上图是典型的行输出级原理电路。Q1是行输出管,工作在开关状态,激励脉冲Vi由脉冲变压器B1藕合输入,行偏转线圈LY及回扫变压器B2均作为行输出级负载。Cs是S校正电容,C是逆程电容,D1是阻尼二极管,它不同于普通二极管,它耐压高、开关性能好。其反向击穿电压达1~1.5KV。在电路中起开关作用,同时也对LY─C之间的自由振荡(即偏转线圈与逆程电容之间的电磁能量交换)起阻尼作用。电源Ec对S校正电容Cs充电,使其两端电压总保持有上正下负,数值为Ec的电压。为便于分析,可将Cs等效成数值为Ec的电源串在偏转支路上,这对分析工作原理并无影响,故将行输出级等效成图(b)。注意:行输出管与阻尼二极管均等效为一开关,但他们导通时流过的电流方向正好相反。 激励电压Vi是矩形脉冲。当正极性脉冲到达Q1基极,Q1饱和导通,在偏转线圈中产生锯齿形电流iY,其波形如图(c)由三部分组成:
(1) 时间t从0~t1,行输出管的导通电流形成扫描正程右半段 所需电流,随t线性增长,最大幅值为IYM=(Ec/LY)3 (Ts/2)(Ts为正程时间)。
(2) t1~t3期间,Q1与D1均截止,LY—C发生电磁能量交换, 产 生半周多点自由振荡,形成了逆程期(Tr)扫描电流。改变自由振荡周期可调节Tr长短,使其符合扫描逆程时间的要求.
(3)T3~T4期间,D1阻尼管导通,LY中储能通过D1放电使iY由最大负值减小到零,形成扫描正程左半段.
2.行输出级工作原理:
(1)时间t从0~t1激励电压Vbe为高电压,Q1饱和通,使Vce=0,相当于Q1开关接通,等效电路如图(a)。Cs上的电压Ec经Q1对LY冲磁。其iY按指数规律增长, iY=(Ec/R)3
(1-exp(-t/τ))式中τ=LY/R,R为充磁回路中的总损耗,包括:LY损耗、Q1导通电阻,当τ>>Ts/2时, iY=Ec2t/LY,可见,偏转电流iY在0~t1期间近似为线性增长,当t=Ts/2时,iY=IYM。
(2)t1~t3期间,激励电平Vbe突跳至低电平,Q1截止, IYM(t)不能突变,在LY中产生很大的感应电压,即LY中贮存了最大磁能(t1时刻),将与逆程电容C发生电磁能量交换,形成自由震荡, t1~t2间完成自由震荡1/4周,见图(b)。具体过程是:从t1起iY向C充电,将使电容C上电压增大,t=t2时,C上充电的电压达VM。由于C上的起始电压为Ec,总电压升到了Ec+ VM值,见图(f)。Vce波形在t=t2的值。这时刻C上电能最大,而LY的磁能=0,即iY=0。当t>t2时,自由震荡进入1/4~1/2周期,C上电能向LY充磁,t=t2′时结束1/2周期,等效电路见图(C),电能全部转化为反方向磁能,并达最大磁能.此时逆程电容上的电压下降到初始值Ec,这将使阻尼管D1仍处在截止状态。t>t2′,自由震荡进入3/4周期,磁能再次对逆程电容反向充电,见图(d),使C上电压为上负下正(因回路的谐振电压幅值>>Ec),见图(f)Vce波形在t2′~t3值,只有此时才可能导致阻尼二极管D1导通,D1一导通,自由震荡被迫停止,故称为D1阻尼管。
自由震荡周期决定了扫描逆程时间长短,自由震荡幅度决定了施加于行输出管的反峰电压Vce及回路等效损耗电阻R值,自由振荡的周期T=2πsqr(LY2C)。如果选择行逆程时间Tr=T/2,可算出C=T/(4π2LY)。若想准确计算出反峰电压的大小(即Ec+VM值),可列出图(C)等效电路的二阶微分方程,解出VM值。简便的方法可采用磁能等于电能,近似解出VM值。假设不考虑回路损耗,LY中最大磁能等于C中最大电能,即LYI2YM/2=CV2M/2,又IYM=Ec2Ts/(2LY)可推导出:VM=EcTs/(2sqr(LY))=EcπTs/(2Tr)。设Ts=52μs,Tr=12μs代入得VM=7Ec。故反峰电压的最大值:
VCMAX=Ec+VM=8Ec。
这就是行输出管及阻尼管在扫描逆程期间应承受的最大脉冲电压,它对Q1的cb极间或D1均属反偏压,故称VCMAX为反峰电压。
(3)t3~t4期间,见图(e)。t3时刻自由振荡由于阻尼管D1导通立即停止,不会象图(f)Vce的虚线波形,这时LY中的磁能就通过D1还给电源,磁能逐渐减少,iY从负向最大值开始渐变至零。t3~t4段时间内变化规律为:
iY=-IYM+Ec(1-exp(-t/τ))/R=-IYM +ECt/ LY
可见,iY随时间线性变化,当t=Ts/2,iY=0,正好对应t=t4。从t4开始,激励电压Vbe又突变成高电压,使Q1导通,D1截止,过程从头开始。上述就是矩形脉冲激励的开关工作状态下,行输出级工作全过程 三、场扫描电路 1场同步信号的分离
目前振荡器多采用RC自激振荡器。由于场同步信号的分离经过了积分电路,干扰窄脉冲已被抑制,因此场振荡器的同步可以采用直接同步法,即用场同步信号直接触发振荡器,使振荡器的翻转过程受场同步信号的控制,从而得到与发端同频、同相的场振荡信号。
为使场振荡器能被场同步信号同步,场振荡器的自由振荡频率必须低于场频,否则场振荡器不能被场同步信号所同步,如图:A所示。但若振荡器的自由振荡频率太低,场同步信号不足以使电路提前翻转,同样也无法进行场同步。为此在场振荡器的定时元件中加入可调电阻,通过调节该电阻就可以改变振荡器的的自由振荡频率,从而实现同步,这就是用户可调的电视机帧同步旋钮。
2
2
VVV V V
图(A)
2场锯齿波形成
T1t T1 T T1r
t
对场频而言,场偏转线圈的感抗远小于阻抗,所以可以把场偏转线圈看成纯阻负载,这样,场输出组输出锯齿波电压就能够在场偏转线中得到锯齿波电流。
将同步的场振荡信号送入RC锯齿波形成电路,产生需要的“锯齿波”电压,同时在这里进行场锯齿波幅度调整和线性补偿。根据电路理论,线性锯齿波电压在电感中将产生抛物“锯齿波”电流,因此,要想在场偏转线圈中得到线性良好的锯齿波电流就必须把锯齿波电压进行线性补偿。在实际电路中是把场输出级的“锯齿波”电压经积分后,反馈到锯齿波形成电路进行线性补偿,经处理后的“锯齿波电压”已不是真正的锯齿波电压,但由于场偏转线圈的感抗较小,因此线性补偿量不大,我们仍将它称为锯齿波电压。经处理的锯齿波电压送入场激励级进行电压放大后,送入场输出级进行功率放大。 3 场对称OTL输出电路
目前,场输出级多采用互补对称OTL电路,如图B所示。图中LY、RY分别表示场偏转线圈等效电感和电阻,C1兼有S校正作用。互补对称OTL电路已在低频电路课程中介绍过,下面结合图( B )只分析一下场输出电路的工作过程。
T=T0时场扫描开始,由于T3基极输入的电平较低,T3集电极电平较高,使T1导通、T2截止,这时流过偏转线圈电流IY由T1提供。随着T3基极电平的升高,T1基极电平下降、IY由最大值IP下降。
当T=T1时,T1截止,IY=0,T2开始导通,C1上的电压给T2供电,随着T3基极电平的升高,T2基极电平下降,IY反向增加。
图(B)-
Ec R1 C2 R2 T1导通正程前半段电流 D1 T1 C1 Rr T2D2 T2 导通正程后半段电流Rp Ly Ui T3
图(B)-b
当T=T2时,IY达到反向最大值—IP,场扫描正程结束,逆程开始。T3基极电平的跳变使T3截止,T2由导通迅速向截止转换, IY 由—IP 迅速降低。至T4时,IY=0,T2截止、T1导通,IY渐增,IY增至最大值IP,T4后重复下一周期。逆程期间由于IY变化很快,在LY两端产生上正、下负的感应电压——场逆程脉冲,再加上电阻RY上的压降,形成VY。在上述工作方式下电源电压EC必须足够高,否则,逆程脉冲使T1发射电平高于电源电压EC,同时通过自举电容C2作用到T1基极,使T1反向饱和导通;并随着T1发射极电平降低使T1渐正向饱和导通。由于T1饱和导通时的电流不再受T1基极电平控制,IY上升慢与偏转线圈的时间常数 =LY/RY及电源电压EC有关,因此,EC低会使逆程时间过长。
Ui t2 0 t0 t1 t3 t4 Iy Ip 0 Ip Vy t t 0 t