PL158484B1 - Uklad elektroniczny generatora impulsu bramkujacego PL - Google Patents

Abstract

Uklad elektroniczny generatora impulsu bramkuja- cego, utworzony z ukladu wyzwalajacego polaczonego z ukladem wytwarzania i formowania impulsów, które to uklady sa zasilane ze zródla wysokiego napiecia zasila- nia, przy czym wejscie ukladu wyzwalajacego stanowi jednoczesnie wejscie ukladu przedmiotowego, a wyjscie ukladu wytwarzania i formowania impulsów stanowi pierwsze wyjscie ukladu przedmiotowego, znamienny tym, ze zawiera uklad wzmacniacza zbudowany na szyb- kiej tetrodzie (TT), której katoda (Z) jest polaczona z punktem o potencjale odniesienia, zas siatka sterujaca z obu stron jest polaczona z druga elektroda drugiego kondensatora (C1) i z pierwsza koncówka ósmego rezy- stora (R4) poprzez rezystory (R5, R6) dziewiaty i dzie- siaty, natomiast siatka przyspieszajaca jest polaczona z dodatnim biegunem zródla wysokiego napiecia zasilania (ZWN) poprzez jedenasty rezystor (R7 + R7'), ponadto pierwsza anoda poprzez dwunasty rezystor (R8), a druga anoda poprzez trzynasty rezystor (R9) sa polaczone z pierwsza koncówka czternastego rezystora (R10) , ............ PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ elektroniczny generatora impulsu bramkującego, służący do kadrowania kamery optycznej, zwłaszcza kamery smugowo-kadrowej przeznaczonej do fotografowania ultraszybkich procesów fizycznych.

Znany układ elektroniczny generatora impulsu bramkującego jest utworzony z układu wyzwalającego i układu wytwarzania i formowania impulsów. Układ wyzwalający zawiera tranzystor lawinowy, którego baza jest połączona z zaciskiem wejściowym poprzez dzielnik składający się z rezystorów pierwszego i drugiego, zaś emiter jest połączony z punktem o potencjale odniesienia i z jedną końcówką uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego. Kolektor tranzystora lawinowego jest połączony poprzez pierwszy kondensator z drugą końcówką uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego. Ponadto kolektor tranzystora lawinowego jest połączony poprzez trzeci rezystor z katodą diody Zenera, której anoda jest połączona z punktem o potencjale odniesienia oraz poprzez czwarty rezystor z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania. Układ wyzwalający jest połączony z wejściem układu wytwarzania i formowania impulsów za pomocą uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego. Układ wytwarzania i formowania impulsów, zwany również generatorem bramki, zawiera szybki iskiernik z zimną katodą, o czasie załączania od 2 - 3 ns. Siatka sterująca iskiernika jest połączona z pierwszym wyjściem układu wyzwalającego, które stanowi pierwszy koniec uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego, natomiast katoda tego iskiernika jest połączona z drugim wyjściem układu wyzwalającego, które stanowi drugi koniec uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego. Anoda iskiernika jest połączona, poprzez szeregowe połączenie linii długiej i piątego rezystora, z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania. Katoda iskiernika jest połączona ponadto z punktem o potencjale odniesienia poprzez szósty rezystor o rezystancji równej rezystancji falowej linii długiej i stanowi wyjście do generatora wytwarzania impulsów schodkowych zasilających płytki odchylania poziomego przetwornika obrazu. Elektroda pod^:?zymująca przepływ prądu w stanie statycznym iskiernika jest połączona poprzez siódmy rezystor z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania.

158 484

Wadą znanego układu jest zbyt mała amplituda impulsu schodkowego podawanego do płytek odchylania poziomego przetwornika obrazu, jak również konieczność stosowania dodatkowego źródła napięcia stałego, równego amplitudzie impulsu schodkowego o przeciwnej polaryzacji w celu odetkania przetwornika obrazu na czas trwania kadru kamery optycznej.

Układ elektroniczny generatora impulsu bramkującego, według wynalazku, utworzony z układu wyzwalającego połączonego z układem wytwarzania i formowania impulsów, które to układy są zasilane ze źródła wysokiego napięcia zasilania, przy czym wejście układu wyzwalającego stanowi równocześnie wejście układu przedmiotowego, a wyjście układu wytwarzania i formowania impulsów stanowi pierwsze wyjście układu przedmiotowego, charakteryzuje się następującymi środkami technicznymi i ich funkcjonalnym połączeniem. Przedmiotowy układ zawiera układ wzmacniacza, zbudowany na szybkiej tetrodzie, której katoda jest połączona z punktem o potencjale odniesienia, zaś siatka sterująca z obu stron jest połączona z drugą elektrodą drugiego kondensatora i z pierwszą końcówką ósmego rezystora poprzez rezystory dziewiąty i dziesiąty. Siatka przyspieszająca tetrody jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania poprzez jedenasty rezystor. Pierwsza anoda tetrody poprzez dwunasty rezystor, a druga anoda poprzez trzynasty rezystor są połączone z pierwszą końcówką czternastego rezystora. Pierwsza elektroda drugiego kondensatora jest połączona z wyjściem układu wytwarzania i formowania impulsów. Druga końcówka ósmego rezystora jest połączona z ujemnym biegunem źródła niskiego napięcia zasilania. Druga końcówka czternastego rezystora jest po.łączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania. Punkt połączenia rezystorów dwunastego, trzynastego i czternastego stanowi wyjście drugie przedmiotowego układu.

Układ według wynalazku umożliwia wytwarzanie bardzo krótkich impulsów bramkujących o zadanej, wysokiej amplitudzie. Ponadto eliminuje konieczność stosowania dodatkowego źródła napięcia stałego o amplitudzie równej amplitudzie impulsu bramkującego i przeciwnej polaryzacji .

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, jest przedstawiony na rysunku w postaci schematu ideowego. Układ elektroniczny generatora impulsu bramkującego jest utworzony z układu wyzwalającego BW, układu wytwarzania i formowania impulsów i z układu wzmacniacza. Układ wyzwalający BW zawiera tranzystor lawinowy T, którego baza jest połączona, poprzez dzielnik składający się z rezystorów R^l’ R^ pierwszego i drugiego, z zaciskiem wejściowym stanowiącym wejście WE1. Emiter tranzystora lawinowego T jest połączony z punktem o potencjale odniesienia i z jedną końcówką uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego Tr. Kolektor tranzystora lawinowego T jest połączony poprzez pierwszy kondensator C z drugą końcówką uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego Tr. Ponadto kolektor tranzystora lawinowego T jest połączony poprzez trzeci rezystor R^ z katodą diody Zenera Dz i poprzez czwarty rezystor R^ z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania ZWN o wartości +2,3 kV, przy czym anoda diody Zenera Dz jest połączona z punktem o potencjale odniesienia. Układ wyzwalający BW jest połączony z wejściem We2 układu wytwarzania i formowania impulsów za pomocą uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego Tr. Układ wytwarzania i formowania impulsów, zwany również generatorem bramki, zawiera szybki iskiernik KN z zimną katodą, o czasie załączania od 2 - 3 ns. Siatka sterująca iskiernika KN jest połączona z pierwszym wyjściem układu wyzwalającego BW, które stanowi pierwszy koniec uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego Tr, natomiast katoda tego iskiernika KN jest połączona z drugim wyjściem układu wyzwalającego BW, które stanowi drugi koniec uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego Tr. Anoda iskiernika KN jest połączona z dodatnim biegunem wysokiego napięcia zasilania ZWN poprzez szeregowo połączone linię długą L i piąty rezystor Rl. Katoda iskiernika KN jest połączona ponadto z punktem o potencjale odniesienia poprzez szósty rezystor R2 o rezystancji równej rezystancji falowej linii długiej L l stanowi pierwsze wyjście przedmiotowego układu, nie przedstawione na rysunku, do generatora napięć liniowo narastających, zasilających płytki odchylania poziomego przetwornika obrazu oraz stanowi wyjście układu

158 484 wytwarzania i formowania impulsów, przy czym generator napięć liniowo narastających i przetwornik obrazu nie są przedstawione na rysunku. Elektroda podtrzymująca przepływ prądu w stanie statycznym iskiernika KN jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania ZWN. Wyjście układu wytwarzania i formowania impulsów jest połączone z wejściem układu wzmacniacza, które stanowi pierwsza elektroda drugiego kondensatora Cl. Układ wzmacniacza zawiera szybką tetrodę TT, której katoda Z jest połączona z punktem o potencjale odniesienia, zaś siatka sterująca z obu stron jest połączona z drugą elektrodą drugiego kondensatora Cl i z pierwszą końcówką ósmego rezystora R4 poprzez rezystory R5, R6 dziewiąty i dziesiąty, przy czym drugi koniec ósmego rezystora R4 jest połączony z ujemnym biegunem źródła niskiego napięcia zasilania ZNN o wartości -250 V. Siatka przyspieszająca tetrody TT jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania ZWN poprzez jedenasty rezystor R7+R7’. Pierwsza anoda tetrody TT poprzez dwunasty rezystor R8, a druga anoda tej tetrody TT poprzez trzynasty rezystor R9, są połączone z pierwszą końcówką czternastego rezystora RIO, zaś punkt połączenia rezystorów R6, R9, RIO dwunastego, trzynastego i czternastego stanowi wyjście WY wzmacniacza i jednocześnie drugie wyjście przedmiotowego układu, podłączone do siatki przetwornika obrazu, przy czym druga końcówka czternastego rezystora RIO jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania ZWN.

Działanie układu jest następujące. W przypadku małych zakłóceń elektromagnetycznych, na wejście WE1 układu wyzwalającego BW jest podany napięciowy impuls wyzwalający o amplitudzie około 10 V. Próg zadziałania tranzystora lawinowego T jest ustawiony za pomocą dzielnika napięcia, utworzonego z rezystorów Rkj. ^2 trzeciego i czwartego. Po zadziałaniu tranzystora lawinowego T, potencjał na jego kolektorze jest ustalony przez diodę Zenera Dz na poziomie 90 V, co pozwala na podłączenie tranzystora lawinowego T do źródła wysokiego napięcia zasilania ZWN. Pierwszy kondensator C, rozładowując się przez tranzystor lawinowy T i pierwotne uzwojenie transformatora wyjściowego Tr, indukuje we wtórnym uzwojeniu tego transformatora Tr impuls dodatni o amplitudzie około 350 V, przy czym próg zadziałania iskiernika KN wynosi 300 V.

W przypadku wystąpienia znacznych zakłóceń elektromagnetycznych iskiernik KN jest wyzwalany bezpośrednio za pomocą impulsu o amplitudzie 300 V, podanego na wejście We2 układu wytwarzania i formowania impulsów, co zabezpiecza przed przypadkowym wyzwoleniem układu wytwarzania i formowania impulsów. Po podaniu impulsu wyzwalającego na siatkę sterującą iskiernika KN następuje szybkie zadziałanie iskiernika KN w czasie od 2 do 5 ns i następnie rozładowanie linii długiej L, co powoduje powstanie na szóstym rezystorze R2 impulsu o amplitudzie równej połowie napięcia zasilającego i czasie trwania określonym przez czas podwójnego przejścia fali elektromagnetycznej w linii długiej L. Szerokość impulsu bramkującego jest regulowana przez zmianę długości linii długiej L. Siódmy rezystor R3 ogranicza prąd statyczny płynący przez iskiernik KN. Dodatni impuls z iskiernika KN jest podany przez drugi kondensator Cl oraz rezystory R5, R6 dziewiąty i dziesiąty na siatkę sterującą tetrody TT, która charakteryzuje się wysoką częstotliwością graniczną. Przed podaniem impulsu dodatniego tetroda TT jest zatkana ujemnym napięciem stałym o wartości 250 V podanym ze źródła niskiego napięcia zasilania ZNN. Podanie dodatniego impulsu wyzwalającego powoduje przewodzenie tetrody TT, wprowadzając ją w stan głębokiego nasycenia. Jedenasty rezystor R7+R7 ustala odpowieoni potencjał siatki przyspieszającej tetrody TT. Rezystory R8, R9 dwunasty i trzynasty w obwodach anodowych tetrody TT służą do szybkiego tłumienia drgań rezonansowych, powstających przy szybkich zmianach płynącego prądu. Przed podaniem impulsu wyzwalającego na siatkę sterującą tetrody TT, na drugim wyjściu WY z układu wytwarzania i formowania impulsów istnieje potencjał napięcia zasilającego o wartości +2,3 kV. W momencie zadziałania tetrody TT jest wytworzony ujemny impuls napięciowy o zadanym czasie trwania równym 10 ns i amplitudzie równej 2 kV bliskiej napięciu zasilania, co powoduje powstanie na wyjściu WY potencjału równego 0, a tym samym odetkanie włączonego na wyjściu przetwornika obrazu kamery optycznej,

158 484 nie przedstawionej na rysunku. Impuls o szerokości 10 ns ma czas narastania równy 2 ns i czas opadania równy 3 ns. Po zaniku impulsu ujemnego o amplitudzie 10 ns, na wyjściu WY układu wytwarzania i formowania impulsów pojawia się potencjał dodatni o amplitudzie 2,3 kV podany ze źródła wysokiego napięcia zasilania ZWM, co powoduje ponowne zatkanie przetwornika oorazu.

,'+Z.3kV

ZWN

-250V

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ elektroniczny generatora impulsu bramkującego, utworzony z układu wyzwalającego połączonego z układem wytwarzania i formowania impulsów, które to układy są zasilane ze źródła wysokiego napięcia zasilania, przy czym wejście układu wyzwalającego stanowi jednocześnie wejście układu przedmiotowego, a wyjście układu wytwarzania i formowania impulsów stanowi pierwsze wyjście układu przedmiotowego, znamienny tym, że zawiera układ wzmacniacza zbudowany na szybkiej tetrodzie (TT), której katoda (Z) jest połączona z punktem o potencjale odniesienia, zaś siatka sterująca z obu stron jest połączona z drugą elektrodą drugiego kondensatora (Cl) i z pierwszą końcówką ósmego rezystora (RA) poprzez rezystory (R5, R6) dziewiąty i dziesiąty, natomiast siatka przyspieszająca jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania (ZWN) poprzez jedenasty rezystor (R7+R7 ), ponadto pierwsza anoda poprzez dwunasty rezystor (R8), a druga anoda poprzez trzynasty rezystor (R9) są połączone z pierwszą końcówką czternastego rezystora (RIO), przy czym pierwsza elektroda drugiego kondensatora (Cl) jest połączona z wyjściem układu wytwarzania i formowania impulsów, a druga końcówka ósmego rezystora (RA) jest połączona z ujemnym biegunem źródła niskiego napięcia zasilania (ZNN), natomiast druga końcówka czternastego rezystora (RIO) jest połączona z dodatnim biegunem źródła wysokiego napięcia zasilania (ZWN), zaś punkt połączenia rezystorów (RB, R9, RIO) dwunastego, trzynastego i czternastego stanowi drugie wyjście (WY) przedmiotowego układu.

   »* *