Schaltung zur Erzeugung einer Gleichspannung, insbesondere zur Speisung einer Elektronenstrahlröhre. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung einer Gleichspannung, insbesondere zur Speisung einer Elektronenstrahlröhre, durch Gleich richtung der an einer Induktivität und zu ihr parallel liegenden Kapazität auftretenden Spannungsimpulse, wobei die Induktivität im Anodenkreis einer Entladungsröhre liegt, welche periodisch gesperrt wird, und Mittel vorhanden sind, durch welche die erzeugte Gleichspannung bei wechselnder Belastung konstant gehalten wird.
Solche Schaltungen sind zum Beispiel in Fernsehempfängern zur Erzeugung der er iorderlichen grösseren Anodenspannung der Elektronenstrahlröhre von Bedeutung.
Bei wechselnder Helligkeit des wiederzu gebenden Bildes ändert sich die Stromstärke des Elektronenstrahlbündels und damit die Belastung für die Gleichapannungaquelle.
Die Erfindung bezweckt, eine wirksame Regelung der Schaltung zu schaffen, so da?) die erzeugte Gleichspannung von Belastungs änderungen praktisch unabhängig ist.
Die Schaltung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass einem Steuergitter der Entladungsröhre periodisch auftretende, die Röhre öffnende Impulse zugeführt sind, wobei die Dauer dieser Impulse in Abhängig keit von der Belastung geregelt wird.
Nachstehend wird an Hand der beiliegen den Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung erläutert. In dieser Zeichnung zeigt Fig.1 ein Schema der Schaltung, , Fig.2 Kurven zur Erläuterung der Wir kungsweise der Schaltung und Fig. 3 die Schaltung nach Fig.1 mehr in Einzelheiten dargestellt.
Die Schaltung nach Fig.1 enthält einen, Impulsgenerator 11 zur Erzeugung von ab wechselnd positiven und negativen Impulsen, zum Beispiel einen 1lultivibrator, und eine Schaltung 12 zur Erzeugung der periodischen Impulse grösserer Amplitude, welche mit Hilfe . einer Gleichrichterschaltung13 gleichgerichtet werden.
Die Schaltung 12 enthält eine Entladungs röhre 14 mit einer Kathode 15, einem Steuer gitter 16 und einer, Anode 17.
Die Spule 18, zu der die Eigenkapazität parallel liegt, ist mit einer Anodenspa.nnungs- batterie 26 verbunden und eine Anzapfung der Spule 18 ist mit der Anode 17 verbunden.
Die Ausgangsspannung des Generators 11 wird über einen Gitterstrom begrenzenden -'4'iderstand 21 dem Steuergitter 16 zugeführt. Die negative Vorspannung der Röhre 14 wird der Parallelschaltung eines Widerstandes 22 und eines Kondensators 27 im Kathodenkreis entnommen.
In Fig. 3 enthält die Röhre 14 ein Schirm gitter 61, welches über einen Widerstand 62, der zwecks Vermeidung eines grösseren Schirmgitterstromes nicht entkoppelt ist, mit. der Batterie verbunden ist.
Eine Eingangsklemme des Gleichrichters 13 ist mit der Spule 18 über einen Kondensa tor 28 verbunden und die Ausgangsklemme ist über die Belastung 23, die aus einer Elek tronenstrahlröhre bestehen kann, geerdet. Der Gleichstromkreis ist über den Widerstand 19 und den Kondensator 29 geschlossen, wobei von letzterem ein Ende geerdet ist.
Der Strom durch,die Belastung 23 erzeugt eine Spannung über den Widerstand 47, welche den Generator 11 steuert.
Der Kondensator 29 entkoppelt den'Wider- stand 47 für Wechselstrom.
Der Generator 11 wird mittels eines der Eingangsklemme 20 zugeführten negativen Synchronisierimpulses periodisch angeregt.
Die in Fig. 2a dargestellten negativen Im pulse werden vorzugsweise der Zeilenablenk- spule 65 der Elektronenstrahlröhre ent nommen.
Beim Auftreten des negativen Synchroni- sierimpulses erzeugt der Generator 11 einen negativen Impuls, worauf ein positiver Impuls mlgt, der, wie aus Fig. 2b ersichtlich, bis zum Auftreten des nächsten Synchronisierimpulses dauert.
Das Verhältnis zwischen der Zeitdauer des negativen und des positiven Impulses wird durch den Wert der über den Widerstand 47 auftretenden Regelspannung bedingt.
Beim Auftreten des vom Generator 11 her rührenden positiven Impulses an dem Steuer gitter 16 der Röhre 14 wird letztere geöffnet und der Anodenstrom nimmt linear zu, wie es in Fig. 2c dargestellt ist.
Beim Auftreten des negativen Impulses an :dem Steuergitter 16 wird die Röhre ge sperrt. Die erreichte Amplitude i" des An odenstromes in diesem Augenblick wird dureh die Dauer des positiven Impulses bedingt.
Die beider Sperrung der Röhre 14 in der Spule 18 mit Induktivität L angehäufte magnetische Energie 1/2 Lio 2 wird im Schwin gungskreis ausschwingen, der von der Spule 18 und der zu ihr parallel liegenden Eigen kapazität gebildet wird, imd zwar mit einer Frequenz, welche diejenige der am Steuer gitter der Röhre 14 wirksamen Impulse wesentlich übersteigt.
Folglich entsteht eine höhere Spannung über die Spule 18, wie es in Fig. 2d dargestellt ist. Der in der Spule fliessende Strom ist in Fig. 2e dargestellt.
Diese höhere Spannung wird von der Gleichrichterschaltung 13 gleichgerichtet und der Belastung 23 zugeführt.
Nimmt der Belastungsstrom zu, wenn zum Beispiel ein heller Bildpunkt von der Elektro nenstrahlröhre wiedergegeben wird, so hat die Spannung über die Belastung die Neig@ing zur Abnahme und die Spannung im Punkt 24 wird negativer gegen Erde.
Folglich wird die Dauer des vom Gene rator 11 erzeugten negativen Impulses kürzer und die Dauer des positiven Impulses wird länger, so dass die Röhre 14 während längerer Zeit stromdurchlässig ist und die Maximal amplitude i" des durch die Röhre fliessenden Stromes zunimmt.
Folglich ergibt sich auch eine Zunahme der über die Spule 18 auftretenden Spannung, so dass dem Spannungsabfall über die Be lastung 25 entgegengewirkt wird.
Bei Abnahme des Belastungsstromes wird umgekehrt eine Abnahme der erzeugten Span nung auftreten, welche der Neigung der Span nung über die Belastung zur Zunahme gegen wirkt.
In Fig. 3 sind Teile, welche denjenigen in Fig.1 entsprechen, mit gleichem Bezugs zeichen versehen.
Der Generator 11 ist als :1lultivibrator aus gebildet und enthält zwei Entladungsröhren 30 und 31 mit Kathoden 32 und 33, Steuer gittern 34 und 35 sowie Anoden 36 -und 37, welche über Widerstände 38 und 39 mit einer positiven Spannungsquelle verbunden sind.
Das Steuergitter 34 der Röhre 30 ist über einen Kondensator 40 mit der Anode 37 der Röhre 31 verbunden, und das Steuergitter 35 der Röhre 31 ist über einen Kondensator 41 mit der Anode 36 der Röhre 30 verbunden.
Die Kathoden 32 und 33 sind miteinander verbunden und über die Parallelschaltung eines Widerstandes 42 und eines Kondensa tors 43 geerdet.
Negative Synchronisierimpulse werden der Eingangsklemme 20 zugeführt, die über einen Kondensator 63 und einen Widerstand 45 mit dem Steuergitter 34 verbunden ist.
Diese Impulse können den Zeilenablenk- spulen 65 der Elektronenstrahlröhre 60 ent nommen werden.
Wegen des gemeinsamen Kathodenwider standes 42 und dadurch, dass das Steuergitter 34 über einen Ableitungswiderstand 45 mit der Kathode verbunden und das Steuergitter 35 über einen Widerstand 47 geerdet ist, ist die Röhre 30 normalerweise leitend, während die Röhre 31 normalerweise gesperrt ist.
Ein dem Steuergitter 34 zugeführter nega tiver Synchronisierimpuls sperrt die Röhre 30 und macht die Röhre 31 in bekannter Weise leitend, worauf wieder eine Umschaltung er folgt, wenn,die positive Ladung des Konden- sators 41 hinreichend abgeflossen ist.
Bekanntlich tritt bei einer solchen Multi vibratorschaltung eine periodische Zunahme und Abnahme der Anodenspannung der Röhren auf.
Die Spannungsänderung an der Anode der Röhre 31 wird über einen Kondensator und einen Widerstand 21 dem Steuergitter der Röhre 14 zugeführt und hat infolge der kapazitiven Verbindung die Gestalt von ab wechselnd negativen und positiven Impulsen.
Die relative Zeitdauer dieser Impulse wird durch Regelung der über den Widerstand 47 auftretenden, dem Steuergitter 35 der Röhre 31 zugeführten Spannung geregelt.
Wird die negative Regelspannung über den Widerstand 47 kleiner, so bleibt die Röhre 31 länger leitend, so dass der dem Steuergitter 16 der Röhre 14 zugeführte, negative Impuls eine längere Zeitdauer hat.
Wird die Belastung der Gleiehspannungs- quelle grösser, so hat sich an Hand von Fig. 1 bereits ergeben, dass die Spannung über den Widerstand 47 negativer wird, so dass die Röhre 31 schneller gesperrt wird, so dass der negative Impuls am Steuergitter 14 schneller beendet wird, ein grösserer Strom i. durch die Röhre 14 fliessen kann und eine höhere Gleich spannung erzeugt wird.
Durch,den Wert des Widerstandes 47 kann die Kennlinie der erzeugten Spannung als Funktion der Belastung beeinflusst werden.
Bemerkt wird, dass bei Ausbleiben von Synchronisiersignalen dem Steuergitter der Röhre 14 kein impulsförmiges Signal zuge führt wird, so dass auch keine Gleichspannung erzeugt wird.
Wenn daher dem Fernsehempfänger kein Synchronisiersignal zugeführt wird, wird die Elektronenstrahlröhre gegen das Einbrennen des Wiedergabeschirmes infolge der Abwesen heit von Ablenkspannungen dadurch ge schützt, dass keine hohe Beschleunigungs spannung mehr erzeugt wird.
Die Gleichrichterschaltung in Fig.3 ver dreifacht die erzeugte Spannung und enthält in bekannter Weise drei Dioden 50, 51 und 52, Widerstände 53 und 54, sowie Kondensatoren 55, 56, 57 und 63. Ferner liegt ein Konden sator 64 zwischen der Kathode der Diode 50 und der Klemme 20.
Die Belastung besteht in Fig. 3 aus einer zwischen der Kathode der Diode 52 und Erde liegenden Elektronenstrahlröhre 60.
Ein Potentiometer 23 liefert mehrere Spannungen für die verschiedenen Elektroden der Röhre 60.
Der Punkt 58 der Schaltung kann geerdet werden. In der Figur ist dieser Punkt aber mit Punkt 20 verbunden, da folglich beim Auftreten eines negativen Synchronisier impulses im Punkt 20, das Potential der Kathode der Diode 50 herabgesetzt wird, wo durch die erzeugte Gleichspannung erhöht wird.
Circuit for generating a direct voltage, in particular for feeding a cathode ray tube. The present invention relates to a circuit for generating a direct voltage, in particular for feeding a cathode ray tube, by rectifying the voltage pulses occurring at an inductance and capacitance lying parallel to it, the inductance being in the anode circuit of a discharge tube, which is periodically blocked, and Means are available by which the generated DC voltage is kept constant with changing loads.
Such circuits are important, for example, in television receivers for generating the larger anode voltage of the cathode ray tube.
When the brightness of the picture to be reproduced changes, the current strength of the electron beam changes and thus the load on the source of direct voltage.
The aim of the invention is to provide effective control of the circuit so that the DC voltage generated is practically independent of changes in load.
The circuit according to the invention is characterized in that periodically occurring, tube-opening pulses are fed to a control grid of the discharge tube, the duration of these pulses being regulated as a function of the load.
An embodiment of the circuit according to the invention is explained below with reference to the accompanying drawings. In this drawing, FIG. 1 shows a schematic of the circuit, FIG. 2 curves to explain the manner in which we operate the circuit and FIG. 3 shows the circuit according to FIG. 1 in more detail.
The circuit of Figure 1 contains a, pulse generator 11 for generating from alternating positive and negative pulses, for example a 1lultivibrator, and a circuit 12 for generating the periodic pulses of greater amplitude, which with the help. a rectifier circuit 13 are rectified.
The circuit 12 includes a discharge tube 14 with a cathode 15, a control grid 16 and an anode 17.
The coil 18, to which the self-capacitance is parallel, is connected to an anode storage battery 26 and a tap of the coil 18 is connected to the anode 17.
The output voltage of the generator 11 is fed to the control grid 16 via a resistor 21 which limits the grid current. The negative bias of the tube 14 is taken from the parallel connection of a resistor 22 and a capacitor 27 in the cathode circuit.
In Fig. 3, the tube 14 contains a screen grid 61, which via a resistor 62 which is not decoupled in order to avoid a larger screen grid current, with. connected to the battery.
An input terminal of the rectifier 13 is connected to the coil 18 via a capaci tor 28 and the output terminal is grounded via the load 23, which may consist of an electron beam tube. The direct current circuit is closed via the resistor 19 and the capacitor 29, one end of the latter being grounded.
The current through the load 23 generates a voltage across the resistor 47, which controls the generator 11.
The capacitor 29 decouples the resistor 47 for alternating current.
The generator 11 is periodically excited by means of a negative synchronization pulse fed to the input terminal 20.
The negative pulses shown in FIG. 2a are preferably taken from the line deflection coil 65 of the cathode ray tube.
When the negative synchronization pulse occurs, the generator 11 generates a negative pulse, whereupon a positive pulse mlgt which, as can be seen from FIG. 2b, lasts until the next synchronization pulse occurs.
The ratio between the duration of the negative and the positive pulse is determined by the value of the control voltage occurring across the resistor 47.
When the positive pulse from the generator 11 occurs at the control grid 16 of the tube 14, the latter is opened and the anode current increases linearly, as shown in FIG. 2c.
When the negative pulse occurs: the control grid 16, the tube is blocked. The amplitude i "of the anode current reached at this moment is conditioned by the duration of the positive pulse.
The two blocking of the tube 14 in the coil 18 with inductance L accumulated magnetic energy 1/2 Lio 2 will swing out in the oscillation circuit, which is formed by the coil 18 and the parallel to her own capacitance, although with a frequency which that of the control grid of the tube 14 effective pulses significantly exceeds.
As a result, a higher voltage arises across coil 18, as shown in FIG. 2d. The current flowing in the coil is shown in FIG. 2e.
This higher voltage is rectified by the rectifier circuit 13 and fed to the load 23.
If the load current increases, for example if a bright pixel is displayed by the electron beam tube, the voltage across the load tends to decrease and the voltage at point 24 becomes more negative to earth.
As a result, the duration of the negative pulse generated by the generator 11 becomes shorter and the duration of the positive pulse becomes longer, so that the tube 14 is current-permeable for a longer time and the maximum amplitude i "of the current flowing through the tube increases.
Consequently, there is also an increase in the voltage occurring across the coil 18, so that the voltage drop across the load 25 is counteracted.
Conversely, when the load current decreases, a decrease in the generated voltage will occur, which counteracts the tendency of the voltage to increase over the load.
In Fig. 3 parts which correspond to those in Fig.1 are provided with the same reference characters.
The generator 11 is designed as: 1lultivibrator and contains two discharge tubes 30 and 31 with cathodes 32 and 33, control grids 34 and 35 and anodes 36 and 37, which are connected via resistors 38 and 39 to a positive voltage source.
The control grid 34 of the tube 30 is connected to the anode 37 of the tube 31 via a capacitor 40, and the control grid 35 of the tube 31 is connected to the anode 36 of the tube 30 via a capacitor 41.
The cathodes 32 and 33 are connected to one another and grounded via the parallel connection of a resistor 42 and a capacitor 43.
Negative synchronization pulses are fed to the input terminal 20, which is connected to the control grid 34 via a capacitor 63 and a resistor 45.
These pulses can be taken from the line deflection coils 65 of the cathode ray tube 60.
Because of the common cathode resistance 42 and the fact that the control grid 34 is connected to the cathode via a leakage resistor 45 and the control grid 35 is grounded via a resistor 47, the tube 30 is normally conductive, while the tube 31 is normally blocked.
A negative synchronizing pulse fed to the control grid 34 blocks the tube 30 and makes the tube 31 conductive in a known manner, whereupon a switchover takes place again when the positive charge on the capacitor 41 has sufficiently drained.
As is known, occurs in such a multi vibrator circuit a periodic increase and decrease in the anode voltage of the tubes.
The voltage change at the anode of the tube 31 is fed to the control grid of the tube 14 via a capacitor and a resistor 21 and, as a result of the capacitive connection, has the shape of alternating negative and positive pulses.
The relative duration of these pulses is regulated by regulating the voltage which occurs across the resistor 47 and is fed to the control grid 35 of the tube 31.
If the negative control voltage across the resistor 47 becomes smaller, the tube 31 remains conductive longer, so that the negative pulse fed to the control grid 16 of the tube 14 has a longer duration.
If the load on the equilibrium voltage source becomes greater, it has already been shown with reference to FIG. 1 that the voltage across the resistor 47 becomes more negative, so that the tube 31 is blocked more quickly, so that the negative pulse on the control grid 14 ends more quickly becomes, a larger stream i. can flow through the tube 14 and a higher DC voltage is generated.
The characteristic curve of the voltage generated as a function of the load can be influenced by the value of the resistor 47.
It should be noted that if there are no synchronization signals, no pulse-shaped signal is fed to the control grid of the tube 14, so that no DC voltage is generated either.
Therefore, if no synchronization signal is supplied to the television receiver, the cathode ray tube is protected against burning-in of the display screen as a result of the absence of deflection voltages in that a high acceleration voltage is no longer generated.
The rectifier circuit in Fig.3 triples the voltage generated and contains in a known manner three diodes 50, 51 and 52, resistors 53 and 54, and capacitors 55, 56, 57 and 63. Furthermore, there is a capacitor 64 between the cathode of the diode 50 and terminal 20.
The load in FIG. 3 consists of a cathode ray tube 60 lying between the cathode of the diode 52 and earth.
A potentiometer 23 supplies several voltages for the various electrodes of the tube 60.
Point 58 of the circuit can be grounded. In the figure, however, this point is connected to point 20, since consequently when a negative synchronizing pulse occurs at point 20, the potential of the cathode of diode 50 is reduced, where it is increased by the DC voltage generated.