ЭЛТ СО СМЕШАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (кинескоп)

Фокусирующая система - ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ. Отклоняющая система – электромагнитная (рис. 4).

Рис. 5 Рис. 6

К-М-А1-А2 - электронный прожектор (пушка)

Lx -катушки строчной развертки; Lу - катушки кадровой развертки;

Ix - ток пилообразной формы строчной развертки; Iy - ток пилообразной формы кадровой раз­вертки.

М – МОДУЛЯТОР, Телевизионный сигнал подается на модулятор.

Аквадаг используется как послеускоряющий третий анод (рис. 4). Экран металлизируется, этим устраняется ион­ное пятно и повышается яркость свечения экрана.

ПРИМЕНЕНИЕ - в телевизионных приемниках, ра­диолокационных устройствах.

ДОСТОИНСТВА - более яркое изображение большие утлы отклонения (до 110° ),мень­шая длина трубки, лучше фокуси­ровка по краям кадра.

НЕДОСТАТКИ - низкочастотность (10-20 кГц),

система отклонения более громоздка и потребляет большую мощность,

ПРИМЕЧАНИЕ - КПД экрана ЭЛТ (2-3 )%; (97-98)% - в тепло.

ЦВЕТНЫЕ КИНЕСКОПЫ (рис. 5)

ЭЛТ, имеющая ТРИ независимых электронных луча. Экран состоит из 550.000 трехцветных триад.

Контрольные вопросы

2.1. Поясните назначение приемных и передающих ЭЛТ.

2.2. Поясните устройство, разновидности принцип действия и области применения ЭЛТ.

2.3. Укажите путь электронов луча ЭЛТ, начиная от катода; другим цветом покажите направление тока.

2. 4. Каков физический смысл чувствительности кинескопа?

2.5. Укажите максимально достижимый угол откло­нения луча в кинескопе и в трубках с электростатическим отклонением.

2.6. Как устроен экран цветного кинескопа?

Задание на СРС

3.1. Конспект «Цветные кинескопы» [ОЛ6.1] стр.

Достоинства, недостатки, применение.

Задание на СРСП

4.1. Письменно пояснить принцип получения изображения на экране осциллографической ЭЛТ.

Глоссарий

ЛЕКЦИЯ №14

Краткое содержание лекции

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ППП

предназначены для преобразования световой энергии в электрическую.

ФОТОРЕЗИСТОР(рис.1,2)

ПП резистор, сопротивление которого зависит от освещенности.

Принцип действия основан на генерации пар НЗ при воздействии светового потока.

Характеристики и параметры.

· ВАХ - (Рис.3)

· Световая характеристика - зависимость свето­вого тока от светового потока I_CB= f (Ф) при U=const

· Интегральная чувствительность:

, (рис.4) где I_Т темновой ток при отсутствии светового потока.

ФОТОДИОД

ПП диод, обратный ток которого зависит от освещенности. Схема включения представлена на рис. 5.

Характеристики и параметры.

ВАХ: (Рис.6)

· Световая характеристика: (Рис.7)

· Интегральная чувствительность

Рис. 1 Рис.2 Рис.3 Рис. 4

Рис. 5 Рис.6 Рис.7 Рис.8 Рис.9

ФОТОЭЛЕМЕНТ

ПП диод, работающий без внешнего источника пи­тания и являющийся сам источником электрической энергии. Схема включения рис. 8. ВАХ - рис.9.

КПД фотоэлемента - отношение максимальной мощно­сти (Рmax), которую можно получить от фотоэлемен­та, к полной мощности светового потока Рф

ФОТОТРАНЗИСТОР

Транзистор, способный усиливать фототок. Устройство – рис.10, схема включения - рис.11, ВАХ – рис12

Рис. 10 Рис. 11 Рис.12 Рис. 13 Рис.14

Рис. 15

СВЕТОДИОД

ПП диод, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию светового излучения. При рекомбинации инжекти­рованных НН с ОН выделяется энергия в виде квантов света - излучательная рекомбинация. Схемное изображение рис. 14.

ПРИМЕНЕНИЕСветовая индикация, знаковая индикация (рис. 13) - диодные матрицы

В сочетании с фотоэлектрическими приборами (ре­зисторы ,диоды, транзисторы, тиристоры и др.) создали НОВЫЙ КЛАСС ППП - ОПТРОНЫ (рис.15) - они являются элементной базой ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ.

ДОСТОИНСТВА: высокочастотность - работают f > 100 МГц; экономичность; малые габариты.

ШУМЫ-

представляют собой малые беспорядочные колебания (флуктуации) выходного тока около своего среднего значения. Собственные шумы УЭ ограничивают возможность усиления слабых сигналов, т.е. чувствительность усилителя.

Шумовой ток представляет собой сумму переменных синусоидальных составляющих с частотой от 0 до . Это объясняется тем, что вследствие теплового движения число электронов и дырок, проходящих через поперечное сечение ПП в парные промежутки времени не постоянно, а все время меняется. Шумы зависят от параметров ЭП и режимов их работы. Для уменьшения шумов в первых каскадах приемников и усилителей применяют малошумящие транзисторы и противошумовую коррекцию. Шумовые свойства устройства определяются коэффициентом шума, который показывает во сколько раз ухудшается соотношение сигнал/шум при прохождении сигнала через устройство .

НАДЕЖНОСТЬ ЭП

Надежность полупроводниковых приборов — это способность их выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени.

Наиболее удобными показателями для количественного выражений надежности полупроводниковых приборов являются вероятность бе­зотказной работы Р в течение заданного интервала времени и интен­сивность отказов , под которой понимают отношение числа отказов приборов в единицу времени к числу исправно работающих приборов. Интенсивность отказов определяется формулой:

где п — количество отказавших приборов за время t; N —общее коли­чество работающих приборов.

Под вероятностью безотказной работы понимается вероятность того, что в заданный промежуток времени не произойдет ни одного отказа. Интенсивность отказов и вероятность безотказной работы связаны между собой так:

Контрольные вопросы

2.1. Приведите схему включение фотодиода в вен­тильном режиме.

2.2. Что такое темновой ток фотодиода, приведите график; как он зависит от температуры?

2.3. Область применения фотодиодов (например, в связи).

2.4. Схема включения фотодиода.

2.5. Какой фотоэлектрический прибор не имеет р- п перехода, его принцип работы?

2.6. Сравните чувствительность фотодиода и фо­тотранзистора.

2.7. Область применения светодиодов.

2.8. Что такое оптрон?

2.9. Какие возможности открывает оптоэлектроника и световолоконный кабель?

Задание на СРС

3.1.Выписать и пояснить параметры всех фотоэлектронных приборов [ОЛ6.2] стр. 155-157, 164-165,171-172,

Задание на СРСП

4.1. Пояснить разновидности отказов [ОЛ6.2] стр.272.

Глоссарий

ЛЕКЦИЯ №16

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСИЛИТЕЛЯ

Краткое содержание лекции

Усилитель - устройство, предназначенное для усиления электрических сигналов с сохранением их формы. Вэлектронных усилителях усиление сигнала, т.е. увеличе­ние мощности, напряжения или тока происходит за счет активных элементов, которыми являются биполяр­ные и полевые транзисторы, электронные лампы.

Простейший усилитель - это один уси­лительный каскад.

Усилительный каскад - это один или два усилительных элемента и несколько пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, трансформаторов и т.д.). Пассивные эле­менты нужны для подачи питания на усилительный элемент, осу­ществления связи с нагрузкой и т.д.

Усилительные свойства усилительного каскада оцениваются коэффициентом усиле­ния по току, напряжению или мощности.

Коэффициент усиления по напряжению каскада определяется: т.е. показывает, во сколько раз напряжение на выходе усилитель­ного каскада больше напряжения на входе.

В большинстве случаев усиление, которое способен обеспе­чить один усилительный каскад, бывает недостаточным для вы­полнения технических требований электронной аппаратуры и приходится брать несколько усилительных каскадов. В этом слу­чае усилитель называется многокаскадным. Сколько каскадов дол­жен содержать усилитель, зависит от его назначения.

Усилительные каскады могут быть различными по схемному решению и по выполняемым функциям.

Сигнал, поступающий от источника сигнала, имеет очень небольшой уровень, чтобы увеличить его по току или напряжению, необходимы усилительные каскады, которые называются предвари­тельными (КПУ). Число каскадов предварительного усиления зави­сит от назначения усилителя и его технических показателей.

Усилительный каскад, непосредственно работающий на внеш­нюю нагрузку усилителя, называется выходным или оконечным кас­кадом (ОК). Если оконечный каскад, согласно назначению усили­теля, должен обеспечить в нагрузке определенную мощность, то его называют каскадом усиления мощности (КМУ).

В некоторых усилителях из-за схемного решения оконечного каскада сигнал с КПУ поступить на ОК не может, требуется спе­циальный тип каскадов, эти каскады называют предоконечными (ПОК).

Источником сигнала в электронных усилителях может быть микрофон, проводная линия, передающая телевизионная трубка, кабельная линия и т.д. Все эти источники сигнала относятся к числу высокоомных, т.е. имеют большое внутреннее сопротивле­ние, порядка сотен кОм. Входное сопротивление электронных уси­лителей, особенно на биполярных транзисторах - низкоомное, т.е. имеет порядок единиц-сотен Ом. Это осложняет передачу сигнала от источника сигнала на вход усилителя. Чтобы сигнал полностью поступал от источника сигнала на вход первого каска­да усилителя, необходима согласованность источника сигнала и входа усилителя. Условие согласованности на входе усилителя: В этом случае можно подключать источник сигнала непосред­ственно ко входу усилителя. Однако чаще всего мы имеем дело с несогласованностью усилителя и источника сигнала, и в этом слу­чае связь входа усилителя с источником сигнала осуществляется через входное устройство.

В качестве входных устройств используются трансформаторы или разделительные цепи.

Нагрузкойэлектронного усилителя может быть динамик, гром­коговоритель, проводная или кабельная линия и т.д. Все эти ти­пы нагрузок относятся к разряду низкоомных, имеющих сопротивле­ние порядка единиц - сотен Ом. Выходное сопротивление усилите­ля - высокоомное, особенно усилителей на биполярных транзисто­рах, сотни кОм. Таким образом, так же, как и на входе, на вы­ходе усилителя имеется несогласованность с нагрузкой.

Условие согласованности усилителя с нагрузкой:

Если оно соблюдается, то выход усилителя подключается к нагрузке непосредственно, если же нет, то необходимо выходное устройство.

В качестве выходных устройств используются, так же, как и на входе усилителя, трансформаторы или разделительные цепи.

Обобщая все выше сказанное, можно составить типовую струк­турную схему усилителя.

· ИС - источник сигнала, создает сигнал, мощности которого недостаточно для нагрузки,

· входное устройство, предназначено для согласования источни­ка сигнала со входом усилителя Согласующий трансформатор), или переходу от симметричного источника сигнала к несимметричному входу КПУ (симметрирующий трансформатор), или для разделения путей протекания постоянного и переменного тока (RC-цепочка).

Рис.1. Типовая структурная схема усилителя

· КПУ - каскада предварительного усиления, предназначены для предварительного усиления сигнала до величины, необходимой для работы оконечного каскада; КПУ мо­жет содержать от одного и более каскадов, которые нумеруются по порядку следования. Обычно в качестве КПУ применяют резисторные каскады.

· МКС – межкаскадная связь, предназначена для передачи сигнала от каскада к каскаду с наименьшими искажениями и потерями. В зависимости от требований МКС может быть трансформаторной, гальванической или резисторно-емкостной.

· ПОК - предоконечный каскад, предназначен для связи КПУ и оконечного каскада. Наиболее часто это фазоинверсный каскад.

· ОК - оконечный каскад, каскад, работающий на нагрузку усилителя. Чаще всего это КМУ, назначением которого является отдача заданной мощности в нагрузку,

· выходное устройство, предназначено для связи выхода усилителя с нагрузкой и выполняет те же функции, что и входное устройство,

· источник питания обеспечивает работу усилительных элементов. В качестве источников питания используются выпрямителя переменного тока, гальванические элементы, аккумуляторы.

Расчет любого усилителя начинают с составления структурной схемы. Анализируют типовую структурную схему, задание и составляют структурную схем проектируемого усилителя, исходя из следующих соображений:

1.Если требуется мощность больше 1 Вт, то ОК выполняют по двухтактной схеме, а если меньше 1 Вт – по однотактной.

2.Если нагрузкой является трансляционная линия, то в качестве выходного устройства для согласования необходимо выбрать трансформатор и ОК выполнить по двухтактной трансформаторной схеме, для которой обязательно в качестве ПОКа нужен фазоинверсный каскад.

3.Если требуется мощность больше 15 Вт, то ПОК выполняют фазоинверсным трансформаторным, если меньше 15 Вт, то ПОК наиболее выгодно выбрать фазоинверсным с разделенной нагрузкой.

4.Если нагрузкой является динамик, то можно избавиться от трансформатора, который имеет большие габариты, вес, стоимость и вносит дополнительные нелинейные и частотные искажения. А согласование можно добиться, применяя в качестве ОК двухтактный бестрансформаторный каскад.

Кроме того, если нагрузкой является динамик, то можно обойтись и без ПОКа, если применить в ОК комплементарную пару транзисторов, которая не требует фазоинверсного сигнала и обладает лучшей симметрией, т.к. оба транзистора включаются по схеме с ОК.

Контрольные вопросы

2.1. Усилительный каскад, определение, роль усилительного элемента.

2.2. Структурная схема, ее основные узлы и их назначение.

2.3. Каскады мощного усиления, назначение и требования, предъявляемые к ним.

2.4. Каскада предварительного усиления, назначение и тре­бования, предъявляемые к ним.

Задание на СРС

3.1. [ОЛ6.2] стр 76 привести схемы входных и вуходных устройств.

Задание на СРСП

4.1. Письменно пояснить смысл и необходимость согласования в усилителях.

Глоссарий

ЛЕКЦИЯ №17