DE1052005B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes in einer Spule und einer hohen Gleichspannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Spule und einer hohen Gleichspannung mit Hilfe einer Röhre, deren Steuergitter eine die Röhre periodisch öffnende Spannung zugeführt wird; der Ausgangskreis der Röhre enthält dabei die Reihenschaltung einer Transformatorwicklung, mit der die Spule gekoppelt ist, und eines Kondensators, der einen Teil eines mit dem Transformator gekoppelten Reihenspardiodenkreises bildet. Am Kondensator tritt eine die Anodengleichspannung der Röhre erhöhende Gleichspannung auf; den während des Rückschlags des sägezahnförmigen Stromes am Transformator auftretenden Impulsen wird durch Gleichrichtung die hohe Gleichspannung entnommen, während die Schaltungsanordnung eine Regelschaltung enthält, die den erzeugten sägezahnförmigen Strom und die erzeugte hohe Gleichspannung so gut wie möglich stabilisiert.

Solche Schaltungsanordnungen finden häufig Anwendung in Fernsehempfängern zur Ablenkung des Elektronenstrahls der Bildwiedergaberöhre in der Zeilenrichtung und zur gleichzeitigen Erzeugung der erforderlichen hohen Gleichspannung für die Bildwiedergaberöhre.

Es ist dabei wichtig, die Größe der erzeugten hohen Gleichspannung und die Amplitude des Ablenkstromes durch die Spule bei Änderung der Speisespannung und bei Belastungsänderungen, die infolge einer Änderung der Stromstärke des Elektronenstrahls der Bildwiedergaberöhre bei sich ändernder Helligkeit des wiederzugebenden Bildes auftreten, weitgehend konstant zu halten, da sonst die Abmessungen des von der Bildwiedergaberöhre wiedergegebenen Bildes sich ändern würden. Auch ist es häufig erwünscht, daß die erzeugte hohe Gleichspannung und die Amplitude des Ablenkstromes konstant bleiben, wenn der Fernsehempfänger zum Empfang von Fernsehübertragungen mit verschiedener Zeilenfrequenz bestimmt ist. Ein weiteres Problem ist das Konstanthalten der erwähnten Größen beim Ersetzen oder beim Altern der Röhre bzw. der im Reihenspardiodenkreis liegenden Dämpfungsdiode. Wenn, wie üblich, die Röhre als Pentode oder Bündeltetrode ausgebildet ist, ist es zwecks Vermeidung des Auf tretens von »Barkhausen-Schwingungen« weiterhin wichtig, die Anodenspannung der Röhre auf einen Wert zu stabilisieren, der höher liegt als die dem Knick der Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinie entsprechende Anodenspannung der Röhre.

Es sind Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen zwar die von einer Röhrensdialtung gelieferte hohe Gleichspannung stabilisiert wird, die aber nur eine hohe Gleichspannung und nicht gleichzeitig einen Schaltungsanordnung zur Erzeugung

eines sägezahnförmigen Stromes in einer Spule und einer hohen Gleichspannung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 15. Juni 1956

Antonius Boekhorst und Hendrik Heijligers,

Eindhoven (Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

sägezahnförmigen Strom erzeugt. Mit diesen bekannten Schaltungen erhält man jedoch nur dann eine ausreichende Regelung, wenn man die ohne weiteres zur Verfügung stehenden negativen Impulse zum Erzeugen einer Regelspannung benutzt und nicht die positiven.

In Schaltungsanordnungen, bei denen gleichzeitig ein sägezahnförmiger Strom und eine hohe Gleichspannung erzeugt werden, stehen aber nur positive Impulse zur Verfügung, da die negativen Impulse von der Reihenspardiodenschaltung unterdrückt werden. Somit ist nur Einweggleichrichtung möglich, und es können zur Erzeugung einer Regelspannung auch nur die erwähnten positiven Impulse benutzt werden.

Es ist deshalb notwendig, diese zur Verfügung stehenden positiven Impulse so wirkungsvoll wie möglich zu benutzen.

Aus der deutschen Patentschrift 967 777 ist ferner eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der gleichfalls nur eine hohe Gleichspannung erzeugt wird, wobei die erzeugte Regelspannung dem Belastungsstrom proportional sein soll.

Weiterhin ist in der Zeitschrift »Electronic Engineering«, November 1955, S. 502 bis 505, eine Regelschaltung zur Stabilisierung von Netzgeräten beschrieben. Da in diesem Fall die Kathode der zu regelnden Röhre bereits positiv gegenüber Masse ist, kann eine

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positive Regelspannung entwickelt werden. In vorliegenden Falle muß jedoch eine negative Regelspannung entwickelt werden.

Schließlich sind Schaltungsanordnungen bekannt, die Mittel zur Regelung der Amplitude des Ablenkstromes enthalten, die entweder in Reihe mit oder teilweise in Reihe mit und teilweise parallel zu der Spule geschaltet werden, wobei die Mittel etwa 10 bis 20%-der magnetischen Energie der Ablenkschaltung beanspruchen.

Die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Spule und einer hohen Gleichspannung läßt sich vorzüglich stabilisieren, wenn erfindungsgemäß der Unterschied zwischen einer der erwähnten Reihenschaltung entnommenen positiven Spannung und einer Stabilisierungsspannung einem nur während des Rückschlages des sägezahnförmigen Stromes wirksamen und verstärkenden, zur Regelschaltung gehörenden Gleichrichter zugeführt wird und die negative Ausgangsspannung des Gleichrichters an das Steuergitter der Röhre gelegt wird; die Stabilisierung der Amplitude des sägezahnförmigen Stromes in der Spule und des Spannungswertes der hohen Gleichspannung erfolgt dabei ausschließlich durch Regelung der Amplitude der dem Gleichrichter zugeführten und der erwähnten Reihenschaltung entnommenen positiven Spannung.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei stellt Fig. 1 eine erste Ausführungsform und

Fig. 2 einen entsprechend einer zweiten Ausführungsform abgeänderten Teil der Schaltung nach Fig. 1 dar.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist die Anode der Röhre 1 mit dem gemeinsamen Punkt 2 der Wicklungen 3 und 4 eines Transformators 5 verbunden, der weiterhin noch die Wicklungen 6, 7 und 8 besitzt. In Reihe mit diesen Wicklungen liegt der Kondensator 9, der einseitig geerdet ist. Die Wicklung 3 ist an einem Ende mit der Anode eines Gleichrichters 10 verbunden. Zwischen der Kathode dieses Gleichrichters und Erde liegt ein Kondensator 11. Der gemeinsame Punkt der Wicklungen 4 und 6 des Transformators 5 ist mit der Kathode eines Gleichrichters

12 verbunden, dessen Anode an die positive Klemme der Speisequelle angeschlossen ist. Parallel zur Reihenschaltung der Wicklungen 7 und 8 liegt die Reihenschaltung der Ablenkspule 13 und eines Netzwerkes zum Linearisieren des Ablenkstromes, welch letzteres aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 14 und einer Schiebekernspule 15 besteht.

Dem Steuergitter der Röhre 1 wird über den Reihenwiderstand 16, den Gitterableitwiderstand 17, den Kondensator 18 und die Eingangsklemme 19 eine Spannung 20 zugeführt, welche die Röhre periodisch öffnet und hier sägezahnförmig dargestellt ist, jedoch auch impulsförmig sein kann.

Die bisher beschriebene Schaltung ist von bekannter Art, abgesehen davon, daß im Kreis der Ablenkspule

13 ein Netzwerk zur Regelung der Amplitude des sägezahnförmigen Stromes durch die Spule 13 fehlt. Wie sich noch näher ergeben wird, erübrigt sich ein solches Netzwerk bei Anwendung der im nachfolgenden zu beschreibenden Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Bekanntlich fließt während der Zeit, in der die Röhre 1 unter Steuerung der sägezahnförmigen Spannung 20 stromführend ist, ein sägezahnförmiger Strom durch die Wicklungen 4, 6,7 und 8 und die Ablenkspule 13, und es tritt an diesen Wicklungen und der Wicklung 3 bei Unterbrechung des Stromes in der Röhre 1 während des Rückschlags eine impulsförmige Spannung auf, die von der Diode 10 gleichgerichtet wird, so daß am Kondensator 11 und an der zu diesem parallel liegenden Belastung, die aus der nicht dargestellten Bildwiedergaberöhre besteht, eine hohe Gleichspannung erzeugt wird. Nach dem Ende des Rückschlags nimmt die Spannung an den Transformatotrwicklungen ab, und die Diode 12 wird stromführend, so daß am Kondensator 9 eine positive Gleichspannung erzeugt wird, welche die Anodengleichspannung der Röhre 1 erhöht.

Nach der Erfindung besitzt die Schaltanordnung nach Fig. 1 eine weitere, als verstärkender Gleichrichter wirksame Röhre 21, deren Anode 22 mit dem unteren Ende des Gitterableitwiderstandes 17 der Röhre 1 verbunden ist, während zwischen der Anode 22 und Erde ein Widerstand 23 liegt. Zwischen der Anode 22 und dem gemeinsamen Punkt 24 der Transformatorwicklungen 7 und 8 liegt ein Kondensator 25, und das Steuergitter 26 der Röhre 21 ist über einen Kondensator 27 mit dem Punkt 24 gekoppelt. Zwischen dem Steuergitter 26 und Erde befindet sich die Parallelschaltung eines Widerstandes 26 und eines regelbaren Kondensators 29. Die Kathode 30 der Röhre 21 ist über einen Widerstand 13 mit der Speisegleichspannung verbunden, und die Kathodenzuleitung der Röhre 21 besitzt die Parallelschaltung einer Spannungsstabilisationsröhre, z. B. einer Neonröhre 32 und eines Kondensators 33.

Während des Rückschlags des sägezahnförmigen Stromes durch die Wicklungen des Transformators 5 entsteht ein positiver Spannungsimpuls im Punkt 24, der über den Kondensator 25 der Anode und über den von den Kondensatoren 27 und 29 gebildeten Spannungsteiler dem Steuergitter der Röhre 21 zugeführt wird. Deutlichkeitshalber wird bemerkt, daß dieser Spannungsimpuls auch der Transformatoirwickkmg mit Hilfe einer zusätzlichen Wicklung entnommen werden kann, deren eine Seite z. B. geerdet ist und deren andere Seite mit dem Verbindungspunkt der Kondensatoren 25 und 27 gekoppelt ist.

Die Röhre 21 ist normalerweise gesperrt, indem an der Stabilisationsröhre 32 im Kathodenkreis eine sperrende Vorspannung erzeugt wind. Weiterhin kann die Röhre nur Strom führen, wenn der Rückschlagimpuls vom Punkt 24 der Anode zugeführt wird und wenn der damit gleichzeitig am Steuergitter 26 auftretende Spannungsimpuls hinreichend groß ist, so daß der im Steuergitterkreis auftretende Unterschied zwischen dem positiven Spannungsimpuls und der an der Stabilisationsröhre 32 erzeugten Stabilisätionsspannung hinreichend groß ist, um den Sperrpunkt der Anodenstrom - Gitterspannungs - Kennlinie der Röhre 21 zu überschreiten. Der im Steuergitterkreis auftretende Spannungsunterschied wird verstärkt und im Anodenkreis gleichgerichtet, so daß an der Anode 22 eine negative Gleichspannung auftritt, die dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt wird. Ändert sich die Amplitude der Impuisspannung im Punkt 24 infolge von z. B, Speisespannungsänderungen oder Belastungsänderungen parallel zum Kondensator 11, so wird diese Änderung von- der Röhre 21 verstärkt und gleichgerichtet, wobei die gleichgerichtete Spannung den Strom in der Röhre 1 in ausgleichendem Sinne ändert.

Bemerkt wird, daß es- nicht erforderlich ist, die erwähnte Stabilisationsspannung mit Hilfe einer verhältnismäßig kostspieligen Neonröhre zu erzeugen.

Dies ist ebensogut möglich durch Verwendung eines Glühlämpchens in B rücken schaltung (z. B. einer Tritstrahler-Glühlampe). Außerdem wird dann infolge der hohen Betriebstemperatur der Einfluß von Änderungen der Umgebungstemperatur sehr gering.

Soll die Amplitude des sägezahnförmigen Stromes durch die Spule 13 geändert werden, so wird durch Regelung des Kondensators 29 die kapazitive Spannungsteilung geändert, so daß sich die Amplitude der dem Steuergitter 26 zugeführten Impulsspannung ändert.

Ein weiterer Vorteil der Schaltanordnung mach Fig. 1 besteht darin, daß bei Änderung der Zeilenfrequenz bei Empfang von Fernsehübertragungen nach einem anderen Fernsehstandard, wobei sich also die Frequenz der Steuerspannung 20 ändert, die Amplitude der erzeugten Hochspannung und des Ablenkstromes durch die Spule 13 selbsttätig konstant bleiben.

In Fig. 2 ist nur ein abgeänderter Teil der Schaltanordnung nach Fig. 1 dargestellt, bei dem entsprechende Teile entsprechend bezeichnet sind. Dem gemeinsamen Punkt 24 der Wicklungen 7 und 8 wind wieder eine impulsförmige Spannung entnommen und über den Kondensator 25 der Anode 22 der Röhre 21 zugeführt. Dem Steuergitter 26 wird aber über den Widerstand 34 und den Spannungsteiler 35 ein Teil der am Kondensator 9 auftretenden positiven Gleichspannung zugeführt. Die Stabilisationsspannung wird dann an dem im Kathodenkreis der Röhre 21 liegenden spannungsabhängigen Widerstand 36 erzeugt.

Bei dieser Schaltung wird somit an Stelle der Amplitude der Rückschlagimpulse an den Transformatorwicklungen die Größe der Spannung am Kondensator 9 stabilisiert. Wenn die Größe der Stabilisationsspannung am Widerstand 36 immerhin noch etwas abhängig von Änderungen der Speisegleichspannung sein sollte, so wird zwischen die Gleichspannungsquelle und das Steuergitter 26 ein Widerstand 37 geschaltet. In diesem Falle ist die Steuergitterspannung der Röhre 21 unabhängig von Gleichspannungsänderungen, und die Stabilisation ist ebensogut wirksam wie bei Verwendung einer Stabilisationsröhre 32 nach Fg. 1.

Auch bei der Schaltung nach Fig. 2 erfolgt die +5 Regelung der Amplitude des Ablenkstromes wieder durch Regelung, mit Hilfe des Potentiometers 35, der Größe der dem Steuergitter 26 zugeführten positiven Spannung.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Spule und einer hohen Gleichspannung mit Hilfe einer Röhre, deren Steuergitter eine die Röhre periodisch öffnende Spannung zugeführt wird und deren Ausgangskreis die Reihenschaltung einer Transformatorwicklung, mit der die Spule gekoppelt ist, und eines Kondensators besitzt, der einen Teil eines mit dem Transformator gekoppelten Reihenspardiodenkreises bildet, wobei am Kondensator eine die Anodengleichspannung der Röhre erhöhende Gleichspannung auftritt und den während des Rückschlages des sägezahnförmigen Stromes am Transformator auftretenden Impulsen durch Gleichrichtung die hohe Gleichspannung entnommen wird, während die Schaltungsanordnung eine Regelschaltung enthält, die den erzeugten sägezabnförmigen Strom und die erzeugte hone Gleichspannung so gut wie möglich stabilisiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen einer der erwähnten Reihenschaltung (4, 6, 7, 8, 9) entnommenen positiven Spannung und einer Stabilisationsspannung einem nur während des Rückschlags des sägezahnförmigen Stromes wirksamen und verstärkenden, zur Regelschaltung gehörenden Gleichrichter (21) zugeführt wird und die negative Ausgangsspannung des Gleichrichters an das Steuergitter der Röhre (1) gelegt wird und daß die Stabilisierung der Amplitude des sägezahnförmigen Stromes in der Spule (13) und des Spannungswertes der hohen Gleichspannung ausschließlich durch Regelung der Amplitude der dem Gleichrichter (21) zugeführten und der erwähnten Reihenschaltung entnommenen positiven Spannung erfolgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der erwähnten Reihenschaltung ein während des Rückschlags des sägezahnförmigen Stromes auftretender positiver Spannungsimpuls entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Impuls über einen Kondensator (25) dem Anodenkreis einer zweiten als Gleichrichter arbeitenden Röhre (21) und über einen kapazitiven Spannungsteiler (27, 29) einem Steuergitter (26) dieser zweiten Röhre (21) zugeführt wird und daß im Steuergitterkreis der zweiten Röhre eine Stabilisationsspannung wirksam ist und die Anode (22) der zweiten Röhre mit dem Steuergitter der ersten Röhre (1) galvanisch gekoppelt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der erwähnten Reihenschaltung ein Teil der am Kondensator auftretenden Gleichspannung entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, 'daß diese Gleichspannung dem Steuergitter (26) einer zweiten als Gleichrichter arbeitenden Röhre (21) galvanisch zugeführt wird und in diesem Steuergitterkreis eine Stabilisationsspannung wirksam ist und daß der Anode (22) der zweiten Röhre (21) über einen Kondensator (25) ein während des Rückschlags des sägezahnförmigen Stromes auftretender positiver Spannungsimpuls zugeführt wird und die Anode (22) .der zweiten Röhre mit dem Steuergitter der ersten Röhre (1) galvanisch gekoppelt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Steuergitterkreis der zweiten Röhre (21) wirksame Stabilisationsspannung erzeugt wind, indem im Kathodenkreis dieser Röhre ein Element mit einer nichtlinearen Stromspannungs-Charakteristik, beispielsweise ein spannungsabhängiger Widerstand (36), geschaltet ist, während die Kathode (30) über einen Widerstand (31) und das Steuergitter (26) über einen Widerstand (37) mit der positiven Klemme einer Gleichspannungsquelle verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 967 777;
österreichische Patentschrift Nr. 172 289;
»Electronic Engineering«, November 1955, S. 502 bis 505.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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