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Schaltanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stroms in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, die unter Benutzung einer Mindestzahl von Röhren in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre einen rein sägezahnförmigen Stromverlauf hervorruft und auf einfache Weise synchronisiert werden kann.
Die Schaltanordnung enthält zwei Entladungsröhren, bei denen der Ausgangskreis der ersten Röhre mit dem Eingangskreis der zweiten Röhre durch eine Impedanz gekoppelt ist, während der Ausgangskreis der zweiten Röhre eine oder mehrere Ablenkspulen enthält und mit dem Eingangskreis der ersten Röhre rückgekoppelt ist, wobei die erwähnte Impedanz derart gewählt ist, dass dem Gitter der zweiten Röhre eine Spannung zugeführt wird, die eine sägezahnförmige Komponente und eine rechteckförmige Komponente enthält.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Schaltanordnung nach der Erfindung, während in den Fig. 2 und 3 andere Ausführungsformen dargestellt sind. Fig. 4 zeigt die Kennlinie einer in der Schaltanordnung nach Fig. 1 verwendeten Röhre. Die Fig. 5 und 6 stellen Kurven dar, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltanordnung nach der Erfindung dienen.
Die Ablenkschaltung nach Fig. 1 enthält zwei Entladungsröhren 1 und 2, die mit mindestens drei Elektroden versehen sind.
Die Röhre 1 enthält eine indirekt geheizte Kathode 3, ein Steuergitter 4 und eine Anode 6.
Die Anodenspannung wird von einer geeigneten Spannungsquelle geliefert, die über den Widerstand 7 mit der Anode verbunden ist. Der Eingangskreis der Röhre 1 enthält einen Gitterwiderstand 8 und einen Widerstand 9 zur Lieferung der erforderlichen Gittervorspannung ; dem letzteren ist ein Kondensator 11 parallel geschaltet, um ihn für die Schwingungen zu überbrüeken.
Die Röhre 2, die zweckmässig für grössere Stromaufnahme als die Röhre 1 bemessen ist, ist mit einer direkt geheizten Kathode 12, einem Steuergitter 18 und einer Anode 14 versehen. Die Kathode wird aus einer (nicht dargestellten) Stromquelle gespeist, zu der ein Potentiometerwiderstand 16 parallel gelegt ist. Der Eingangskreis der Röhre 2 enthält einen Gitterwiderstand 17 und einen Widerstand 18 zur Lieferung der erforderlichen Gittervorspannung ; der letztere ist mit der Mitte des Potentiometerwiderstandes 16 verbunden und mit einem Kondensator 19 parallel geschaltet. Die Spannung der Anode 14 wird von einer geeigneten Spannungsquelle geliefert, die mit der Anode über eine Drosselspule 21 verbunden ist.
Ein Paar Ablenkspulen 22 einer Kathodenstrahlröhre sind mit dem Ausgangskreis der Röhre 2 mittels eines Sperrkondensators 23 und einer Leitung 24 gekoppelt.
Der Ausgangskreis der Röhre 1 ist mit dem Eingangskreis der Röhre 2 mittels einer Anordnung 25 gekoppelt, die aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 26 und eines Kondensators 27 besteht und mit dem Ausgangskreis der ersten Röhre mittels eines Koppelkondensators 28 und mit dem Eingangskreis der zweiten Röhre mittels eines veränderlichen Anzapfpunktes auf dem Widerstand 26 ver- bunden ist.
Wird ein positiver Spannungsimpuls an das Gitter 4 der Röhre 1 gelegt, so tritt ein positiver Spannungsimpuls in dem Ausgangskreis der zweiten Röhre auf. Dadurch, dass nun der Ausgangskreis der Röhre 2 mit dem Eingangskreis der Röhre 1 rückgekoppelt wird, können mit der beschriebenen Schaltanordnung Schwingungen erzeugt werden. Diese Kopplung erfolgt mittels eines Kondensators 31 ; gegebenenfalls kann jedoch auch ein Transformator angewendet werden.
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Die Gittervorspannung der Röhre 1 ist derart gewählt, dass der Anodenstrom im Ruhezustand der Röhre unterdrückt wird. Die Kurve 32 in Fig. 4 stellt die Kennlinie (v, i) der Röhre 1 dar. Der Punkt der Kennlinie, auf den die Röhre eingestellt ist, ist durch die gestrichelte Linie 33 bezeichnet.
Fig. 4 zeigt, dass, wenn dem Gitter 4 eine positive Spannung zugeführt wird, ein starker Strom in dem Anodenkreis der Röhre 1 auftritt, während beim Zuführen bzw. Überschreiten einer bestimmten negativen Spannung der Anodenstrom praktisch unterdrückt wird bzw. unterdrückt bleibt. Die Röhre 2 hat eine solche Gittervorspannung, dass sie auf den geraden Teil der Kennlinie eingestellt ist.
Wenn die Ablenkspulen rein induktiv sind und ein dreieekförmiger Strom hindurchfliesst, hat die Spannung über diese Spulen (V), wie dies durch die Kurve 34 in Fig. 5 angedeutet ist, eine rechtwinkelige bzw. rechteckige Form. Eine Spannung von dieser Form wird nun auch (über den Konden- stator-31) dem Eingangskreis der Röhre 1 aufgedrückt. Diese Spannung hat zur Folge, dass ein Strom von der gleichen Form den Widerstand 26 und den Kondensator 27 durchfliesst. Infolgedessen tritt über den Widerstand 26, wie dies die Kurve 36 in Fig. 6 zeigt, eine Spannung von rechtwinkliger Form auf und über den Kondensator 27 eine sägezahnförmige Spannung, wie die Kurve 37 in Fig. 6 zeigt.
Durch Verschieben des Punktes 29 über den Widerstand 26 kann ein solches Verhältnis der recht- eckformigen und der sägezahnförmigen Spannung erhalten werden, dass in den Ablenkspulen 22 ein rein dreieekförmiger Strom fliesst.
Die Wirkungsweise der Schaltanordnung ist die Folgende :
Angenommen, dass eine geringe Abnahme des Anodenstroms der Röhre 2 auftritt, so hat dies zur Folge, dass das Gitter 4 der Röhre 1 höher positiv wird, weil der Ladestrom des Koppelkondensators. 31 den Widerstand 8 durchfliesst. Der Anodenstrom der Röhre 1 nimmt infolgedessen zu, so dass die Spannung des Gitters 13 der Röhre 2 weniger positiv oder stärker negativ wird und der Anodenstrom dieser Röhre weiter abnimmt. Diese weitere Abnahme bewirkt wieder eine Zunahme der positiven Spannung des Gitters 4 und dies geht so fort, bis der Anodenstrom der Röhre 1 nicht weiter zunehmen oder der Anodenstrom der Röhre 2 nicht weiter abnehmen kann.
Bei dieser besonderen Sehaltanordnung ist dies wahrscheinlich durch die Sättigung der ersten Röhre bedingt, weil die zweite Röhre für grösseren Strom bemessen ist. Sobald die erste Röhre gesättigt ist, nimmt der Ladestrom des Kondensators 31 ab, so dass dem Gitter 4 eine weniger positive Spannung aufgedruckt wird. Dies hat wieder zur Folge, dass das Gitter 13 der Röhre 2 weniger negativ wird und der Anodenstrom dieser Röhre zunimmt. Diese Zunahme des Anodenstroms der Röhre 2 hält an, bis der Anodenstrom der ersten Röhre nicht mehr kleiner werden kann oder der Anodenstrom der zweiten Röhre den Sättigungswert erreicht hat ; wahrscheinlich tritt ersteres ein, weil die erste Röhre eine hohe negative Vorspannung hat.
Der dem Gitter 4 der Röhre 1 durch den Kondensator 31 aufgedrückte positive Spannungsimpuls ist von bedeutend kürzerer Dauer als der negative Spannungsimpuls. Dies erklärt sich dadurch, dass der Koppelkondensator 31 keine Gleichstromenergie durchlassen kann, so dass also die Energie in der positiven Periode, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, der dem Gitter 4 zugeführten Spannung der Energie der negativen Periode gleich sein muss. Die Gittervorspannung der Röhre 1 ist derart eingestellt, dass eine positive Spannung des Gitters 4 eine weit grössere Spannungsänderung im Ausgangskreis der Röhre 2 herbeiführt als eine negative Spannung von gleicher Grösse. Der negative Spannungsimpuls muss somit von längerer Dauer sein als der positive Spannungsimpuls.
Eine andere Erklärung ist die, dass ein Spannungsimpuls über die Ablenkspulen 22 den Konden- sator bis zu einer Spannung auflädt, die höher ist als die zur Sperrung der Röhre erforderliche Spannung. Die Ladung des Kondensators 31 dauert so lange, bis sämtliche in den Ablenkspulen angesammelte Energie über die Röhre 2 abgeflossen ist. Die erste Röhre bleibt gesperrt, bis ein genügend grosser Teil der Ladung des Kondensators 31 über den Widerstand 8 abgeflossen ist, um die Sperrung der Röhre 1 aufzuheben. Hiedurch wird die verhältnismässig lange Dauer des negativen Impulses bedingt.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltanordnung, die sich besonders gut zur Anwendung in einem Fernsehempfänger für die waagrechte Abtastbewegung eignet, hängt vom Koppelkondensator 81 ab. Dieser soll eine kleine Kapazität haben. Das gleiche Ergebnis kann aber auch erhalten werden, wenn dem parallel zu dem die Gittervorspannung bedingenden Widerstand 9 gelegten Kondensator 11 eine möglichst kleine Kapazität gegeben wird.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Sehaltanordnungen eignen sich besonders gut zum Erzeugen des sägezahnförmigen Stromes für die senkrechte Abtastbewegung.
Nach Fig. 2 besteht die Ablenksehaltanordnung aus zwei Sehirmgitterröhren 41 und 42, die wie ein Gleichstromverstärker geschaltet sind.
Die Röhre 41 hat eine indirekt geheizte Kathode 43, ein Steuergitter 44, ein Schirmgitter 46 und eine Anode 47. Die Anodenspannung wird vom Spannungsteiler 49 über einen Widerstand 48 zugeführt. Der Eingangskreis der Röhre 41 enthält einen Gitterwiderstand 51 und einen Widerstand 52 zum Einstellen der erforderlichen Gittervorspannung.
Die Röhre 42 enthält eine indirekt geheizte Kathode 53, ein Steuergitter 54, ein Sehirmgitter 66 und eine Anode 57. Die Anodenspannung wird vom Spannungsteiler 49 über einen Widerstand 69 und eine Drosselspule 58 abgenommen. Das Schirmgitter 56 bekommt eine niedrigere positive Spannung
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von einem Punkt des Spannungsteilers 49. Das Steuergitter-M ist durch eine Leitung 61 mit der Anode 47 der andern Röhre direkt verbunden. Die Kathode 68 der Röhre 42 ist über einen Widerstand 62 mit der Kathode 43 der Röhre 41 verbunden.
Der Anodenstrom, der durch die Röhre 42 und durch den von einem Kondensator 68 überbrückten Widerstand 62 fliesst, liefert eine Spannung, durch welche die Kathode 53 positiv gegen das Steuergitter 54 ist.
Eine der in Fig. 1 dargestellten Koppelanordnung entsprechende. Anordnung fJ4, die aus einem Widerstand 66 und einem Kondensator 67 besteht, ist dem Eingangskreis der Röhre 4 : 2 parallel geschaltet.
Das eine Ende der Ablenkspule 68 ist über einen Kondensator 69 mit der Anode 57, das andere Ende durch eine Leitung 71 mit der Kathode 68 verbunden. Der Ausgangskreis der Röhre 42 ist mit dem Eingangskreis der Röhre 41 mittels eines Kondensators 72 rückgekoppelt. Die eine Elektrode dieses Kondensators ist mit dem Steuergitter 44, die andere Elektrode mit dem Verbindungspunkt der Selbstinduktion 58 und des Widerstandes 59 verbunden.
In der in Fig. 2 dargestellten Schaltanordnung werden Synchronisierimpulse (Zeilen-und Bildwechselimpulse) über einen Widerstand 7. 3 und einen Kondensator 74 der Anode 47 der ersten Röhre aufgedrückt. Ein Kondensator 76, der zwischen dem Widerstand 7. 3 und Erde liegt, soll zusammen mit dem Widerstand 7. 3 die Zeilen-und Bildwechselimpulse trennen. Ähnlich wie in Fig. 1 können jedoch auch bei dieser Ablenkschaltung Synchronisierimpulse entweder der Anode oder dem Gitter der ersten Röhre zugeführt werden.
Der Unterschied zwischen der in Fig. 3 dargestellten Schaltanordnung und der Schaltanordnung nach Fig. 1 liegt im wesentlichen darin, dass die Schaltelemente anders bemessen sind, da die Schaltanordnung nach Fig. 3 besonders zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes für die senkrechte Abtastbewegung dient. Die Schaltanordnung enthält eine Sehirmgitterröhre 77 und eine Dreielektrodenröhre 78. Die Schirmgitterröhre hat eine Kathode 79, ein Steuergitter 81, ein Schirmgitter 82 und eine Anode 83. Die Anodenspannung wird über einen Widerstand 84 von einer geeigneten Spannungquelle geliefert. Der Eingangskreis der Röhre 77 enthält einen Gitterwiderstand 86 und einen Widerstand 87, dessen Spannungsgefälle die Gittervorspannung liefert und der von einem Kondensator 88 überbrückt wird.
Die Dreielektrodenröhre 78 weist eine Kathode 89, ein Steuergitter 91 und eine Anode 92 auf.
Die Anodenspannung wird über eine Drosselspule 9. 3 geliefert. Der Eingangskreis der Dreielektrodenröhre enthält einen Gitterwiderstand 94 und eine Batterie 96 zur Lieferung der Gittervorspannung.
Der Ausgangskreis der ersten Röhre 77 ist mit dem Eingangskreis der Röhre 78 über einen Koppelkondensator 97 gekoppelt. Eine Koppelanordnung 96, welche die gleiche Rolle wie die Anordnung 25 in Fig. 1 erfüllt und die aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 98 und eines Kondensators 99 besteht, i ; t dem Eingangskreis der Röhre 78 parallel geschaltet. Der Koppelkondensator 97 ist im Gegensatz zu der Sehaltanordnung der Fig. 1 zwischen der Koppelanordnung 96 und dem Steuergitter 91 der Röhre 78 eingeschaltet.
Die Ablenkspulen 101 sind über einen Kondensator 102 und eine Leitung 108 mit der Anode bzw. Kathode der Röhre 78 verbunden. Ein Widerstand 104 kann zwecks Vergrösserung der Nutzwirkung der Schaltanordnung parallel zu den Ablenkspulen gelegt werden.
Bei der Verwendung der Schaltanordnung nach Fig 3 hat es sich als erwünscht erwiesen, parallel zu den Spulen 101 einen kleinen Kondensator. ? 06 anzubringen, um gegebenenfalls auftretende un wünschte Übergangserscheinungen in dem sägezahnförmigen, die Spulen durchfliessenden Strom zu vermeiden.
Der Ausgangskreis der Röhre 78 ist mit dem Eingangskreis der Röhre 77 über einen Koppelkondensator 107 rückgekoppelt.
Jede der beschriebenen Sehaltanordnungen kann dadurch synchronisiert werden, dass die Synchronisierimpulse dem Gitter oder der Anode der ersten oder zweiten Röhre zugeführt werden.
Hiebei ist dafür Sorge zu tragen, dass die Synehronisierspannung mit der infolge der Eigensehwingungen in der Schaltanordnung auftretenden Spannung in Phase ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stromes in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Entladungsröhren enthält, von denen der Ausgangskreis der ersten Röhre mit dem Eingangskreis der zweiten Röhre durch eine Impedanz (2-5, 64, 95) gekoppelt ist, während der Ausgangskreis der zweiten Röhre eine oder mehrere Ablenkspulen (22, 68, 101) enthält und mit dem Eingangskreis der ersten Röhre rückgekoppelt ist (. 31, 72, 107), wobei die erwähnte Impedanz derart gewählt ist, dass dem Gitter der zweiten Röhre eine Spannung mit einer eine sägezahnförmige und eine rechteckförmige Komponente enthaltenden Kurvenform zugeführt wird.