Система горизонтальної розгортки телевізора є одночасно інвертором і перетворювачем. Як інвертор вона перетворює енергію низьковольтного джерела постійної напруги в пилкоподібний струм строго певного виду, необхідний для здійснення горизонтального руху електронного променя в кінескопі. Як перетворювач вона є джерелом високовольтного постійної напруги для ускоряющего і фокусуючого електродів кінескопа. Система горизонтальної розгортки більш-менш тісно пов’язана з іншими важливими функціональними блоками телевізора, такими як схема збіжності променів, пристрій вимикання блоку кольоровості при монохромному сигналі, підсилювач синхроімпульсів і блок АРУ. Висока якість відтворення телевізійного зображення на екрані кінескопа в значній мірі залежить від характеристик системи горизонтальної розгортки. Крім того, відомо, що изза відносно великих рівнів потужності при високих пікових значеннях струмів і напруг, надійність телевізора в значній мірі залежить від надійності системи горизонтальної розгортки.

До недавнього часу напівпровідникові варіанти схем розгортки по суті створювалися за принципом простої заміни ламп транзисторами. Це був природний підхід, який призвів до появи потужних транзисторів з добре розвиненою технологією виробництва і низькою вартістю. Проте тепер ясно, що вихідний варіант, орієнтований на копіювання властивостей лампової системи, мав властивим йому дефектом – форма струму, впадає в отклоняющую котушку, сильно залежала від роботи активних елементів. Саме тому навіть дешева модель чорно-білого телевізора мала так багато регулювань на задній стороні приймача.

Система горизонтальної розгортки, показана на рис. 5.7, використовує тиристори замість потужних транзисторів, і формує відхиляю-

щий струм, форма і тимчасова прив’язка якого залежать головним чином від пасивних компонент. Активними елементами є JTR (Integrated Thyristor and Rectifier), комбінація тиристора і діода. Вони були створені після того, як аналіз тиристорних інверторів показав необхідність використання діода, що обмежує зворотний викид в таких схемах. Поява такого приладу призвело не тільки до скорочення виробничих витрат при виготовленні телевізорів, але також зменшило шкідливі наслідки індуктивності сполучних проводів. (Схему, зображену на рис. 5.7, можна реалізувати, використовуючи окремі тиристори й діоди з малим часом відновлення, якщо з’єднувальні дроти зробити короткими. Саме так було зроблено багато телевізори до появи ITR.)

Ми не будемо розкривати багато тонкощів роботи цієї схеми; якщо хочете дізнатися більше подробиць, то Вам слід звернутися до спеціалізованих монографій по телевізійній техніці. Тим не менш, основні моменти, що характеризують роботу цієї системи розгортки, будуть розглянуті. Однією з цікавих особливостей схеми на рис.

5.7 є її простота в порівнянні з минулими системами горизонтальної розгортки.

Аби краще уявити, що відбувається в схемі, звернемося до спрощеного варіанту, показаному на рис. 5.8. Його можна уявити або з окремими тиристорами і випрямними діодами, або з ITR приладами. Одна комбінація тиристор-діод позначена як комутаційний перемикач, а інша подібна комбінація названа перемикачем прямого ходу. Перемикач прямого ходу формує ток пілообразной форми, який переміщує електронний промінь горизонтально уздовж екрану кінескопа. Як можна зрозуміти з назви, комутаційний перемикач бере участь у формуванні стану «виключено», тобто тривалості зворотного ходу.

Тиристорна система горизонтальної розгортки телевізора

Послідовність подій, що відбуваються в котушці горизонтальної розгортки, показана на рис. 5.9. Зображені тільки ті елементи схеми, які беруть участь у формуванні кожної частини сигналу. Пилкоподібний струм, що приводить в рух світлове пляма уздовж екрану, позначений через /у. Цей сигнал повинен бути лине і мати певну швидкість наростання. Частота повторення пилкоподібних сигналів визначається частотою імпульсів, що надходять від генератора горизонтальної розгортки (15750 Гц для чорно-білого телевізора, 15734 Гц для кольорового).

При аналізі схеми слід пам’ятати, що діоди стають провідними, коли до них прикладена напруга прямого зміщення і, що теж саме, справедливо для тиристорів за умови, що на керуючий електрод поданий запускає імпульс. Зверніть увагу, що стрілки напрямку струму на рис. 5.9 вказують технічний напрям струму, від плюса до мінуса.

Пилкоподібний ділянку, відповідний прямому ходу променя, є результатом коливання в контурі, утвореному котушкою індуктивності Ьу і конденсатором Су. Ділянка зворотного ходу пилоподібного сигналу є, перш за все, результатом коливального процесу в контурі, що складається з котушки індуктивності LR і конденсатора CR. Обидва коливальних процесу обмежені початковій частиною циклу, тобто не передбачена можливість появи незатухаючих коливань.

Як часто буває, коли дія причинно-наслідкових зв’язків призводить до деякого результату, зручно вважати, що схема вже працює. Якщо це так, то перша половина пилоподібного сигналу, що визначає прямий хід, тобто від t0 до /2, Викликана провідністю діода DT в перемикачі прямого ходу. Це показано на рис. 5.9А, де тиристор SCRT видалений, тому що між його анодом і катодом прикладено зворотне напруга і, отже, він не пропускає струм.

У зв’язку з проходженням сигналу в момент часу /2 через нуль, природно прийняти, що друга половина пилоподібного сигналу прямого ходу є результатом протікання струму через тиристор SCRj (рис. 5.9В). Однак це не зовсім так. Якби це було справедливо, то діод DT був би вилучений з цієї схеми. До досягнення моменту часу t5 відбувається додаткове подія. Через нього в заключний період пилоподібного сигналу струм відводиться в ланцюг тиристора SCRc, І діод DT знову проводить. Однак на цей раз діод DT не забезпечує шлях струму через котушку.

Ця ситуація пояснюється малюнком 5.9С, де показаний шлях струму протягом тимчасового інтервалу t3 — ty «Подія», згадуване в попередньому абзаці, є запуском тиристора SCRc сигналом від генератора горизонтальної розгортки. Мета цього запуску полягає в тому, щоб переключити (закрити) тиристор SCRj. Природно, що перемикаючий імпульс повинен з’явитися в момент часу /3 тобто до закінчення пилоподібного сигналу в момент часу t5 . Це міра необхідна для того, щоб

(А) Перша половина прямого ходу розгортки

(С) Запуск процесу зворотного ходу розгортки

(D) Перша половина зворотного ходу розгортки

Рис. 5.9. Еквівалентні схеми і форми коливань для схеми горизонтальній розгорнення. RCA Solid State Div.

(Е) Остання половина зворотного ходу розгортки

(Н) Відновлення тиристора SCRt, перезаряд конденсатора Cr

забезпечити час, необхідний для відновлення тиристора перш, ніж на нього знову буде подано пряму напругу. І виявляється, що струм прямого ходу розгортки від моменту t0 до моменту t5 досить лине і точний, незважаючи на «заключне» зміна шляху струму.

Послідовність подій, описаних вище, призводить до комутації тиристора SCRT разом з відкачуванням енергії, запасеної в котушці індуктивності. Тепер починається зворотний хід. Перша половина зворотного ходу (інтервал від t5 до t6) Відбувається так, як показано на рис. 5.9D. Тиристор в комутуючим перемикачі SCRc, Попередньо включений в момент часу tvзалишається провідним, забезпечуючи зображений шлях струму. Тепер тривалість пилоподібного сигналу визначає резонансної частотою коливального контуру, що складається з LR9 Cr і Z,y. Відповідно, інтервал від t5 до t6 набагато коротше чим, наприклад, тривалість пилоподібного сигналу прямого ходу від t0 до ty (Це пов’язано з тим, що ємність конденсатора Су набагато більше, ніж ємність конденсатора CR і вплив Су на частоту послідовного резонансу дуже малий.)

Друга половина циклу зворотного ходу (рис. 5.9Е) протікає в інтервалі між t6 і t0. Показана ситуація може розглядатися як продовження процесу, початок якого показано на рис. 5.9D. Коли в момент часу t0 сигнал зворотного ходу перетинає рівень нуля, шлях струму змінюється, він тече тепер не через SCRc, А через Dc. Це відбувається через зміни полярності, при якому до тиристору SCRc виявляється прикладеним зворотне зміщення, а до діода Dc – Пряме зміщення.

Оскільки ділянка пилоподібного сигналу зворотного ходу від tb до t0 завершує відхилення променя, має місце ситуація, показана на рис. 5.9F. В момент часу t0 відбувається перемикання зворотного ходу на прямій. Протягом відносно короткого часу проводять обидва діода і Z)c, І £>Т Потім, тобто на початку пилоподібного сигналу прямого ходу від t0 до t2 ситуація знову повертається до стану, описаного раніше (рис. 5.9А).

Події, розбиті на чотири тимчасових інтервалу і зображені на рис. 5.9, пояснюють формування пилоподібного струму. Кожен інтервал, як ми бачили, характеризується унікальною комбінацією провідних і непровідних перемикаючих елементів. Однак система не є автоколебательной. Щоб встановити циклічний характер роботи, на додаток до розглянутих ланцюгів необхідно розглянути й інші ланцюга.

На рис. 5.9D, 5.9Е і 5.9F можна побачити, що через дросель LR протягом всього інтервалу зворотного ходу (від t5 до t0) Тече струм. Протягом однієї половини цього тимчасового інтервалу ток дроселя LR тече через SCRc, А протягом другої половини – через Dc. У результаті енергія зберігається у вигляді магнітного поля дроселя LR. Коли в момент часу t0 пилкоподібний сигнал зворотного ходу завершується, комутаційний перемикач (тиристор SCRc і діод Dc) Вимикається. Магнітне поле дроселя Lr зникає, викликаючи напруження протівоедс, яке заряджає конденсатор CR. Цей процес заряду триває протягом прямого ходу до моменту t4. Таким чином, енергія, необхідна для формування нового пилоподібного сигналу зворотного ходу від t5 до /0, Заздалегідь накопичена в конденсаторі CR. Якби цієї енергії не було, то робота схеми просто припинилася б в кінці пилоподібного сигналу прямого ходу в момент часу ty

Щоб пояснити формування періодично повторюваного струму пілообразной форми слід описати ще один механізм роботи схеми. На рис. 5.9Н ланцюг керуючого електрода тиристора SCRj показана з’єднаної з вторинною обмоткою заряджає котушки індуктивності Lcc. Завдяки цьому з’єднанню, тиристор SCRj підготовлений для включення в той момент часу tv коли між анодом і катодом з’являється пряме напруга. Це ситуація пояснюється малюнками 5.9А і 5.9В. Зокрема сигнал, присутній на керуючому електроді ДоСАті> показаний на рис. 5.9А. Без цього повернення тиристора SCRT в початковий стан робота схеми припинилася б в момент tv

Формування високовольтного постійної напруги засноване на використанні короткочасного пилоподібного сигналу зворотного ходу розгортки від моменту t5 до моменту t0. Імпульси наведеної протидії ерс, що з’являються на вторинній обмотці високовольтного трансформатора мають набагато більш високий рівень напруги, ніж він був би в разі порушення первинної обмотки синусоїдальним сигналом. Як показано на рис. 5.7, ще більший рівень досягається за допомогою помножувача постійної напруги, в даному випадку утроітелем напруги. Система горизонтальної розгортки, описана вище, в тій мірі, в якій це стосується високовольтної ланцюга постійного струму, є в прямому сенсі перетворювачем напруги зворотного ходу. Часто високовольтна ланцюг постійного струму пов’язана зі стабілізатором напруги, щоб стабілізувати розмір і яскравість зображення при зміні таких змінних факторів як температура і напруга мережі.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.