專利名稱：彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器的制作方法
在視頻信號放大電路中，信號輸入端與運(yùn)算放大器A1的同相端連接且并接一輸入匹配電阻R1，運(yùn)算放大器A1的同相端還并接由D1、Z1、R3和D2、Z2、R4構(gòu)成的輸入保護(hù)電路；運(yùn)算放大器A1的輸出端與輸出匹配電阻R6連接且并接反饋電阻R5一端，反饋電阻R5另一端接入運(yùn)算放大器A1的反相端且并接電阻R2。
延時(shí)電路中的二輸入與非門U1A輸入端與視頻信號放大電路中A1輸出端相接，二輸入與非門U1A輸出端分別與二輸入與非門U1B輸入端和由D4、C4、R10構(gòu)成的積分電路輸入端相接，且并接上拉電阻R7，積分電路輸出端與二輸入與非門U1D輸入端連接二輸入與非門U1B輸出端與由D3、C3、R9構(gòu)成的積分電路輸入端相接，且并接上拉電阻R8，積分電路輸出端與二輸入與非門U1C輸入端連接。
在驅(qū)動(dòng)電路中，光電耦合器P1、P2的輸入端與延時(shí)電路中的二輸入與非門U1C、U1D輸出端連接，隔離器Q1、Q6輸入端與光電耦合器P1、P2的輸出端相接；隔離器Q1、Q6輸出端分別與由Q2、Q3、D6、R17和Q7、Q8、D9、R26構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)換器輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換器輸出端與由中功率晶體管Q4、Q5和Q9、Q10構(gòu)成的高速開關(guān)電路的輸入端相接。
輸出電路采用中功率場效應(yīng)管Q11、Q12構(gòu)成的雙管高壓開關(guān)電路，其輸入端分別與驅(qū)動(dòng)電路中的兩路高速開關(guān)電路輸出端相接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在克服了其它同類產(chǎn)品不足之處的基礎(chǔ)上，使電路設(shè)計(jì)優(yōu)化，成本降低，且不僅能使彩色顯像管的屏上顯示單色光點(diǎn)或同時(shí)顯示三色光點(diǎn)，也能顯示測試圖形，它的具體優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1．在視頻信號處理電路中，采用高速運(yùn)算放大器不失真地放大輸入信號，從而提高電路集成化程度，改善電路工作穩(wěn)定性，便于電路安裝與調(diào)試。2．延時(shí)電路的設(shè)計(jì)只需采用電容、電阻和高速二輸入端與非門的組合。它不僅起到了對被放大脈沖信號進(jìn)行延時(shí)和整形的作用，而且還可以把它看作為預(yù)驅(qū)動(dòng)級電路，因?yàn)楹蠹壍墓怆婑詈掀鲀H需較小的輸入電流就能被驅(qū)動(dòng)。3．設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路為有源驅(qū)動(dòng)電路，它不僅可使輸出電路輸出高壓脈沖的上升沿和下降沿，而且能產(chǎn)生高壓脈沖的高電平和低電平。同時(shí)輸出電路輸出的高壓脈沖的寬度能隨驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度而變，且有較大的調(diào)整范圍。4．輸出電路中的雙場效應(yīng)管因被來自有源驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)相同時(shí)序不同相位的脈沖所驅(qū)動(dòng)，因此無需在輸出電路中設(shè)計(jì)任何其它輔助電路即可產(chǎn)生完整的高壓脈沖。此外，由于兩路光電耦合器的隔離作用，輸出電路只需一路高壓電源就能直接產(chǎn)生零電平以下的正向高壓脈沖，而且切換高壓電源方向即可兼容輸出彩色顯像管的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖和陰極驅(qū)動(dòng)脈沖。5．整個(gè)電路的設(shè)計(jì)以簡化、適用、合理為特色，同時(shí)整體設(shè)計(jì)達(dá)到了小型化的目的，因此使性價(jià)比大為提高。
該彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器的技術(shù)指標(biāo)為脈沖幅度250V，脈沖上升沿12ns，脈沖下降沿14ns，最小脈沖寬度小于100ns，脈沖底部波動(dòng)幅度小于3V。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖，它包括視頻信號放大電路1、延時(shí)電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、輸出電路4。
圖2是本發(fā)明的電原理圖，該圖中用虛線劃分出組成它的四個(gè)部分，即視頻信號放大電路1、延時(shí)電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、輸出電路4。
本發(fā)明的實(shí)施方案主要分為低壓電路(視頻信號放大電路、延時(shí)電路)和高壓電路(驅(qū)動(dòng)電路、輸出電路)，其具體內(nèi)容如下在低壓電路中，采用高速模擬集成電路和數(shù)字集成電路(AD811、74F3037)，它們都具有低功耗、高速度和設(shè)計(jì)簡便的特點(diǎn)。低壓電路的輸出脈沖幅度為5V、輸出脈沖上升／下降沿為4～5ns，且負(fù)向脈沖比正向脈沖寬10ns。
高壓電路含驅(qū)動(dòng)電路及輸出電路。6N137高速光電耦合器、+15VDC／DC電源(NDL2415S)是驅(qū)動(dòng)電路中的關(guān)鍵元件；6N137具有優(yōu)良的開關(guān)特性(tr=50ns，tf=12ns)和最小的隔離電容(C1-0=0．6pF)；NDL系列DC／DC電源具有高效率(83％Min)和低隔離電容(C1-0＜60pF)。輸出電路的輸出脈沖質(zhì)量與輸出場效應(yīng)管的選擇有很大關(guān)系；IRF710是一種中功率MOS-enh場效應(yīng)管，它的基本特性是2．0A(ID(ON))、400V(BVDSS)、5A(IDM)、10／11ns(tr／tf)、36W(PD)、3．3Ω(RDS(ON))，因此它是一種理想的高壓開關(guān)輸出器件。
在視頻信號放大電路1中，應(yīng)用高速運(yùn)算放大器A1(AD811)將來自可編程脈沖信號發(fā)生器(Quantum903 Video Test Generator)的1V脈沖不失真地放大至大約5V；設(shè)計(jì)A1(AD811)為同相放大器，由于R5、R2是純電阻，因此其閉環(huán)增益隨反饋電阻R5與反相端輸入電阻R2的比值(R5／R2)而變。為與75Ω視頻電纜匹配，在輸入端并接匹配電阻R1，此外Z1、R3、D1(BAV-10)和Z2、R4、D2(BAV-10)構(gòu)成的輸入保護(hù)電路能防治過大的輸入信號損壞A1。
在延時(shí)電路中2，應(yīng)用具有高重復(fù)率的高速二輸入端與非門U1(74F3037)將來自視頻放大電路的一路信號分成兩路，然后經(jīng)延時(shí)后得到不同寬度的脈沖。U1A(74F3037(a))整形前級A1的輸出脈沖，并分別送至兩路延時(shí)電路。一路由U1B(74F3037(b))、R9、C3、D3、U1C(74F3037(c))構(gòu)成，它輸出一個(gè)負(fù)向脈沖，其中R9、C3、D3(BAV-10)為積分電路，只對脈沖下降沿延時(shí)。另一路由R10、C4、D4、U1D(74F3037(d))構(gòu)成，它輸出一個(gè)正向脈沖，其中R10、C4、D4(BAV-10)為積分電路，也只對脈沖下降沿延時(shí)。R7、R8為上拉電阻，用以保持高電平的穩(wěn)定。延時(shí)電路能輸出相同時(shí)序的正／負(fù)向脈沖，其中負(fù)向脈沖比正向脈沖寬約10ns，這正是后級電路所需要的。
驅(qū)動(dòng)電路3是將低壓脈沖(5V)變換為高壓脈沖(250V)的關(guān)鍵電路。光電耦合器P1、P2(6N137)不僅將低壓電路與高壓電路隔離，而且它們也是驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)源，即產(chǎn)生各自懸浮地以上的正向和負(fù)向5V脈沖，它們的電源來自15VDC／DC、R13、Z3和15VDC／DC、R22、Z4組成的供電電路。Q1、Q6(BXS20)為隔離器，用以提高光電耦合器P1、P2的驅(qū)動(dòng)能力；Q2、Q3、D6、R17和Q7、Q8、D9、R26(BSX20、BAV-10)構(gòu)成電平轉(zhuǎn)換器，即轉(zhuǎn)換5V脈沖為15V脈沖，此外該電平轉(zhuǎn)換器也是一級高速開關(guān)電路，用以增強(qiáng)后級電路的驅(qū)動(dòng)能力。中功率晶體管Q4、Q5和Q9、Q10(BSX61、2N2905)構(gòu)成具有高響應(yīng)速度、低輸出阻抗和強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力的開關(guān)電路，它的輸出脈沖幅度取決于DC／DC的輸出電壓。R19、R28可用來調(diào)整開關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，D7、D10(BAV-10)則為加速驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載電容放電而設(shè)置。此外，驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)重要作用是可改變正負(fù)向脈沖的寬度，即將正向脈沖變窄，將負(fù)向脈沖變寬。這個(gè)脈沖變形的過程產(chǎn)生于電平轉(zhuǎn)換電路，也就是說電平轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)必導(dǎo)致原驅(qū)動(dòng)脈沖寬度的變化。如果將延時(shí)電路中的脈寬變化與驅(qū)動(dòng)電路中的脈寬變化相加，可得到負(fù)向脈沖比正向脈沖寬20ns的相同時(shí)序的兩個(gè)脈沖，這恰符合輸出電路的工作需要。由于驅(qū)動(dòng)電路在工作過程中由DC／DC供電，并能形成輸出高壓脈沖所需的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度，因此它被稱為有源驅(qū)動(dòng)電路。
輸出電路4是一個(gè)典型的雙場效應(yīng)管高壓開關(guān)電路。Q11、Q12(IRF710)、R29、R30、C12組成主輸出級電路；其中R29、R30為限流電阻，用以控制開關(guān)電路在工作過程中充放電電流，改善高壓脈沖的上升和下降沿、頂部和底部；C12是高壓電源去偶電容，慮除電源中的雜散信號。由于Q11、Q12柵源之間同時(shí)被不等寬的正向和負(fù)向脈沖驅(qū)動(dòng)，所以在開關(guān)過程中總是一個(gè)管子先截止，另一個(gè)管子再導(dǎo)通，從而防止了雙管同時(shí)導(dǎo)通。R31、L1為電源啟動(dòng)電路，它可防止高壓電源開啟后瞬間電流過大。R32既是輸出電路啟動(dòng)電阻又是輸出級的保護(hù)電阻，它可在輸出級電路開啟和輸出脈沖因電路故障而消失時(shí)，直接向輸出端提供-250V；如果雙場效應(yīng)管同時(shí)擊穿，F(xiàn)1將熔斷，同樣輸出端可得到-250V；因此R32、F1用以防止顯示屏被燒壞。R33為阻尼電阻，以降低輸出波形底部的振蕩，改善波形質(zhì)量。
權(quán)利要求
1．一種彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器是由信號處理電路和驅(qū)動(dòng)放大電路組成，其特征在于該發(fā)生器由視頻信號放大電路(1)、延時(shí)電路(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)和輸出電路(4)按順序串行連接而組成。發(fā)生器的輸入信號來自可編程脈沖信號發(fā)生器，輸出脈沖驅(qū)動(dòng)彩色顯像管柵極。視頻信號放大電路(1)的輸入端為該脈沖發(fā)生器的輸入端，輸出電路(4)的輸出端為該脈沖發(fā)生器的輸出端。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器，其特征在于在視頻信號放大電路(1)中，信號輸入端與運(yùn)算放大器A1的同相端連接且并接一輸入匹配電阻R1，運(yùn)算放大器A1的同相端還并接由D1、Z1、R3和D2、Z2、R4構(gòu)成的輸入保護(hù)電路；運(yùn)算放大器A1的輸出端與輸出匹配電阻R6連接且并接反饋電阻R5一端，反饋電阻R5另一端接入運(yùn)算放大器A1的反相端且并接電阻R2。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器，其特征在于延時(shí)電路(2)中的二輸入與非門U1A輸入端與視頻信號放大電路中A1輸出端相接，二輸入與非門U1A輸出端分別與二輸入與非門U1B輸入端和由D4、C4、R10構(gòu)成的積分電路輸入端相接，且并接上拉電阻R7，積分電路輸出端與二輸入與非門U1D輸入端連接；二輸入與非門U1B輸出端與由D3、C3、R9構(gòu)成的積分電路輸入端相接，且并接上拉電阻R8，積分電路輸出端與二輸入與非門U1C輸入端連接。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器，其特征在于在驅(qū)動(dòng)電路(3)中，光電耦合器P1、P2的輸入端與延時(shí)電路中的二輸入與非門U1C、U1D輸出端連接，隔離器Q1、Q6輸入端與光電耦合器P1、P2的輸出端相接；隔離器Q1、Q6輸出端分別與由Q2、Q3、D6、R17和Q7、Q8、D9、R26構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)換器輸入端連接，電平轉(zhuǎn)換器輸出端與由中功率晶體管Q4、Q5和Q9、Q10構(gòu)成的高速開關(guān)電路的輸入端相接。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器，其特征在于輸出電路(4)采用中功率場效應(yīng)管Q11、Q12構(gòu)成的雙管高壓開關(guān)電路，其輸入端分別與驅(qū)動(dòng)電路中的兩路高速開關(guān)電路輸出端相接。
全文摘要
彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器是一種用于測量彩色顯像管分辨率和會(huì)聚時(shí)給顯像管柵極提供驅(qū)動(dòng)信號的裝置。該彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器由視頻信號放大電路、延時(shí)電路、驅(qū)動(dòng)電路和輸出電路依次串行連接而組成,它的輸入信號來自可編程脈沖信號發(fā)生器,其輸出的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)彩色顯像管柵極。該彩色顯像管柵極脈沖發(fā)生器在保證輸出高技術(shù)指標(biāo)脈沖的基礎(chǔ)上,具有電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安裝調(diào)試方便、工作過程合理以及設(shè)計(jì)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G09G1/28GK1295312SQ00133210
公開日2001年5月16日 申請日期2000年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者楊曉偉, 赫亨爾得·范·威得霍溫 申請人:東南大學(xué)