттегі  қисық d=0,55 мәні үшін К0»0.4 және Кт»0.7 қамтамасыз етеді. Сигналдың ауқымы қалыптасып түсіретін сұлбасы тұрақты t-ға R1,C1-ге тәуелді және R2, C2 қозғалыс жағдайдағы потенциометр ауқымымен сипатталады (12-суретте көрсетілген). Есептеген кезде 15-17 - суреттерінде ауқымдық қатынас сигналы U/E=0.30, aT=2 болғанда 0,25 мына мәнге тең болады, aT=1,5 және U/E=0,2, aT=1 кезде тең болады.

Бұл қортындылыр қалыптастыру тізбегін сипаттайды. (12-суретте) келтірілген нәтижелер қалыптасқан тізбекте өтетін процестерді, 12 - сурет сұлбадағы процеске әсер ететіндей, яғни келесі сұлба соншалықты жоғары Rкір кірістік кедергі болатындай шартты орындағанда сипаттайды.  

Тәжірибе жүзінде мына шартты орындау жеткілікті

                                            .

          Бұл үшін қалыптасқан тізбектің шығысы мен сұлбадағы келесі элементтердің арасына элементтерді қайталауыш қойған дұрыс болады.

          Сигналдардың қалыптасу формасын каскадаралық байланыс тізбегі орындай алады. Егер мұндай тізбектің кірісіне (18а-сурет) сызықты ұлғаюшы сигнал берсек

                                                ,                                         (34)    

онда шығыстық сигналдың теңдеуі [2] мынандай болады

                                                ,                             (35)

          мұндағы -өтпелі тізбектің уақыт тұрақтысы және тізбектің-импульс тұрақтылығы.

Подпись:  
18а – сурет
 
18б - сурет

          Бұл тізбектің параметрлерін өтпелі ретінде таңдаған  кезде, бейсызықты коэффициент КН туралы түсінік енгізуге болады.

          Егер RC тізбегінің кірісіне сызықты ара тәрізді импульс берілсе, ол үшін бейсызықтық коэффициенті анықтама бойынша нөлге, ал шығыстық сигналдың бейсызықты коэффициенті негізінен КН-ге тең болады

                                                                                                           ,              (36)

          Көбінесе өтпелі тізбектің параметрлерін сигнал формасының өзгеруі (искажения) аз болатындай КН<<1 етіп таңдалынады. Егер Т/t<0,2 шарты орындалса онда негізделген бейсызықтық коэффициентінің мәнін едәуір ықшамдауға болады

                                                                         .                                      (37)

18б - суретте Т/ шамаларының қатары үшін, шығыс сигналының формасы көрсетілген. t>10Т кезінде графикте шығыс сигналының сызықты кіріс сигналынан айыру қиын болады. 18б - суретте RC тізбегі шығыс сигналының тура жүрістің соңында бірінші туындысын азайтады. Мұны импульстерді қалыптастыру үшін қолдануға болады. Мысалы: RC тізбегі арқылы экспоненциалды формадағы сигнал өтсін делік, оның  қатысты бұрыштық коэффициентінің шамасы t=T болғанда К-ға тең, сонда

                                               .                                   (38)

Сигналдың өзгеру жолындағы RC тізбегінің әсерінен тура жүрістің соңында азаяды. Дәл осы уақытта t=0 болатын бастапқы бөлік өзгеріске ұшырайды және t=T үшін нормаланған бұрыштық коэффициенттің шамасы

                                                        .                               (39)

Егер S –түріндегі кернеу импульстерін қалыптастыру үшін RC тізбегін қолданса, онда импульстің орталық бөлігіне аз мөлшерде әсер  ететіндей параметрлерді таңдау керек (t/T=0.5). Осы жағдайда Т/RC<0.2 және нормаланған бұрыштық коэффициенті

                                                                                                  (40)        тең.

Мысалы: Осыған дейін қалыптастырылған мысалдың шамасын қолданайық Т/RC мен RC тізбегі арқылы бастапқы бөліктің бұрыштық коэффициенті К0=0,57 және соңғы КТ=0,8-ға  тең импульсті өткізсек, онда шығыс сигналы К0=0.57 және Кт==0.67.

Яғни каскад аралық RC тізбегі импульстің формасын коррекциялау үшін қолдануға болады. Бірақ мұндай тізбекті коррекциялау мүмкіншіліктері жоғары емес. Т/RC шамасы 0,2-ден жоғары болмауы керек, себебі кері жағдайда тура жүрістің ортасында бұрыштық коэффициенттің шамасында айтарлықтай әсер ете бастайды.

          3.5 Шешу және есептеу сұлбаларының мүмкін болатын мысалдары

Айналу генераторының есептеуді шығыс каскадынан бастау керек. Қазіргі қуатты биполярлы транзисторда ондаған кіріс кедергісі (Ом) бар және оларды бастапқы сұлбаға тікелей қосу техникалық тұрғыдан алғанда мүмкін емес.

                                                         19 - сурет

Кіріс кедергісін көбейту үшін, шығыс каскадының алдында эмиттерлік қайталаушыны іске қосады (19-сурет). Биполярлы транзистор негізінен тоқ арқылы бақыланатын құрылғы. Бірақ оны кернеу әсерімен және белгілі бір кіріс кедергісімен сипатталады деп техника тұрғысында санаған жөн. Оның үстіне есептеу қорытындыларын берілген тәжірибемен салыстырған оңай (осцилограммада сұлбаның нақты нүктесіне тән кернеу көрсетеді).

Есептеуден мыналар белгілі:

IК – коллектор тоғының екпіні;

IСР -  коллектордың орташа тоғы;

E- қоректендіру кернеуі.

Есептеу қатынастарын оңайлату үшін IКIЭ деп белгілейміз.

Эммитер тізбегіне RЭ резисторы қосылады, өйткені ол каскадына t-ны жоғарылату арқылы тұрақтандырады және оның өтімділігінің түзулігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар каскадының кіріс кедергісі өсе береді.

Транзистор сипаттамалардың айтарлықтай учаскесінің қолданылуымен жұмыс істегендіктен шығыс каскадының берілгенін сипаттамалардағы тұрғызулардан алу қажет және де формаланған есепті h21э=const деп алғанда үлкен қатеге алып келеді.

Есепті шығыс каскадтан бастаймыз. Шығыс каскадының жұмысын сипаттайтын алдағы есептердің негізгі өлшемдері белгілі деп алайық. Қорек кернеуі Е=12В, коллектор тізбегіндегі құлашы Ik=0.40A, коллектор тоғының орталық мәні, Iорт=0,2А, трансформатордың біріншілік орам кедергісі r1=3 Ом, эмиттер тізбегіндегі кедергі RЭ=2,70 Ом, кедергі R=RH+r2=8 Ом, трансформация коэффициенті n=0,5.

                                                           20 - сурет

Транзистордың шығыс сипаттамаларында Е=12В нүктесінен r1+RЭ=3+2,7=5,7 Ом (20-сурет) сәйкес келетін Е0 түзуін жүргіземіз. Бұл түзудің  Iорт=0,2 А түзуімен қилысады 0 жұмыс нүктесінің жағдайы анықтайды. 0 нүктесі арқылы R¢=R/n2=8/0.52=32 Ом жүктеменің есептелген кедергісімен анықталатын бұрыштан MN түзуін жүргіземіз. MN түзуінің

                                      Iкmax=Iк+Imin=0.40+0.05=0.45 А,

                                                        Imin=0.05 A.

Сызықтармен қиылысы сәйкесінше көбірек IБmax=20 мА және аз        IБmin=3 мА база тоғының мәндерін береді. 0 нүктесінің жағдайы бойынша       IБ=10 мА жұмыс нүктелерінде база тоғын табамыз.

Жүктеменің индуктивтік реакциясы ескерілмегендіктен, база тоғының IБ=IБmax-IБmin  құланығын анықтау әдісі MN нүктесі бойынша жақындатылған болып табылады. Оның артықшылығы - қарапайымдылығы.

Индуктивтіліктің әсерін есепке алу аса күрделі  және іскер құруларды қажет етеді. Қортынды есептеулерде көрсетілгендей, жақындатылған әдіс DIБ –өлшемін 5%-ке төмендетеді.

Подпись:  
                       21- сурет
        IБmax және IБmin мәндерін транзистордың кіріс сипаттамасына бере отырып (21-сурет) база эмиттер DUбэ=0.15В кернеуінің өзгеру өлшемін табамыз. Rэ-де айнымалы кернеу

         DUэ= Rэ× IЭ=2.7×0.4=1.08 В,       (41) 

болады. Осылайша V1 транзистрында каскад кірісінде міндетті түрде

DUвх1=DUБЭ+DUЭ=0.15+1.08=1.23В,  (42)

сигнал берілуі тиіс. Сосын V1 кірісінде болатын есептеуде қабылданған режим каскадын қамтамасыз ететін тұрақты кернеудің өлшемін табамыз Iэ»Iк деп алып, жұмыс нүктесінде Rэ резисторында

                                                                             UЭ= IК× Rэ=0.2×2.7=0,54 В,        (43)

кернеуі бар, ал база-эмиттер кернеуі UБЭ=0.6 В.

V1 каскадының кірісіндегі тұрақты кернеуі болады

                                     U1= UЭ+ UБЭ=0.54+0.6=1.14 В.                                     (44)

Кіріс сипаттаманың мәнді бөлігі қолданылғандықтан V1 транзисторының кіріс кедергісі тұрақты болып қалмайды

                                      RБЭ= DUБЭ/ DIБ=0,15/17×10-3=8,82 Ом.  

Теріс кері байланыс тоқ бойынша, Rэ кезде, каскадтың кіріс кедергісін үлкейтеді

.                              (45)

Құрулардың сипаттамаларынан табамыз

Онда каскадтың кіріс кедергісі V1

Ом.

         Кіріс кедергіні үлкейту үшін, тоқ күшейту коэффициенті транзисторын қолдануға болады. Басқа мүмкіншілік - эмиттерлі қайталауышты қосу (19 - сурет).

Каскадтың кіріс кедергісі V2 бөлгіш есепсіз былай болады

.

Шашырауы 50-ден 200-ге дейін тоқ күшейту коэффициенті V2 транзисторында бар деп топшалап көрсек. Есептеу шамасы

                                          ,

және кіріс кедергісі  Ом.

22 – сурет

Егер де, 19 - суретте көрсетілгендей V1 тоқ базасын қосса, V2 тоқ базасының сілтемелі былай болады

                                            мА.

База-эмиттер кернеу сілтемін табамыз В кіріс сипаттамасындағы  шамасын сақтай отырып және де тұрақты кернеудегі UБЭ2=0,675 В жұмыс нүктесін IБ2 жұмыс нүктесіндегі V2 база тоқ шамасы IБ2-ты бөліктерге бөледі, шығыс каскад шамасына пропорционал сәйкестендіріп, кернеу сілтесін V2 кіріске әкеліп жеткізу үшін былай болады

                                       DUвх2=DUБЭ2+DUВХ1=0,07+1,23=1,30 В.

IБ2=0,12 мА V2 тоқ базасындағы жұмыс нүктесі, ол

U2=DUБЭ2+U1=0.675+1.14=1.82 В

база корпус кернеуі.

Тұрғын орын шарттарында зертханаларда жеткілікті тұрақты температурасы қалады. Бұл V2 база тізбегіндегі бөлгіш элементтерді есептеуді жеңілдетеді, база тоғы 4-5 есе бөлгіш тоғынан асады деп саналады, e=4¸5.

e=4-ге бөлгіш  резисторлардың шамалары

                                        кОм,             (46)

                                       кОм.                        (47)

Әрі қарай ең жақын стандартты резисторлар таңдалады 5,1 кОм және 22 кОм. Каскадтық қорытқы кіріс кедергісі

                                    кОм.                (48)

Егер V2 коллектордағы шашыраушы қуат жіберуге жақын немесе шектен шықса, онда оны азайту орынды, Сф шунттау сыйымдылығы Rф өшу кедергісін қосу керек.

Осы тізбектің уақыт тұрақтысы жаймалаудың период ұзақтығын 5-10 рет асу керек.

                                       Rф, Сф ³(5¸10)(Т+Тох).

3.6 Жаймалау сұлбасындағы кері байланыс

Кері байланыстың жүзеге асуының кейбір мүмкіндіктерін қарастырамыз 23-суретте нұсқасы көрсетілген, бұл жерде кері байланыс шығыс каскадты қана қамтиды. Әдетте RЭ және Rb шамалары ондық Ом-нан аспайды. Аз кедергілерде транзистордың шығыс кедергісі әсер етеді деп есептеуге де болады. Онда коэффициенті

                                             .

UЭ>>UБЭ, IЭ»IK деп санап (13) ескере отырып мынаны аламыз

                                                .                                                            (49)

Соңғы өрнектен көріп отырғандай, N=2-нің өзін алу үшін R3=3 Ом, а=1, I және n=0.5  керек болса онда

                                                Rb=a×n×RЭ×N=1.1×0.5×3×2=3.3 Ом.

Rb алынған шамасын алдыңғы мысалдардың берілгендерін салыстырып көреміз, ауытқу катушкасының кедергісімен  кері байланыс кедергісі  өлшемді сұлбаның  үнемділігі төмендететілгені көрсетілген.

                                                       23-сурет

Ауытқу тоғының шамасын реттеу үшін R3 резистор қолданылады. Номиналынан ±15% жеткілікті реттеуді қамтамасыз ету үшін, оны екі резитордан тұрақты және айнымалыны құрайды.

24-суретте сұлба көрсетілген, алдыңғы айырмашылығы V3 күшейткіш каскады бар. Rb шамасында қосымша күшейткіш N линеаризация шамасын жеткілікті алуға рұқсат етеді.

23 - суретке қарағанда, формалық сұлбаның қосылуын, V3 каскадының полярлық басқарушы басқарушы сигналының өзгеруінен басқаны қолдануға итермелейді.

24-сурет

V3 транзистор тізбегінің эмиттерде RЭ резисторын орналастыру керек, каскадтың кірісін өсіруге рұқсат ететін, әдетте Rэ шамасы Rн-нан (10-15)% құрайды. Кіріс кедергісінің шамасын (45) бойынша анықтауға болады. Бөлгішті шунттау да, әсер еткенде қарастыру керек, Rб1, Rб (24 - суретке қараймыз), (46-48) формулалар.

V1 және V2 каскадтардың есептеуінен,  V3 коллекторындағы  DUк шамасының сигналы белгілі. DUк=DUвх2=1,3 В, V3 каскадтағы кернеу күшейткіш коэффициенті

                                                 ,                                                   (50)

мұндағы Rн - V3 коллектор тізбегіндегі (айнымалы тоқ бойынша) қорытқы кедергі.

                                                  Rн=Rк||Rвх2.

Rвх2 шамасы (48) анықталған Rвх2=2,67 кОм, егерде Rк=2,2 кОм, Rэ=160 Ом болса, онда

                                                  Rн=2,2||2,67=1,21 кОм,

және каскадты күшейту коэффициенті

                                                   Кu=1210/160=7.56.

Rэ коллектор тізбегіндегі кедергі көп болғандықтан, V3 каскадының шығыс кедергісінің (эмиттер тізбегі бойынша) әсерін есептеуге болады, онда N шамасы мынаған тең болады

                                                  .                                        (51)

Егер алдындағы мысалдарда қарастырғандай Iн=0,9А және Rb=0,75 Ом болса, онда

                                                   .

Осылайша V3 каскадымен шығарылған қосымша күшейткіш, (23-суретке қараңыз) сұлбамен салыстырғанда,  Rb кішкентай шамасындағы N үлкен шамасын алуға мүмкіндік береді.

V3 каскадтың кірісіне (база және ортақ сым (общий провод) арасындағы) кері байланыстағы құлаш (размах) сигналына әкелу керек.

.

R3 резисторын құлаш ауытқуын орнықтыруға болады. Басқа нұсқау-сигнал үлкендігін өзгертеді, V3 шығысынан алынған, параллелді Rк-ға резисторды қосып,  движоктан сигналды алып тастау керек. Сондай  реттеу С3 кернеуінің өзгеруі, қойылатын реттеулерде болса, онда өтпелі процеспен бағытталады.

Әдебиеттер тізімі

         1. Джакония В.Е. Телевидение. – М.: Радио и связь, 1997.  

2. Серебряков Ю.И. Генератор вертикальной развертки. – М.: ВЗЭИС, 1971. – 54 с.

         3. Серебряков Ю.И. Форма импульсов отклоняющего тока для широкоугольного кинескопа. Техника кино и телевидения. - 1979. - №4. - С. 40-43.

Мазмұны

1 Курстық жұмысқа тапсырма ...................................................

2 Курстық жұмысты орындауға әдістемелік нұсқау...................

3 Кадрлық жаймалаушы генератордың есебі бойынша қысқаша      теориялық мәліметтер және негізгі қатынастар........

   3.1 Ауытқу жүйесіндегі тоқ импульсінің формасы.................

   3.2 Шығыс трансформаторлық каскад....................................

   3.3 Жаймалаудың линеаризациясы.........................................

   3.4 Сигналдардың қалыптасуы...............................................

   3.5 Шешу және есептеу сұлбаларының мүмкін болатын мысалдары..

   3.6 Жаймалау сұлбасындағы кері байланыс............................

Әдебиеттер тізімі...................................................................

3

3

 

6

6

8

17

21

 

27

31

34

2004 ж. жинақтық жоспары, реті 73 

 

Сабдыкеева Гульбану Габдулловна

ТЕЛЕДИДАР

Курстық жұмысты орындауға арналған

әдістемелік нұсқау

(380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

Редакторы Ж.А.Байбураева

Стандарттау жөніндегі маман Н.М.Голева

Басуға қол қойылды __ . __ . 2004ж.                         Пішімі 60х84 1/16.

Таралымы  50 дана.                                           №1 типография қағазы

Көлемі ______ оқу-баспа. т.                                      Тапсырыс____ .

Бағасы ____ тг.

Алматы энергетика және байланыс институтының

көшірмелі-көбейткіш бюросы,

480013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі,126.