DE1010665B - Schaltung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Stroeme - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Diese Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme, bei denen die rückwärtige oder kurze Flanke durch freie Halbschwingungen erzeugt wird. Bei solchen Schaltungsanordnungen dient eine Dämpferröhre dazu, weitere freie Schwingungen zu verhindern und die Erzeugung des anfänglichen Teiles der langen Flanke des sägezahnförmigen Stromes zu steuern, während eine Treil >erröhre die Erzeugung des anschließenden Teiles der langen Flanke regelt.

In derartigen Anordnungen ist es gebräuchlich, die Anode der Treiberröhre über die gesamte primäre Transformatorwicklung mit der Anodenspannungsquelle für diese Röhre zu verbinden. Der Transformator dient dazu, einen sägezahnförmigen Strom durch eine induktive Last zu treiben, wie es z. B. die horizontalen Ablenkspulen einer Bildröhre sind. Die Zahl der Windungen der Primärwicklung des Transformators, die mit der Anode der Treiberröhre verbunden sind, ist bestimmt durch die Betriebsverhältnisse der Treiberröhre -und die Notwendigkeit der Anpassung der Treiberröhre an die induktive Last. Üblicherweise ist die Dämpferröhre zwischen Anodenspannungsquelle und Ausgangselektrode der Treiberröhre geschaltet, so daß die Spannung, die an der Dämpferröhre liegt, begrenzt ist. Dies macht eine Dämpferröhre erforderlich, die für einen hohen Strom bemessen sein muß, was einen Nachteil bedeutet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Anordnung, in der die Dämpferröhre für einen kleineren Strom bemessen sein kann, als er gewöhnlich in solchen Kreisen verwendet wird. Hierzu ist die Schaltung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme so auegebildet, daß ein Abgriffpunkt zwischen den Enden der Primärwicklung mit der Spannungsquelle für die Treiberröhre verbunden ist, und daß die Dämpferröhre parallel zu einer größeren Anzahl von Windungen dieser Wicklung liegt, verglichen mit der Zahl der Windungen zwischen der Anode der Treiberröhre und dem Abgriffpunkt. Dadurch ist die an der Dämpferröhre liegende Spannung höher, so daß diese für einen kleineren Strom bemessen sein kann.

In Anordnungen, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist es erforderlich, daß die langen Flanken des Sägezahnstromes so linear wie möglich sind. Um diese Linearität zu sichern, verwendet man bekannterweise eine Gegenkopplung, die im allgemeinen von der induktiven Last abgezweigt und entweder an die Treiber- oder Dämpferröhre oder an beide gelegt wird. Die Abzweigung der Gegenkopplung von der induktiven Last ergibt in der Anwendung bestimmte Schwierigkeiten durch die Phasenverschiebung im Transformator, die die Instabilität vergrößert. Versucht man, diesen Nachteil durch Abzweigung der Schaltung zur Erzeugung
sägezahnförmiger Ströme

Anmelder:

Electric & Musical'Industries Ltd.,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 17, Juli 1953 und 8. Juli 1964

Ronald Joseph Boddy, Iver Heath, Buckinghamshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Gegenkopplung von der primären Transformatorwicklung zu überwinden, dann findet man, daß die Güte der Gegenkopplung unzulänglich ist. Wird die gegengekoppelte Spannung verstärkt, bevor sie der Treiberoder Dämpferröhre zugeführt wird, so ergeben sich weitere Schwierigkeiten durch die hohe positive, während der kurzen Flanken des Sägezahnstromes erzeugte Spannung, die den Verstärker für die gegengekoppelte Spannung unwirksam macht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die von dem Transformatorwicklungsteil, der zwischen dem Abgriffpunkt für die Spannungsquelle und dem von der Anode der Treiberröhre abgewendeten Ende der Primärwicklung oder von einem Teil derselben liegt, eine Gegenkopplungsspannung abgezweigt, welche der Dämpferröhre zugeführt wird. In Fällen, wo diese Gegenkopplungsspannung verstärkt wird, bevor sie der Dämpferröhre zugeführt wird, wird hierdurch erreicht, daß die hohen Spannungen, die in der induktiven Last während der kurzen Flanken des Sägezahnstromes erzeugt werden und in umgekehrtem Sinne wirken, bevor sie der Verstärkerröhre aufgedrückt werden, negative Richtung haben und darum den Verstärker nicht unwirksam machen können. In allen Fällen, gleichgültig ob eine Verstärkerstufe für die Gegenkoppktngsspannung verwendet wird oder nicht, ist es möglich, einen zusätzlichen Gewinn der Gegenkopplungsspannung dadurch zu erreichen, daß die Zahl der Primärwrndungen des Transformators, von dem die Gegenkopplung abgezweigt wird, wesentlich größer ist als die Zahl der Windungen der Primär-

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wicklung zwischen Anode der Treiberröhre und dem Abgriffpunkt für die Spannungsquelle.-

Es ist ferner erwünscht, eine Regelmöglichkeit für die Amplitude des Sägezahnstromes zu haben. Derartige Amplitudenregelungen sind an sich bekannt. Man benötigt sie vor allem in Fernsehsendegeräten. Bei diesen Geräten kann z. B. eine Abtastkurvenform gefordert sein, die in der Amplitude so regelbar ist, daß in einem' Augenblick eine viel kleinere Fläche,

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Transformators abgegriffen und über einen Kondensator 14 und einen Dämpfungswiderstand 15 an das Steuergitter der ersten Triode der Verstärkerröhre 13 und von der Anode der zweiten Triode über einen S Gitterdämpfungswiderstand 16 an das Steuergitter der Dämpfungsröhre 5 gelegt. Das Steuergitter der ersten Triode ist über einen Widerstand 17 mit einem Potentiometer 18 verbunden, das die Vorspannung für die Triode I des Systems 13 einstellt. Der Abgriff des Pi 18 i ßd üb K

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Vorzugsweise wird die Windungszahl in diesen Teil der Primärwicklung wesentlich größer gemacht als die Windungszahl zwischen Anode der Röhre 1 und dem Abgriffpunkt der Anodenspannung, so daß sich ein älh G

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z. B. der Speicherplatte der Aufnahmeröhre, abgetastet io Potentiometers 18 ist außerdem über einen Kondensator wird, verglichen mit der Abtastamplitude in einem 19 mit Erde verbunden. Die Gegenkopplungsspannung anderen Augenblick, um Nahaufnahmen aus Teilen ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, von den primären eines Bildes, das auf der Speicherplatte der Aufnahme- Transformatorwindungen zwischen Anode der Dämpröhre abgebildet ist, erzielen zu können. Es ist natür- ferröhre5 und dem Abzapfpunkt der Primärwicklung2 lieh erwünscht, daß während der Regelung der Am- 15 (oder in einigen Fällen nur von einem Teil) abgezweigt, plitude die Linearität der langen Flanke des Sägezahns Vi id di d

erhalten bleibt. Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine verbesserte

Anordnung zur Regelung der Amplituden in einer ver- p pg,

gleichbar einfachen Weise durch Verändern der Vor- ao zusätzlicher Gewinn für die Gegenkopplungsspannung spannung der Dämpferröhre. Vorzugsweise wird die ergibt. Durch den Anschluß der Kathode der Röhre 5 Vorspannung der Treiberröhre. gleichzeitig mit der an den Verbindiungspunkt des kleineren Teiles der Vorspannung der Dämpferröhre geregelt. Primärwicklung mit der Anode der Treiberröhre wird

Um eine derartige Amplitudenregelung durchführen ein weiterer Gegenkopplungseffekt erzielt. Es ist für zu können, ist es notwendig, daß an der Anode der 25 die Linearität erwünscht, daß eine fallende Sägezahn-Dämpferröhre ausreichende Spannung verfügbar ist, form der differentiellen Gegenkopplungsspannung um diese Röhre bei jeder Amplitudeneinstellung funk- überlagert ist, was durch den Teil der Primärwicktionsfähig zu halten. Bei Verwendung einer Anord- lung 2 erreicht wird, der zwischen der Anode der nung, in der die Dämpferröhre parallel zu einer Dämpferröhre und dem Abgriffpunkt des Transforgrößeren Windungszahl liegt, kann die dann verfüg- 30 mators liegt. Dies kann durch eine geeignete Einstelbare Spannung dafür ausreichen, damit die Dämpfer- lung der Zeitkonstanten mittels des Kondensators 14 röhre mit einem für die erforderliche Regelung für und des Widerstandes 17 ausgeführt werden, die ansteigende Flanke des Sägezahnstromes aus- Um die Amplitude des erzeugten Sägezahnstromes

reichenden Strom arbeitet. zu regeln, wird die Vorspannung an der Dämpfer-

Um die Erfindung klar verständlich zu machen, 35 röhre, der Treiberröhre oder an beiden regelbar gewird in der folgenden Beschreibung an Hand der macht. In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel Zeichnung die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen wird die regelbare Vorspannung gleichzeitig an die Anordnung erklärt. Treiber- und Dämpferröhre gelegt. Diese regelbare

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Vorspannung wird durch ein Potentiometer 20 erreicht, Die Anode der Treiberröhre 1 ist mit der primären 40 dessen Schleifer einerseits mit dem Steuergitter der Wicklung 2 des Transformators verbunden, dessen Röhre 13 (II) über einen Dämpfungswiderstand 21, Sekundärseite 3 die Ablenkspule 4 mit sägezahnför- der über einen Kondensator 22 an Erde liegt, und migem Strom versorgen soll. Parallel zur Primär- andererseits mit dem Steuergitter der Röhre 1 über wicklung 2 liegt die Dämpferröhre 5. Das Steuergitter einen Spannungsteiler 23 und den Ableitwiderstand 24 der Röhre 1 wird mit einer sägezahnförmigen Steuer- 45 verbunden ist, der an einer negativen Spannungsquelle spannung über einen Koppelkondensator 6 und einen über einen Widerstand 25 liegt. Durch die Einstellung Dämpfungswiderstand 7 ausgesteuert. Die Röhre 1 des Schleifers am Potentiometer 20 kann ein Regel- und die Dämpferröhre 5 arbeiten in bekannter Weise, bereich erreicht werden, der einer Änderung der um die Sägezahnschwingungen in den Ablenkspulen 4 Sägezahnamplitude von 150% entspricht, während die zu erzeugen. Die Röhre 1 ist eine Pentode, deren 50 Linearität der langen Flanke des Sägezahnstromes im Kathode über einen Widerstand 8 mit der Erde ver- wesentlichen durch diese Änderung unverändert bleibt, bunden ist und deren Schirmgitter mit einer positiven Die Treiberröhre 1 schickt Strom durch einen Teil

Spannungsquelle über einen Widerstand 9 verbunden der Primärwicklung 2 des Transformators, so daß bei ist und durch einen Kondensator 10 gegen Erde ent- der Maximalamplitude des Sägezahnstromes die koppelt ist. Die Anode der Röhre 1 ist mit einer posi- 55 durch magnetische Speicherung in den Ablenkspulen tiven Spannungsquelle über einen Teil der primären erzeugte und in die Primärwicklung transformierte Wicklung 2 und einen Widerstand 11 verbunden und EMK die hohe Spannung der Röhre 1 schwächt, aber durch einen Kondensator 12 gegen Erde entkoppelt. die Arbeitscharakteristik der Röhre 1 nicht verändert. Die Dämpferröhre 5 liegt parallel zu einer größeren Am Ende der kurzen Flanke des Sägezahnstromes erAnzahl von Windungen, verglichen mit der Windungs- 60 hält die Dämpferröhre ihre Leistung von der in der zahl zwischen Anode der Röhre 1 und dem Punkt, an Ablenkspule 4 gespeicherten Energie und ihre Anödendem die Wicklung mit der genannten positiven Span- Kathoden-Spannung ist gleich der genannten EMK. nungsquelle verbunden ist. Damit liegt an der Dämp- Bei einer einer minimalen Amplitude des Sägezahnferröhre eine relativ hohe Spannung, so daß eine für stromes entsprechenden Einstellung hat diese Spaneinen geringen Strom bemessene Röhre verwendet. 65 nung ihren kleinsten Wert. Diese Spannung liegt werden kann. durch die Verbindung der Dämpferröhre 5 mit der ge-

Um den Sägezahnstrom zu linearisieren, wird an samten Primärwicklung innerhalb der zulässigen das Steuergitter der Dämpferröhre 5 eine durch die Grenzen der für einen geringen Strom bemessenen Röhre 13 verstärkte Gegenkopplungsspannung gelegt. Röhre 5. Die Vorspannung, die an das Steuergitter Diese Spannung ist an der Primärwicklung 2 des 70 der Triode I der Röhre 13 über das Potentiometer 18

gelegt wird, muß sicherstellen, daß die Dämpferröhre5 niemals gesperrt wird.

Eine zweckmäßige, vereinfachte Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 2, in der der Verstärker 13 ausgelassen ist und die Gegenkopplung für die Linearisierung der langen Flanken des Sägezahnstroms direkt an die Dämpferröhre 5 gelegt ist. Die Schaltelemente in Fig. 2, welche denen in Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist die Gegenkopplung von der primären Wicklung 2 des Transformators über einen Kondensator 14 direkt an das Steuergitter der Dämpferröhre gelegt. Die Kathode der Dämpferröhre ist selbsttätig vorgespannt durch einen Widerstand 26, zu dem ein Kondensator 27 parallel liegt und über diesen mit der Anode der Röhre 1 verbunden. Um die Amplitude des Sägezahnstromes zu regeln, wird eine regelbare Vorspannung vom Potentiometer 20 an die Röhre 1 gelegt und damit gleichzeitig die Vorspannung an Röhre 5 geändert. Die erfindungsgemäße Anordnung in Fig. 2 ist geeignet zur Erzielung einer Amplitudenregelung des Sägezahnstromes mit einer Änderung von etwa 30%.

An Stelle der sägezahnförmigen Steuerspannung kann auch eine Steuerspannung in Form von Impulsen an die erfindungsgemäße Anordnung- gelegt werden. In Fig. 1 wäre bei einer impulsförmigen Steuerspannung das Steuergitter der Röhre 1 mit der Anode der ersten Triode der Röhre 13 zu koppeln. Der Impuls in diesem Falle ist nur erforderlich, die Treiberröhre zu sperren und die kurzen Flanken einzuleiten. Obgleich in der obigen Beschreibung eine gebräuchliche Form des Transformators verwendet wird, der eine Primär- und eine Sekundärwicklung 2 und 3 enthält, kann natürlich, wenn erwünscht, dieser Transformator durch einen Autotransformator ersetzt werden.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in einer induktiven Last, z. B. den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre, bei der eine zur Deckung der Energieverluste dienende, fremd gesteuerte Treiberröhre, in deren Anodenkreis die Primärseite eines mit den Ablenkspulen verbundenen Transformators liegt, die Erzeugung der langen Sägezahnflanken steuert und bei der eine Dämpferröhre, die die freien, auf die kurze Sägezahnflanke folgenden Schwingungen verhindert und die langen Sägezahnflanken einleitet, parallel zur Primärseite des Transformators so geschaltet ist, daß ihre Kathode an dem der Treiberröhre zugewandten Wicklungsende liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgriffpunkt zwischen den Enden der Primärwicklung (2) mit der Spannungsquelle

für die Treiberröhre (1) verbunden ist und daß die Dämpferröhre (5) parallel zu einer größeren Anzahl von Windungen dieser Primärwicklung (2) liegt, verglichen mit der Anzahl der Windungen zwischen der Anode der Treiberröhre (1) und dem Abgriffpunkt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Primärwicklungsteil, der zwischen dem Abgriffpunkt und dem von der Anode der Treiberröhre abgewandten Ende dieser Wicklung liegt, eine Gegenkopplungsspannung abgezweigt und an die Dämpferröhre gelegt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Windungen des Teiles der Primärwicklung, von dem die Gegenkopplungsspannung abgezweigt wird, größer ist als die Zahl der Windungen, die zwischen dem Abgriffpunkt der Anodenspannungsquelle und der Anode der Treiberröhre liegen.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsspannung verstärkt wird, bevor sie an die Dämpferröhre gelegt wird.

5. Schaltung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Gegenkopplungsspannung von dem Teil der Primärwicklung, der zwischen Abgriffpunkt für die Spannungsquelle und der Anode der Treiberröhre liegt, an die Kathode der Dämpferröhre gelegt ist.

6. Schaltung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Dämpferröhre zur Einstellung der Amplitude des erzeugten Sägezahnstromes regelbar ist.

7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel angewendet sind, um die Vorspannung an der Treiberröhre gleichzeitig mit der Vorspannung der Dämpferröhre zu regeln.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer vorgesehen ist, das mit dem S teuer gitter der Treiber röhre verbunden ist, und daß die Kathode der Dämpferröhre mit der Anode der Treiberröhre verbunden ist, so· daß das Potential dieser Kathode gleichzeitig geändert wird, wenn die Spannung des Steuergitters der Treiberröhre durch die Einstellung des Potentiometers geändert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 747 344, 865 494,
175;

britische Patentschriften Nr. 400 976, 482 370,
378;

USA.-Patentschrift Nr. 2 621237;
französische Patentschriften Nr. 801 700, 901 784.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen