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Schaltungsanordnung zur Regelung der Ablenkamplitude in Kathodenstrahlröhren
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Ablenkamplitude
in Kathodenstrahlröhren, wie sie insbesondere für die Zeilenablenkung in Fernsehempfängern
verwendet werden kann.
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Die Ablenkung des Kathodenstrahls in der Bildröhre eines Fernsehempfängers
geschieht heute vorm zugsweise durch magnetische Ablenksysteme, bei denen in
je einem Ablenkspulenpaar, das auf dem Hals der Kathodenstrahlröhre angeordnet
ist, sägezahnförmige Ströme von Zeilenfrequenz bzw. Rasterfrequenz erzeugt werden.
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Bedingt durch Fertigungs-, Röhrentrennungen und Netzspannungsschwankungen
treten oft Streuungen der Bildgröße auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre auf.
Zum Ausgleich dieser Streuungen ist eine Regelung der für die Bildgröße maßgeblichen
Ablenkamplituden notwendig. Bekanntlich ist die Ablenkamplitude einerseits von der
Beschleunigungsspannung an der Kathodenstrahlröhre und andererseits von der Amplitude
der in den Spulen fließenden Sägezahnströme abhängig.
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Da in den meisten Fernsehempfängern zur Zeilenablenkung des Elektronenstrahls
Zeilenablenktransformatoren verwendet werden, bei denen die während der kurzen Flanke
des Sägezahnstromes in den Ablenkspulen auftretenden Spannungsspitzen zur Erzeugung
der Hochspannung für die Kathodenstrahlröhre dienen, sind beide Größen von wesentlichem
Einfluß auf die Ablenkamplitude. Wird z. B. die Sägezahnamplitude durch Verkürzung
der Rücklaufzeit verringert, so ergäbe sich damit eine Verkleinerung der Ablenkamplitude,
bedingt durch größere Verluste bei der höheren Rücklauffrequenz. Gleichzeitig wird
jedoch durch die Verkürzung der Rücklaufzeit auch die erzeugte Hochspannung vergrößert,
wodurch ebenfalls eine Verringerung der Ablenkamplitude eintritt, da der Ablenkwinkel
des Elektronenstrahls der Wurzel aus der Beschleunigungsspannung umgekehrt proportional
ist. Trägt man daher in einem Diagranun die Hochspannungsamplitude als Funktion
der Sägezahnamphtude für eine bestimmte Ablenkamplitude auf, so ergibt sich eine
Parabel. Für andere Ablenkamplituden würden sich bei dieser Darstellung ebenfalls
Parabeln, jedoch unterschiedlicher Steigung, ergeben.
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Die bisher bekannten Schaltungen zur Regelung der Ablenkamplitude
enthalten zumeist regelbare Induktivitäten, die parallel zum Ablenktransformator
oder in Reihe zu den Ablenkspulen geschaltet sind, bzw. veränderbare Widerstände
in Reihe zum Ablenktransformator, um die Sägezahnamplitude zu beeinflussen. Derartige
Anordnungen setzen jedoch die wirksame Transformatorinduktivität herab und erhöhen
dadurch die Verluste oder vernichten einen Teil der Ablenkenergie. Diesen Nachteil
beseitigen Schaltungsanordnungen, bei denen parallel zum Zellenablenktransformator
eine regelbare Kapazität geschaltet ist (schweizerisches Patent 286 695).
Solche Schaltungen haben sich jedoch nicht durchsetzen können wegen der hohen Anforderungen
an Spannungsfestigkeit. Diese Forderungen lassen sich nämlich nur in sehr kostspieliger
Weise verwirklichen. Ein solcher Drehkondensator muß unhandlich große Abmessungen
haben, um gegenüber den an seinen Klemmen auftretenden hohen Spannungen, z. B. 2
kV
genügend isolationsfest zu sein. Es ist auch bekannt, die Einstellung der
Ablenkamplitude durch eine Induktivität mit Abgriffen vorzunehmen. Diese Anordnung
ist so bemessen, daß sich die Gesamtinduktivität und damit der Rücklauf ändert.
Diese Schaltung beruht zwar auch auf dem Prinzip einer stufenweisen Regelung. Dort
treten jedoch Störungen des Sägezahnverlaufs durch höherfrequente Partialschwingung
auf.
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Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Schaltungen zu vermeiden. ErfIndungsgemäß ist eine Anordnung zur Regelung der Ablenkamplitude
in Fernsehgeräten mit magnetischer Ablenkung des Kathodenstrahls durch sägezahnförinige
Ströme, bei der die Strahlbeschleunigungsspannung aus den während der Rücklaufzeit
des Sägezahns im Zeilentransformator auftretenden Spannungsspitzen gewonnen und
bei der zur Regelung der Amplitude der Spannungsspitzen und damit der
Ab-
lenkamplitude die Rücklaufzeit mittels einer Kapazität
verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter vorgesehen ist, der eine
feste, einem Teil der Transformatorwicklung parallel geschaltete Kapazität wahlweise
mit verschiedenen Abgriffpunkten des Zeilenablenktransformators verbindet.
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Dadurch wird ohne Störung der Bildqualität erreicht, daß eine feste,
bekanntlich für sehr hohe Spannungen dimensionierbare Kapazität für die Regelung
der Ablenkamplitude verwendet werden kann. Die Kontakte des Schalters sind bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Abgriffpunkten der Niederspannungswicklung
des Zeilenablenktransformators verbunden, die auf einer Spannung von z. B.
1,5 bis 2 kV liegen, gegeneinander jedoch entsprechend geringere Spannungen
haben. Dabei ergibt sich als weiterer Vorzug der Erfindung, daß die Schaltervorrichtung
und der Zeilenablenktransformator zu einer Einheit zusammengefaßt werden können.
Insbesondere ordnet man die Schaltervorrichtung auf einem Seitenflansch des Wicklungsträgers
an, der die Anschlußlötösen der Transformatorwicklung trägt. Die vorhandenen Lötösen
der Niederspannungswicklung können gleichzeitig als Kontakte für die Schaltervorrichtung
ausgenutzt werden. Dabei ist der Schalterarm z. B. exzentrisch auf einer Scheibe
montiert, deren Drehachse mit der Achse des Wicklungsträgers übereinstimmt und die
lediglich durch drei Laschen auf dem Seitenflansch festgehalten wird. Die genannten
Laschen können dabei gleichzeitig als Anschläge für den Schalterann dienen.
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Abb. 1 zeigt die Prinzipschaltung eines solchen Ausführungsbeispiel,
bei dem ein Spartransformator 1
vorgesehen ist, der von einem Kondensator
2 über eine Schalterdiode 3 mit einer konstanten Spannung gespeist wird,
so daß in den Zeilenablenkspulen 4 des Fernsehempfängers ein annähernd linearer
Sägezahnstrom erzeugt wird. Der Verbindungspunkt 5 der Schalterdiode
3 mit dem Kondensator 2 liegt an einer festen Betriebsspannung von z. B.
230 V. Zur Dekkung der unvermeidlichen Energieverluste der Schaltung dient
eine Pentode 6, deren Steuergitter angenähert sägezahnförmige Spannungen
zugeführt werden und deren Anode mit einem geeigneten Punkt des Spartransformators
verbunden ist. Diese Pentode hat außerdem die Aufgabe, die Schalterdiode
3 während des Sägezahnhinlaufs geöffnet zu halten. Bei Sperrung der Röhre
6 durch die negative Flanke der Sägezahnspannung sperrt die Schalterdiode
3, und der Transformator 1 führt mit den angeschlossenen Ablenkspulen
und Kapazitäten eine freie Halbschwingung aus, bei deren Ende sich die Spannung
am Transformator umgekehrt hat und die Diode 3
wieder geöffnet wird. Während
dieser Rücklaufperiode tritt am Transformator eine hohe positive Spannungsspitze
auf, deren Ampfitude von der Eigenschwingungsdauer der Ablenkschaltung abhängt und
die in der Diode 7 gleichgerichtet und zur Erzeugung der Hochspannung für
die Strahlbeschleunigung in der Kathodenstrahlröhre ausgenutzt wird. Durch Veränderung
der Eigenschwingungsdauer der Zeilenablenkschaltung während dieser freien Halbschwingung
kann damit die erzeugte Hochspannung und die auf dem Bildschirm erscheinende Zeilenamplitude
geregelt werden. Gemäß einer Durchführungsform der Erfindung erfolgt diese Regelung
der Eigenschwingungsdauer durch einen Schalter 8, der einen festen Kondensator
9 mit verschiedenen Abgriffpunkten des Zeilenablenktransformators
1 verbindet.
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Das Diagramm in Abb. 2 zeigt in Form der Parabel b die Abhängigkeit
der erzeugten Hochspannung U von der Sägezahnamplitude S bei konstant
gehaltener Zeilenablenkainplitude. Die in dieses Diagramm eingetragene Kurve a stellt
mit den Punkten c den Einfluß der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung dar. Diese
Kurve schneidet die für optimale Ablenkamplituden dargestellte Parabel
b in einem annähernd rechten Winkel und ermöglicht damit eine leichte und
genaue Einstellung der Zeilenablenkamplitude. Die Punkte c stellen die mit der Regeleinrichtung
erzielten Zeilenablenkamplituden dar (links der Kurve b
ergibt sich ein zu
kleines, rechts der Kurve ein zu großes Bild) und sind damit Punkte von nicht gezeichneten,
weiteren Parabeln, deren -Steigung durch die Regelung verändert wurde.
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In Abb. 3 ist eine konstruktive Lösung für das an Hand der
Abb. 1 im Prinzip beschriebene Ausführungsbeispiel dargestellt. In dieser
Ausführung ist eine drehbare Scheibe 11 auf einem Seitenflansch 12 des Zeilenablenktransformators
13 in einer Vertiefung so angeordnet, daß der auf der drehbaren Scheibe
11
befestigte Schalterarm 14 der Schaltervorrichtung mit einer Kontaktseite
auf den als Kontakte (10 in Abb. 1)
ausgebildeten Lötösen
15 der Transformatorwicklung 18 gleitet. Die drehbare Scheibe
11 wird dabei von drei Laschen 16, die gleichzeitig als Anschläge
für den Schalterann 14 dienen, in der erwähnten Vertiefung festgehalten. Der Schalterarm
14 ist auf der drehbaren Scheibe 11 derart exzentrisch befestigt, daß trotz
geringem Abstand der Scheibe vom Kein des Zeilenablenktransformators die metallischen
Befestigungsteile des Schalterarmes (insbesondere Schrauben, Laschen oder Splinte)
zur Vermeidung von überschlägen zum Kern in jeder Schaltstellung einen genügenden
Abstand von demselben haben. Die andere Kontaktseite des Schalterarines gleitet
bei Drehung der Scheibe 11 auf einem Metallbügel 17,
an dessen Lötöse
die feste Kapazität 9 befestigt ist. Durch einen Schlitz 19 kann der
Schalter mittels Schraubenzieher betätigt werden.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf Zeilenablenktransformatoren,
die einen Spartransformator nach Abb. 1 enthalten, sondern ist für alle Arten
von Zeilenablenktransformatoren verwendbar.