DE1172302B - Saegezahngenerator zur Erzeugung von Ablenkspannungen mit einer Regelschaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: H 03 k

Deutsche KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1 172 302

Aktenzeichen: F 37844 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 20. September 1962

Auslegetag: 18. Juni 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sägezahnspannungsgenerator mit Halbleitern, der gegenüber Änderungen der Betriebsgrößen oder der Übertragungseigenschaften der verwendeten Halbleiterelemente weitgehend stabil ist.

Es ist bereits ein Sägezahnspannungsgenerator, insbesondere zur zeitlinearen Ablenkung des Abtastflecks von Elektronenstrahlen vorgeschlagen worden (Patentanmeldung F 36527 VIII 3/2Ia¹), bei dem die Ausgangsspannung von einem Kondensator abgenommen wird, welcher durch einen während der Rücklaufzeiten durch einen Schaltimpuls geschlossenen elektronischen Schalter überbrückt wird und ferner mit der Ausgangselektrode eines als Aufladewiderstand wirkenden Verstärkerelementes verbunden ist. Das erfinderische Merkmal dieses Sägezahnspannungsgenerators besteht darin, daß der elektronische Schalter und das Verstärkerelement von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind und daß die Steuerelektrode des Verstärkerelementes durch die Spannung eines Zeitkonstantengliedes, vorzugsweise eines i?C-Kreises, gesteuert wird, welches zugleich mit der Entladung des Hauptkondensators aufgeladen und während der Aufladung des Kondensators über das Verstärkerelement entladen wird, derart, daß der Widerstand des Verstärkerelementes zu Beginn des Hinlaufs auf einen größeren Wert gebracht wird.

Der Vorzug dieses Generators besteht darin, daß er eine sehr weitgehend lineare Sägezahnspannung liefert, da die normalerweise bei der Aufladung eines Kondensators über einen Widerstand entstehende Krümmung des Spannungsverlaufs durch einen Steuervorgang mit entgegengesetzter Krümmung weitgehend kompensiert werden kann. Zu dieser Schaltung wurde auch eine Regelschaltung angegeben, bei der eine Veränderung des Innenwiderstandes des Verstärkerelementes durch Steuerung der Basiselektrode des Verstärkerelementes bzw. durch Änderung ihrer Vorspannung erfolgt. Nun ist diese Regelspannung, welche vor allem dazu dient, langsame Änderungen des Betriebszustandes auszugleichen, vorzugsweise eine Gleichspannung, die z. B. aus dem Lastkreis der Endstufe entnommen und durch Spitzengleichrichtung erzeugt wird. Es hat sich gezeigt, daß die besonderen Betriebsbedingungen des Steuerspannungsgenerators gemäß der älteren Patentanmeldung bei Einspeisung der Regelspannung an der Basis des Verstärkerelementes gewisse Nachteile mit sich bringen, da bei Anschalten des Regelspannungserzeugers eine Beeinflussung der Linearisierungszeitkonstanten und ein Regelfehler nicht ver-Sägezahngenerator zur Erzeugung von
Ablenkspannungen mit einer Regelschaltung

Zusatz zur Anmeldung: F 36527 VIII a/ 21 al Auslegeschrift 1 156 844

Anmelder:
Fernseh G. m. b. H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Hans-Dieter Schneider, Groß-Gerau

meidbar sind. In Fällen, in denen eine Wechselspannung allein oder gemeinsam mit einer Gleichspannung zugeführt werden soll, ergeben sich an diesem Einspeisungspunkt besonders große Nachteile.

Erfindungsgemäß wird nun bei einem Steuerspannungsgenerator gemäß der Patentanmeldung F 36527 VIII a/21 a¹ an dem Emitterwiderstand des Verstärkerelementes ein zusätzlicher Spannungsabfall, welcher von der Regelung abhängig ist, dadurch erzeugt, daß die Regelspamrang direkt an den Emitterwiderstand (statt an die Basiselektrode) angeschlossen wird. Vorzugsweise erfolgt diese Ankopplung über eine Transistorstufe in Kollektorschaltung unter Verwendung eines steuerbaren Halbleiters gleichen Leitfähigkeitstyps wie das Verstärkerelement, dessen Emitter mit demjenigen des Verstärkerelementes verbunden ist, während der Kollektor des Hablleiters auf Bezugspotential liegt und die Basis mit der Regelgleichspannung gesteuert wird. In einfach gelagerten Fällen, in denen eine weniger konstante Ausgangsamplitude ausreichend ist, kann über diese Schaltung auch eine Gegenkopplungswechselspannung allein oder gemeinsam mit einer Regelgleichspannung zugeführt werden.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung bestehen darin, daß bei dem gewählten Einspeisungspunkt keine unerwünschte Beeinflussung der zur Linearisierung erforderlichen Zeitkonstantenglieder des Steuerspannungsgenerators erfolgen kann. Darüber hinaus kann aber die Verstärkung im Regelkreis größer als 1 gewählt werden, ohne daß ein aktiver Vierpol in den Gleichrichterkreis geschaltet werden muß, dessen Betriebsveränderungen die Regelkennlinie ungünstig beeinflussen würden. Diese Verstärkung um einen Faktor größer als 1 wird dadurch erzielt, daß die volle Steilheit des als Lade-

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widerstand geschalteten Verstärkerelementes gleichzeitig im Regelkreis verstärkend wirkt. Die Doppelfunktion dieses Verstärkerelementes bedingt es also, daß sich sowohl die Verstärkungsänderung des Sägezahngenerators unter dem Einfluß von Temperatur-Schwankungen als auch diejenigen im Regelkreis kompensieren. Der so erhaltene geregelte Sägezahngenerator kann überall da Verwendung finden, wo eine extrem lineare und zugleich stabile Sägezahnspannung gefordert wird. Bei der praktischen Verwendung dieses Generators für das Vertikalablenkgerät von Kathodenstrahlröhren für Fernsehzwecke hat sich ergeben, daß die Schaltung außerordentlich unempfindlich gegen Temperaturänderungen und gegen Streuungen des Verstärkungsfaktors der verwendeten Halbleiter ist, so daß ein Verstärkungsabgleich und Nullpunktabgleich überflüssig ist. Ebenso bleibt eine Auswechselung der Transistoren fast ohne Einfluß auf die Amplitude und Linearität.

Die Erfindung wird nun an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert. Von diesen zeigt Fig. 1 die Schaltung eines Steuerspannungsgenerators gemäß der älteren Patentanmeldung mit einem Anschluß für die Regelspannung und Fig. 2 die erfindungsgemäße Schaltung eines geregelten Steuerspannungsgenerators einschließlich nachfolgender Verstärkerstufen sowie den Lastkreis und die Quelle, aus welcher die Regelspannung entnommen wird. Die in Fig. 1 gezeigte Sägezahnspannungsgeneratorschaltung umfaßt zwei komplementäre Transistoren T₁ und T.„ von denen der Transistor T₁ lediglich Schaltfunktion hat, während der Transistor T₀ zur Linearisierung der Sägezahnspannung dient, welche bei U₁₁ entnommen werden kann. Ein dem Kondensator 1 zugeführter aktiver Impuls steuert die Basis des Transistors T₁ und schaltet diesen periodisch in den Leitfähigkeitszustand, so daß der in einem vorhergehenden Zeitabschnitt über die Schaltelemente 4, 5, 6 und den Transistor T₀ aufgeladene Kondensator 2 entladen wird. Durch diesen Schaltstoß wird zugleich ein zweiter Zeitkonstantenkreis aus den Schaltelementen 3, 6, 7, 8 angestoßen, welcher eine Sägezahnspannung erzeugt, die derjenigen während der Aufladung des Kondensators 2 über die Elemente 4, 5, 6 und T₂ entgegengesetzt gekrümmt ist. Diese Spannung steuert die Basis des Verstärkerelementes T₂ in solcher Weise, daß die am Kondensator 2 abgegriffene Ausgangsspannung U₁₁ linear bzw. positiv gekrümmt ist. In der älteren Patentanmeldung wurde vorgeschlagen, eine Regelspannung, welche die Amplitude der Sägezahnspannung von Schwankungen der Betriebsdaten und des Widerstandes des Verbrauchers unabhängig macht, bei U_R der Basiselektrode des Verstärkerelementes T₂ zuzuführen. Wie bereits eingangs erläutert, bringt diese Art der Regelungsweise Nachteile mit sich, welche in der erfindungsgemäßen Schaltung vermieden werden.

Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen geregelten Ablenkgenerators zeigt Fig. 2. Die der Fig. 1 entsprechenden Schaltelemente sind hierin mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die an dem Kondensator 2 gewonnene Sägezahnspannung steuert einen dem Transistor T₁ komplementären Transistor T₃, an dessen Emitterelektrode ein Widerstand 9 liegt. Von diesem Widerstand wird die Steuerspannung für die Endstufe mit dem Transistor T₄ und dem Emitterwiderstand 10 entnommen. Der Transistor T₄ wird zweckmäßig aus einer besonderen Spannungsquelle U_B., gespeist. Die am Emitterwiderstand 10 auftretende Spannung gelangt über den Koppelkondensator 11 zu dem Verbraucher, der hier in Gestalt von drei in Serie geschalteten Ablenkspulen 12, 13, 14 dargestellt ist. Diese Ablenkspulen können z. B. Vertikalablenkspulen dreier Farbfernsehröhren sein, die zur Aufnahme oder Wiedergabe der drei Komponenten von Farbfernsehbildern dienen. Die Reihenschaltung der Ablenkspulen ist für

ίο Farbfernsehgeräte besonders zweckmäßig, da eventuelle Änderungen des Ablenkstromes gleichmäßig auf alle Ablenkfelder wirken. Zur Stabilisierung dieser Ablenkschaltung wird nun in Reihe mit den Ablenkspulen ein Widerstand 21 gelegt, der zu der Batterie U_[tl zurückgeführt ist, welche wechselstrommäßig auf dem gleichen Potential liegt wie die Batterie U_Ιί2. Die an diesem Widerstand 21 auftretende Wechselspannung gelangt über den Kondensator 22 an die Dioden D., und D_v die eine positive Ladung des Kondensators 23 auf die Spitzenspannung der Wechselspannung bewirken. In den Regelspannungskreis ist ferner ein Siebglied aus dem Kondensator 25 und dem Widerstand 24 eingefügt, um eine Dämpfung des Regelkreises zu erzielen. Diese Regelspannung gelangt über den in Kollektorschaltung arbeitenden Transistor T₅ an den Emitterwiderstand des Verstärkerelementes T., und steuert hier die Verstärkung dieses Transistors in der Weise, daß die Amplitude des in den Ablenkspulen auftretenden Sägezahnstromes konstant gehalten wird. Eine solche Stabilisierung ermöglicht ferner eine unabhängige Regelung der Ablenkamplitude in den drei Ablenkspulen mit Hilfe der Widerstände 15, 16 bzw. 17, 18 bzw. 19, 20. Da die Regelung den Gesamtstrom der Last konstant hält, tritt bei einer Justierung der Amplitude der einzelnen Ablenkfelder durch Veränderung eines der Widerstände 16, 18, 20 keine gegenseitige Beeinflussung ein. Der Gesamtstrom in dem Verbraucher kann durch Veränderung des Abgriffs am Widerstand 21 justiert werden. Durch die entsprechende Ableitung der Regelspannung von der Ausgangsgröße kann natürlich auch die Sägezahnspannung am Lastwiderstand konstant gehalten werden. Im folgenden wird ein Dimensionierungsbeispiel der Schaltung nach Fig. 2 angegeben; darin sind:

Widerstand 4 360 Ω

Widerstand 6 50 Ω

Widerstand 7 39 kΩ

Widerstände 1,8 kΩ

Widerstand 9 3.9 kQ

Widerstand 10 100 Ω

Widerstände 15, 17, 19 2,2 kΩ

Widerstände 16, 18, 20 10 kΩ

Widerstand 21 15 Ω

Widerstand 24 12 kΩ

Kondensatoren 1. 2 0,5 μΡ

Kondensator 11 500 μΡ

Kondensator 22 10 uF

Kondensatoren 23, 25 50 μΡ

DiodenD₁, D.„ D₃ OA5

Transistor T₁" 2SA17

Transistoren T.„ T._v T₅ OC141

Transistor T₄ "....'...'. AC124

Batterie U_Hl —15 V

Batterie U_Bt -33 V

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Sägezahnspannungsgenerator, insbesondere zur zeitlinearen Ablenkung des Abtastflecks von Elektronenstrahlen, dessen Ausgangsspannung von einem Kondensator abgenommen wird, weleher durch einen während der Rücklaufzeiten durch einen Schaltimpuls geschlossenen elektronischen Schalter überbrückt wird und ferner mit der Ausgangselektrode eines als Aufladewiderstand wirkenden Verstärkerelementes in Gestalt eines Halbleiterelementes gemäß Patentanmeldung F 36527 Villa/21a¹ verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus der Ausgangsgröße des Generators abgeleitete Regelspannung an den Emitterwiderstand (4) des Halbleiterelementes (Γ.,) angelegt wird.

2. Steuerspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der Regelspannung über eine Transistorstufe (T₅) in Kollektorschaltung mit gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Verstärkerelement (T₂) erfolgt.

3. Steuerspannungsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung eine Wechselspannung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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