Навигация
Основні принципи побудови сучасних ВМ
90110
знаков
4
таблицы
10
изображений
2. Основні принципи побудови сучасних ВМ
Сучасні растрові ВМ для комп'ютерів використовують принципи побудови подібні з застосовуваними в телевізійній техніці, але відрізняються від останніх відсутністю радиотракта і схем для обробки відеосигналів (блоку кольоровості), а також специфічним набором органів керування, необхідним тільки для корекції кондиції зображення на екрані, тому що основні режими роботи встановлюються програмно через комп'ютер. Нижче на мал. 1 приводиться узагальнена блок-схема ВМ, на якій показані всі необхідні для забезпечення його роботи функціональні вузли й елементи керування. На мал. 1 показані основні з'єднання між вузлами, деякі, потребуючі пояснення підписані додатково. Елемент, чи вузол з'єднання, відзначене пунктиром, може отсутствовать у монохромних чи інших моделях ВМ.Головним елементом ВМ є ЭЛТ із системою, що відхиляє, (кадровими катушками, що відхиляють — КК і рядковими — СК). Всі інші елементи, показані на блок-схемі, служать для забезпечення режиму роботи ЭЛТ і узгодження сигналів від комп'ютера.Тому що в кольорових ВМ повинне бути передбачене періодичне розмагнічування маски ЭЛТ для підтримки "чистоти кольору", вони обладнаються петлею розмагнічування, що працює автоматично кожн раз при включенні ВМ. У високоякісних ВМ передбачається додаткова можливість уникнути розмагнічування в будь-який момент роботи, для чого на передню панель установлюється кнопка "DEGAUSS".
Як і в звичайному телевізорі для одержання растра на екрані ВМ необхідні вузли рядкового і кадрового розгорнень. Генератори, що задають, для цих вузлів, як правило, сильно зв'язані з блоком керування, тому на блок-схемі вони показані разом.Інформація від комп'ютера надходить на вхідне рознімання ВМ і далі на вузол обробки відеосигналів для перетворення в сигнали з рівнями напруг керування модуляторами ЭЛТ. До складу вузла обробки відеосигналів входить також плата ЭЛТ, що служить для підключення безпосередньо до цоколя ЭЛТ. Кінцеві, відеопідсилювачі, як правило, розташовуються на цій платі, а інші схеми вузла обробки відеосигналів можуть знаходитися на ній чи на основній платі ВМ.
Блок харчування ВМ виробляє всі необхідні напруги для харчування вузлів показаних на блок-схемі, крім напруги, що прискорює, HV для ЭЛТ, що для забезпечення більшої стабільності традиційно виробляється у високовольтному блоці вузла рядкового розгорнення. У блоці харчування кольорового ВМ звичайно інтегруються і схеми харчування петлі розмагнічування.
Вузол керування служить для контролю вхідних сигналів від комп'ютера (синхроімпульсів) і установки режимів роботи вузлів розгорнень, обробки відеосигналів, блоку харчування для підтримки і корекції встановленого режиму зображення. Тому що інформація про відеорежими від комп'ютера надходить у ВМ у виді комбінації полярностей синхроімпульсів (для простих режимів) і їхніх частот (режими SVGA), вузол керування виконує досить складну задачу по визначенню параметрів розгорнень і керуванню іншими вузлами. У функції вузла керування входить також забезпечення захисту ЭЛТ від аварійних ситуацій і забезпечення чергового режиму для економії потужності (режим GREEN) коли ВМ не використовується оператором. У сучасних моделях ВМ у вузлі керування всі частіше застосовують мікропроцесори з набором спеціалізованих мікросхем, що забезпечують збереження всіх установок і простої керування для користувача.
3. Характеристики й опис окремих вузлів
3.1. Джерело харчування
Джерела харчування (надалі скорочено — ДХ) у переважній більшості моделей ВМ використовуються імпульсні схеми через їх високі енергетичні показники і стабільність. Вимоги до ДХ ВМ пред'являються, як правило, такі ж, як і для застосування в інших пристроях, а саме: високий ККД, мала вага, висока стабільність вихідних напруг і їхня мала пульсація, відсутність випромінювання радіоперешкод, а також висока надійність. Наслідком цих вимог є застосування спеціальне розроблених для використання в імпульсних ДХ елементів і технологій. У ДХ для ВМ використовуються схеми імпульсних трансформаторних конвертерів з "прямим" включенням діодів на виході. Така схема ДХ приведена на мал.2 ліворуч, а праворуч показана форма струмів і напруг на її елементах.
Принцип роботи цього ДХ наступний: коли транзистор ТК знаходиться в режимі насичення, енергія від випрямителя напруги мережі надходить через трансформатор Т и діод D у навантаження, одночасно заряджається конденсатор З, а коли транзистор закритий, конденсатор віддає в навантаження накопичену енергію. Напруга на виході такого джерела не залежить від струму навантаження і частоти переключення транзистора, але визначається коефіцієнтом трансформації обмоток і коефіцієнтом заповнення імпульсів t/T, тобто регулювання вихідної чи напруги його стабілізація може здійснюватися за рахунок широтно-імпульсної модуляції шляхом керування тривалістю відкритого стану ключового транзистора. Робоча частота ДХ складає 15 — 80 кгц, вона може бути також синхронизована з частотою рядкового розгорнення ВМ для виключення утворення продуктів "биття частот", що приводять до перекручувань растра і появі на екрані чи брижів інших небажаних ефектів.
У ВМ ранніх випусків (типу CGA і EGA) використовувалися схеми ДХ на біполярних транзисторах, а в більш пізніх (типу VGA і SVGA) частіше стали застосовуватися схеми з польовими транзисторами як ключовий елемент. Польові транзистори, розроблені для застосування в блоках харчування, забезпечують кращі тимчасові параметри, допускають роботу ДХ на найвищих частотах і витримують більш високу робочу температуру. Це приводить, до зменшення розмірів ДХ, що дозволяє розмістити його на єдиній з основною схемою платі і спростити загальну конструкцію ВМ. Висока робоча частота ДХ припускає також використання спеціальних випрямних діодів (діодів Шоттки), що мають мале спадання напруги в прямому напрямку, і електролітичних конденсаторів з малими втратами на цих частотах, що допускають роботу при підвищених температурах. Трансформатори в ДХ виконуються на сердечнику з феррита з зазором для зменшення його намагніченості, а обмотки намотані таким чином, щоб забезпечити максимальний зв'язок між ними.
При всій розмаїтості існуючих моделей ВМ, схемотехника їх ДХ зводиться до єдиної блок-схеми. Нижче на мал.3 приводиться типова блок-схема ДХ.
Перемінна напруга живильної мережі надходить через запобіжник ПР і мережний фільтр на вимикач ВК, установлений звичайно на передній панелі ВМ. З вимикача сіткова напруга підводиться через термістор до петлі розмагнічування ЭЛТ і випрямителю, на виході якого підключений електролітичний конденсатор С. На цьому конденсаторі виходить (при напрузі живильної мережі 220 В) постійна напруга величиною до 340 В.
Для зменшення стартового струму заряду цього конденсатора в ланцюг на вході випрямного моста іноді включають термістор, що у момент включення має опір десятки Ом, а після його нагрівання опір падає до декількох Ом. Постійна напруга від випрямителя надходить на послідовно з'єднані первинну обмотку силового трансформатора і ключовий транзистор для створення імпульсів струму в цьому ланцюзі. Схема керування ключем забезпечує завдання частоти проходження імпульсів і їхньої тривалості (ШИМ) для регулювання вихідних напруг ДХ. Сигнал про величину вихідної напруги ДХ може надходити на схему керування від вторинної чи обмотки від одного з вихідних випрямителей У через елемент гальванічної розв'язки, у якості якого може використовуватися оптрон чи імпульсний трансформатор. На схему керування ключем можуть надходити також сигнали для синхронізації робочої частоти ДХ з частотою рядкового розгорнення, схем захисту по аварійних перевантаженнях і схем відключення ДХ при відсутності на вході імпульсів синхронізації від комп'ютера. Вихідні випрямители, підключені до вторинних обмоток силового трансформатора, забезпечують одержання необхідних постійних живлячих напруга для усіх вузлів ВМ.
Як правило ДХ у ВМ виробляє наступні напруги:
• 6.3 В — для розжарення ЭЛТ,
• 12 — 15В — для харчування схем керування,
• 24 — 60 В — для харчування кадрового розгорнення,
• 70 — 170 В — для блоку рядкового розгорнення.
Усі ці напруги визначаються співвідношенням витків в обмотках трансформатора, тому вони жорстко зв'язані між собою. При настроюванні ДХ установлюється величина одного з них, а інші можуть незначно відрізнятися від номіналів, зазначених у схемі.Останнім часом усі частіше застосовуються схеми з використанням спеціалізованих мікросхем, таких як TDA4600, AN5900, UC3842 часто включають у себе і ключовий транзистор. Найбільше поширення має мікросхема UC3842. Вона призначена для керування польовим транзистором у якості силового ключа, має внутрішнє джерело опорної напруги, убудований генератор ШИМ і забезпечує захист по струму ключового транзистора. Призначення висновків мікросхеми UC3842 представлене в табл. 3, а її властивості будуть розглянуті нижче в ході опису роботи базової схеми включення, показаної на мал. 4.
| Висновок | Оригінальне про- | Призначення висновку |
| 1 | COMP | Компенсація частотної характеристики |
| 2 | FB | Зворотний зв'язок (керування ШИМ) |
| 3 | CURRSENS | Сигнал від резистора обмеження струму |
| 4 | RC | Підключення RC-ланцюга для установки частоти |
| 5 | GND | Загальний висновок |
| 6 | OUT | Вихід на керування ключовим транзистором |
| 7 | Vcc | Вхід харчування мікросхеми |
| 8 | VREF | Вихід внутрішнього джерела опорного напр. |
Таблиця 2. Призначення висновків мікросхеми UC3842
ИС U1 забезпечує роботу тільки n-канального МОП транзистора з ізольованим затвором, тому що керуючий сигнал на її висновку 6 (OUT) має амплітуду, близьку до її напруги харчування (Vcc) на висновку 7. З появою на вході схеми напруги в 300 В, на 7-й висновок ИС U1 через резистори R10, R11 і R12 надходить напругу, обмежена стабілітроном ZD1 (близько 30 В), і відбувається включення внутрішніх схем у ИС. Внутрішній генератор починає виробляти імпульси з частотою, обумовленою ланцюжком Rl, C1, підключеної до висновку 4 (RC). З висновку 6 мікросхеми (OUT) імпульси через обмежувальний резистор R8 надходять на затвор ключового транзистора 01, забезпечуючи імпульсний струм у первинній обмотці W1 силового трансформатора Т1. Це, у свою чергу, приводить до появи напруги в обмотці W2 трансформатори, що після випрямлення діодом Din згладжування на ємності З2 надходить на висновок 7 ИС, забезпечуючи її роботу в робочому режимі. Слід зазначити одна важлива властивість даної ИС: вона може включитися (стартувати) тільки при напрузі на висновку Vcc не менш 17 В, але може продовжувати працювати при напрузі більш 12В, при цьому в робочому стані її споживання струму зростає в кілька разів. Ця обставина дозволяє додатково захистити ДХ від коротких замикань у вторинних ланцюгах трансформатора Т1, наприклад, при виході з ладу одного з випрямних діодів, пробою електролітичних чи конденсаторів при несправності в одному з блоків ВМ. Відбувається це в такий спосіб. Для включенні ИС, унаслідок її малого споживання струму, досить напруги, одержуваного від випрямителя 300 В через резистори RIO, R11,R12.B робітнику режимі струм споживання ИС зростає,але напруга харчування (звичайно 13-15 В) надходить уже від выпрямителя напруги з обмотки W2, що забезпечує необхідний струм. У випадку коротких замикань на виході ИП напруги від обмотки W2 не вистачає для роботи ИС (менш 12В) і вона виключається до моменту, коли електролітичний конденсатор З2 зарядиться через резистори R10, R11, R12 до напруги її включення (більш 17 В). Далі ИС знову включається і негайно виключається. Інтервал включення залежить від ємності конденсатора З2 і величини резисторів R10-R12, і звичайно він складає величину від часток секунди до декількох секунд, при цьому чутні слабкі щиглики від трансформатора ДХ Такий режим ДХ у випадку різних несправностей забезпечує разом зі швидкодіючим захистом по струму силового ключа через сигнал CURR SEN від резистора R6 практично 100%-ую його захист. Регулювання і стабілізація вихідних напруг ДХ виробляються по напрузі від выпрямителя з обмотки W2, що надходить на дільник R3, VR1, R4 і з його – на висновок 2 (FB) ИС U1. Напруга на цьому висновку порівнюється усередині мікросхеми з опорною напругою, у результаті відбувається керування (ШИМ) тривалістю стану відкритого ключа.
Методика ремонту ДХДо початку робіт перевіряють шнур харчування і наявності живильного напруги в електромережі. У знеструмленому стані роблять огляд деталей на друкованій платі ВМ у районі вузла ДХ і визначають його базову схему по типі застосованих мікросхем і транзисторів. Далі перевіряють плавкий запобіжник на вході ДХ У випадку його перегоряння обов'язковій перевірці підлягають діоди випрямного моста, термістор у його вхідному ланцюзі, конденсатори вхідного фільтра, ключовий транзистор. Корисно перевірити відсутність коротких замикань на виходах выпрямителей у вторинних обмотках силового трансформатора, для чого омметром контролюють опір на електролітичних конденсаторах вихідних выпрямителей. Необхідно також перевірити відсутність замикання в ланцюзі харчування вихідного каскаду рядкового розгорнення безпосередньо в точці підключення ТДКС. У випадку виявлення такої несправності у вузлі рядкового розгорнення, варто розірвати ланцюг харчування В+ у крапці виходу його з ДХ і продовжити ремонт цього вузла після закінчення ремонту і перевірки ДХ.
На наступному етапі виробляється підбор, контроль і заміна відповідних деталей. Якщо Ви не знайшли потрібні деталі відповідні принциповій схемі, то необхідно коректно провести підбор аналогів по довідковій літературі.
При підборі ключового транзистора для ДХ найважливішими параметрами є:
• максимальна напруга коллектор-эмиттер (для польових транзисторів — стік-джерело),
• максимальний імпульсний струм колектора (стоку),
• залишкова напруга на колекторі (опір переходу),
• час включенням вимикання.
Перші два параметри безпосередньо забезпечують надійність ДХ а останні — побічно, тому що вони визначають втрати в транзисторі при переключенні і, відповідно, його робочу температуру, що впливає на пробивну напругу транзистора. Немаловажне значення має також коефіцієнт передачі по струму транзистора. При виборі транзистора варто звернути увагу на конструкцію корпуса, щоб на виникло проблем з установкою його на радіатор. Треба пам'ятати, що робоча частота ДХ звичайно складає десятки кілогерців і необхідно використовувати відповідні типи діодів і електролітичних конденсаторів. Після комплектації необхідними деталями виробляється заміна всіх несправних елементів ДХ на друкованій платі. Особлива увага варто приділити установці ключового транзистора на радіатор у випадку, коли корпус транзистора, звичайно з'єднаний з висновком колектора, повинний бути ізольований від радіатора. При найменшій підозрі, що прокладка з чи слюди спеціальної гуми ушкоджена, вона повинна бути замінена на нову, а після установки і запаювання транзистора обов'язково треба переконатися у відсутності контакту між корпусом транзистора і радіатором. При використанні слюдяної прокладки на її поверхні повинна бути нанесена тонким шаром теплопроводящая паста. Прокладка з теплопроводящей гуми застосовується без пасти.
ёПісля заміни всіх несправних елементів і виправлення дефектів на друкованій платі, що виникли в момент чи поломки в ході ремонтних робіт, можна приступати до перевірки роботи ДХ
Імпульсні ДХ не можуть працювати без навантаження, тому перед першим включенням варто переконатися, що підключено рознімання до ДХ Якщо була необхідність у відключенні якого-небудь навантаження від виходів ИП, то треба мати на увазі, що розжарення ЭЛТ і схеми керування не завжди створюють достатнє навантаження для ДХ і необхідно його додатково довантажувати підключенням резисторів. Для ВМ типу GREEN перед включенням необхідно виключити можливість блокування роботи ДХ від схем керування.Перше включення ВМ після ремонту ДХ завжди є напруженим моментом, тому необхідно дотримувати запобіжного заходу і забезпечити мінімальний контроль працездатності ДХ Для цього до одному з виходів ДХ, наприклад, У+, підключають вольтметр, а на колектор ключового транзистора щупом з дільником на вході — осциллограф. Земляний кінець щупа підключають до мінуса електролітичного конденсатора вхідного выпрямителя. Осциллограф повинний мати гальванічну розв'язку від живильної мережі щоб уникнути виникнення короткого замикання. Далі необхідно переконатися, що вимикач харчування ВМ знаходиться у виключеному стані і подати живлячу напругу на ВМ, підключивши його мережний шнур. Переконавши в правильності підключення вимірювальних приладів до ДХ, включають вимикач харчування ВМ. Перше включення виробляється на час, необхідне для одержання отсчетов на вимірювальних приладах, що чи підтверджують не підтверджують принципову працездатність ДХ, але не більше ніж на 10 секунд.
Якщо ДХ не виробляє напруг і на осциллографе немає сигналу про імпульсну напругу на силовому трансформаторі, тоді знову перевіряють запобіжник і, у випадку, якщо він згорів, перевіряють ключовий транзистор. Якщо він ушкоджений, тоді повертаються до початкових дій з метою більш ретельної перевірки всіх елементів.
Якщо ключовий транзистор і запобіжник цілі, тоді повторно включають ВМ і тестером послідовно перевіряють проходження перемінної напруги через вхідний фільтр до випрямного моста, постійна напруга на електролітичному конденсаторі выпрямителя (300 — 350В) і далі — на первинній обмотці силового трансформатора. Можливими несправностями можуть бути обриви і тріщини на провідниках друкованої плати, погана пайка висновків деталей і т.д.
У випадку нормального надходження напруги на колектор ключового транзистора через обмотку силового трансформатора перевіряють наявність сигналу керування для транзистора від схеми керування.
На етапі остаточної перевірки ДХ вимірюють усі його вихідні напруги, при необхідності встановлюють їх підрядковим резистором і перевіряють осциллографом пульсації напруги на електролітичних конденсаторах вихідних выпрямителей. У випадку великої величини пульсації необхідно поміняти відповідний електролітичний конденсатор. На закінчення ремонтних робіт треба проконтролювати температуру ключового транзистора протягом однієї години, щоб переконатися у відсутності його перегріву, а також повторно проконтролювати вихідні напруги, щоб переконатися в стабільності роботи ДХ Висновок про повну працездатність ДХ може бути зроблений тільки після повної перевірки всіх режимів роботи ВМ у цілому, і, можливо, прийдеться ще не раз заглядати у вузол ДХ, тому що з ним зв'язані багато характеристик ВМ.
Похожие работы
... , и более высокая цена. На рис. 1.4. показаны типичные электронно-лучевые мониторы выпуклого и плоского типов. 1.5 Цифровые сигналы для электронно-лучевых мониторов Рис. 1.4. Выпуклый ЭЛТ-монитор (слева) и плоский монитор Sony Trinitron FD (справа) Последнее слово в технологии электронно-лучевых мониторов — это использование цифрового входа в соответствии со стандартом DVI (Digital Video ...
... цветная электронно-лучевая трубка с повышенными эксплуатационными характеристиками, в которой использованы электронная пушка с двойной системой излучателей, маска с антистатическим тонирующем покрытием из инвара, а также дополнительная зашита от излучений. Схема и конструкция монитора VIEWSONIC 17GA/GL обеспечивают выполнение следующих функций: обработку и отображение текстовой и графической ...
... проведен анализ сервисных характеристик АТП 10 г. Новомосковска. Предложено для повышения конкурентоспособности этого предприятия создать на его территории пост технического обслуживания и ремонта карбюраторов двигателей легковых автомобилей. Пост следует организовать и укомплектовать современным оборудованием так, что бы на нем смогли не только проверить работоспособность карбюратора двигателя ...
... , что привлекает покупателей. По маркам лидируют мониторы фирм LG, Green Wood, Samsung Syng Master. Эти мониторы зарекомендовали себя как наиболее надежные и долговечные. 2.3 Контроль качества персональных компьютеров и комплектующих Объектом исследования являются настольные компьютеры: 3. Компьютер Proxima на базе процессора Celeron 4. Компьютер ...
0 комментариев