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Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stromes
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Steuergitter eine die Röhre periodisch entsperrende Spannung zugeführt wird, wobei der Ausgangskreis der Röhre einen Linearisierungs-Diodenkreis enthält und wobei die während des Rückschlages des Säge- zahnstromes über dem Transformator auftretenden Impulse über einen Koppelkondensator einem Wider- stand mit nichtlinearer symmetrischer Kennlinie zugeführt werden, an dem eine Gleichspannung auftritt, die dem Steuerkreis, z. B. dem Gitter, der Röhre zugeführt wird.
Im allgemeinen erhält man bei der Zuführung der vorhandenen Impulsspannung nicht ohne weiteres denjenigen Wert für die Regel-Gleichspannung des Steuergitter, der die gewünschte Arbeitspunkteinstellung gewährleistet. Es ist daher im allgemeinen noch eine Spannungsteileranordnung einzuschalten, z. B. eine die Impulswechselspannung teilende Kondensatoranordnung. Besonders zum Ausgleich der Toleranzen der angeschlossenen Bauelemente kann es erforderlich sein, diesen Spannungsteiler einstellbar auszubilden.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung, bei der dem nichtlinearen Widerstand noch eine positive Vorspannung zugeführt wurde, lag eine Potentiometerschaltung an einer stabilisierten Spannungsquelle, insbesondere der Boosterspannung, und vom Abgriff bestand über einen Ohmschen Widerstand eine Verbindung zum nichtlinearen Widerstand. Durch'die Änderung der Vorspannung konnten dabei auch Toleranzabweichungen ausgeglichen werden, jedoch nur zu einem gewissen Teil, da mit Rücksicht auf die Belastung der Gleichspannungsquelle und die Betriebssicherheit des Gleichspannungspotentiometers nur eine beschränkte Nachregelung möglich war.
Durch die Verschiebung des Arbeitspunktes des nichtlinearen Widerstandes durch die veränderbare Vorspannung ergab sich im übrigen auch eine unerwünschte Änderung der Regelcharakteristik zwischen der Amplitude der zugeführten Impulsspannung und der erhaltenen Gittervorspannung für die Röhre.
Zur Beseitigung dieser Nachteile ist es bereits vorgeschlagen worden, die Verbindung des nichtlinearen Widerstandes mit der Impulsspannungsquelle unverändert zu lassen und die erforderliche Einstellung dadurch vorzunehmen, dass dem nichtlinearen Widerstand ein vorzugsweise einstellbarer Spannungsteiler parallelgeschaltet wurde, dessen Abgriff mit dem Steuergitter der Röhre verbunden ist. Dieser Abgriff kann auch mit einem andern Teil der die Röhre steuernden Schaltung verbunden sein, durch den die erforderliche Erhöhung der Energiezufuhr in den Ausgangskreis der Röhre gesteuert werden kann. Die erwähnte, bereits vorgeschlagene Schaltung ist auch anwendbar, wenn ausser der Impulsspannung dem nichtlinearen Widerstand auch eine Gleichspannung zur Arbeitspunkteinstellung zugeführt wird, durch die eine Verbesserung der Regelempfindlichkeit erreicht werden kann.
In Betracht kommende nichtlineare Widerstände weisen vorzugsweise eine nichtlineare, symmetrische Kennlinie auf, wobei der Zusammenhang zwischen der am nichtlinearen Widerstand liegenden Spannung U und dem diesen durchfliessenden Strom I durch die Gleichung U=K. IB beschrieben wird ; dabei ist zu bemerken, dass die Spannung U und der Strom I stets das gleiche Vorzeichen haben und in der Formel jeweils nur die Beträge einzusetzen sind. K ist eine Proportional1tätskonstante, und der Exponent ss weist
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vorzugsweise Werte zwischen 0, 15 und 0, 25 auf. Derartige Widerstände können aus Siliciumkarbidkörnern bestehen, die mit einem Bindemittel zu einer keramikartigen Masse vermischt und dann gesintert wurden.
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Bei einer Toleranz von : 10% im Spannungswert ergeben sich bei solchen Widerständen infolge der Wir- kung des Exponenten in der erhaltenen Regelspannung Abweichungen, die z. B. für die mittlere Spannung im Verhältnis 1 : 4 ein Verhältnis von 1 : 7 im Toleranzbereich ausmachen. Der nach dem älteren Vor- schlag dem nichtlinearen Widerstand parallelgeschaltete Spannungsteiler muss somit praktisch über seinen ganzen Widerstandswert veränderbar sein, d. h. besonders, dass ein verwendetes Potentiometer der vollen
Spannung, besonders der Impulswechselspannung, ausgesetzt ist und diese aushalten muss. Dies bringt in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten mit sich.
Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art werden diese Nachteile vermieden und un- ter Verwendung weniger Bauelemente, die nur einer geringen Belastung ausgesetzt sind, wird ein grosser
Abgleichbereich und eine sichere und genaue Regelung erzielt, wenn gemäss der Erfindung der Innenwi- derstand der Impulsspannungsquelle geändert wird, indem in Reihe mit dem Koppelkondensator ein ein- stellbarer Widerstand angeordnet ist. Während bei der Verwendung von Spannungsteilern, z.
B. auf der
Gleichstromseite oder auf der Seite der Zuführung der Impulse, Widerstände verhältnismässig niedrigen
Wertes verwendet werden müssen, die eine unerwünschte Belastung der Schaltungsanordnung darstellen, kann bei der Verwendung eines Reihenwiderstandes die Schaltung so bemessen werden, dass sie an der ei- nen Grenze des Toleranzbereiches, an der nur verhältnismässig wenig Gleichspannung erzeugt wird, die
Mindestbelastung bewirkt, während an der andern Grenze des Toleranzbereiches der Vorwiderstand eingeschaltet wird und dadurch die Belastungsimpedanz erhöht wird.
Da der nichtlineare Widerstand bei hohen
Spannungen besonders viel Strom aufnimmt und gerade der Spitzenwert für die erhaltene Regelspannung massgebend ist, ist die Einschaltung eines Reihenwiderstandes besonders wirkungsvoll, wobei ein verhältnismässig kleiner Reihenwiderstand Verwendung finden kann.
Die Erfindung wird nachstehend an-Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt die Endstufe der Schaltungsanordnung für die Horizontalablenkung in einem Fernsehempfänger. Dabei wird eine Steuerspannung 2 über einen Trennkondensator 3 dem Steuergitter 5 der Verstärkerröhre l, z. B. einer Penthode, zugeführt. Der Anodenstrom dieser Röhre 1 durchfliesst die Primärwicklung 7 des Transformators 8 und erzeugt gemeinsam mit der linearisierend wirkenden Reihenspardiode 6 einen Sägezahnstrom durch die Ablenkspule 10, die an einem Abgriff der Wicklung 7 angeschlossen ist.
Ein Ende der Wicklung 7 ist über den dem Reihenspardiodenkreis zugehörenden Kondensator 9 mit Erde verbunden. Die Kathode- der Diode 6 ist mit einer Anzapfung der Wicklung 7 verbunden, während ihre Anode an der Plusklemme einer Speisespannungsquelle von z. B. 220 V liegt. Ausserdem ist an die Hochspannungs-Sekundärwicklung 11 des Transformators 8 die Diode 12 angeschlossen, welche die Spannung für die Endanode einer nicht dargestellten Bildwiedergaberöhre an den Kondensator 13 liefert.
Von einer geeigneten Anzapfung der Primärwicklung 7 wird eine Spannung, die während des Rücklaufes des Sägezahnstromes positiv gerichtete Impulse, z. B. mit einer Amplitude von 1250 V, aufweist, über einen Kondensator 15 und einen nach der Erfindung eingeschalteten Regelwiderstand 14 einem nichtlinearen Widerstand 16 zugeführt, dessen anderes Ende an Erde liegt. Dieser Widerstand weist die oben erwähnte Spannungs-Strom-Charakteristik U = K. 18 auf, wobei K den Wert 2600 und ss den Wert 0, 175 haben kann. Der Koppelkondensator 15 kann z. B. 270 pF betragen, während der Widerstand 14 eine lineare Kennlinie haben und 250 kOhm betragen kann. Über einen Widerstand 18 von z. B. 13,6 Megohm ist der VDR-Widerstand 16 mit dem Kondensator 9 verbunden, an dem eine Gleichspannung von etwa 800 V auftritt.
Am nichtlinearen Widerstand 16 ergibt sich eine Impulsspannung, deren Spitzenwert z. B. etwa 1100 bis 1400 V beträgt. Durch die Gleichspannung vom Widerstand 18 wird der Arbeitspunkt des Widerstandes 16 auf den positiven Ast hinaufgeschoben. Aus der Differenz der Gleichrichtung der Impulse und der positiven Vorspannung ergibt sich schliesslich am Widerstand 16 eine mittlere Gleichspannung von z. B.
- 60 V gegen Erde. Ist der Widerstand 14 ausgeschaltet, so kann diese Gleichspannung infolge der Toleranzen der angeschlossenen Bauelemente Werte zwischen 60 und 240 V annehmen. Diese starken Abweichungen können durch den angegebenen Wert des Regelwiderstandes 14, der vorzugsweise während der Impulsspitze wirksam ist und dort strombegrenzend wirkt, gut ausgeglichen werden.
Zum Abgleich der Schaltung kann dem nichtlinearen Widerstand 16 noch ein ohmscher Widerstand 17 in der Grössenordnung von einigen 100 kOhm parallelgeschaltet sein ; dieser Widerstand kann jedoch auch entfallen, wodurch sich die Gesamtbelastung der Schaltung vermindert.
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Eine Anpassung der Impulsspannung an den Bedarf der Regelschaltung kann auch dadurch erzielt wer- den, dass zwischen dem Verbindungspunkt des Koppelkondensators 15 und des Regelwiderstandes 14 ein
Kondensator 19 in der Grössenordnung von 20 bis 50 pF gegenüber Erde eingeschaltet wird. Im allgemei- nen kann jedoch auch dieses Schaltelement entfallen.
Bei der gezeichneten Einschaltung des Vorwiderstandes 18 liegt an diesem etwa die halbe Impuls- spannung, wodurch dieser zusätzlich zur Gleichstrombelastung belastet wird. Bei der gezeichneten An- ordnung liegt ein entsprechendes Gleichspannungspotential jedoch auch an dem Abgriff, an dem der Kop- pelkondensator 15 angeschlossen ist. Eine Wechselspannungsbelastung des Widerstandes 18 lässt sich daher vermeiden, wenn dieser an den gleichen Abgriff wie der Kondensator 15 angeschlossen wird, wobei das andere Ende des Widerstandes 18 offensichtlich auch an der Seite des Widerstandes 14 angeschlossen wer- den kann, an der die Verbindung zum Koppelkondensator 15 besteht. In diesem Fall sind der Vorwider- stand 18 und der Kondensator 15 parallelgeschaltet, wodurch der Widerstand 18 praktisch für Wechsel- spannungen entkoppelt und somit nur minimal belastet ist.
Grundsätzlich könnte die über den Widerstand 18 zugeführte Gleichspannung einer beliebigen Span- nungsquelle geeigneter Grösse entnommen werden. Verwendet man z. B. die Speisequelle, so ergibt sich, dass Schwankungen der Speisequelle in den Regelkreis eingeführt werden und dort Störungen hervorrufen können. Bei der angegebenen Anschaltung an die Spannung des Reihen-Spardiodenkreises sind derartige
Abweichungen nicht zu befürchten, da die Stabilisierungs-Schaltung auch die Spannung am Kondensator
9 weitgehend konstant hält. Die Schwankungen der Kondensatorspannung können somit lediglich eine ge- wisse Verminderung der Regelempfindlichkeit bewirken, aber keine Störungen von aussen einführen.
Die Speisequelle kann sich nur insoweit bemerkbar machen, als sie einen festen Anteil der Spannung am Kondensator 9 liefert. Es ist daher zweckmässig, für die Entnahme der Gleichspannung einen solchen
Punkt der Schaltung auszuwählen, der möglichst ausschliesslich zum Linearisierungs-Diodenkreis gehört und möglichst wenig Verbindung mit der Netzgleichspannung hat.
Durch die Verwendung einer Gleichvorspannung (zugeführt über den Widerstand 18) wird eine we- sentliche Erhöhung der Regelempfindlichkeit erreicht, d. h. der Änderung der Gleichspannung (am Widerstand 16) bei einer bestimmten prozentualen Änderung der Impulsamplitude. Diese Regelempfindlichkeit ändert sich bei Einstellung des Widerstandes 14 zum Toleranzabgleich der angeschlossenen Bauelemente auf gleiche Grundgleichspannung (Vorspannung für das Gitter der Röhre l) nur unwesentlich. Die Wirkung der Schaltung ist somit von der Toleranz der angeschlossenen Bauelemente unabhängig.
Es ist selbstverständlich, dass der Erfindungsgedanke auch bei einer Schaltungsanordnung angewendet werden kann, bei der Verstärkerelemente anderer Art, z. B. Transistoren, benutzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stromes in einer gegebenenfalls transformatorisch angekoppelten Spule mittels einer Entladungsröhre, deren Steuergitter eine die Röhre periodisch entsperrende Spannung zugeführt wird, wobei der Ausgangskreis der Röhre einen LinearisierungsDiodenkreis enthält und wobei die während des Rückschlages des Sägezahnstromes über dem Transformator auftretenden Impulse über einen Koppelkondensator einem Widerstand mit nichtlinearer symmetrischer Kennlinie zugeführt werden, an dem eine Gleichspannung auftritt, die dem Steuerkreis, z. 3. dem Gitter, der Röhre zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenwiderstand der Impulsspannungsquelle geändert wird, indem in Reihe mit dem Koppelkondensator ein einstellbarer Widerstand angeordnet ist.