DE1183538B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 04 η

Deutsche Kl.: 21 al-35/20

Nummer: 1183 538

Aktenzeichen: E 25345 VIII a/21 al

Anmeldetag: 16. August 1963

Auslegetag: 17. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft eine Transistorschaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes, insbesondere für die Zeilenablenkung einer Fernsehbildröhre.

Wegen der begrenzten Kollektor-Basis-Durchbruchsspannung der meisten Transistoren erfordern Zeilenablenkschaltungen mit nur einem einzigen Transistor im Ausgangskreis sehr hohe Ströme, um die Rücklaufspannungsspitzen weit genug unterhalb der Kollektor-Basis-Durchbruchsspannung des Transistors zu halten. Eine Schwierigkeit solcher Schaltungen besteht darin, bei derart hohen Strömen und niedrigen Spannungen die Ausgangsspannung der Speisespannungsquelle genügend glatt zu halten. Es ist daher vorgeschlagen worden, in der Endstufe einer Zeilenablenkschaltung zwei Transistoren in Reihe zu schalten, so daß höhere Spannungen und demzufolge niedrigere Ströme verwendet werden können. Die Rücklaufspannungsspitzen werden dabei gleichmäßig auf die beiden Transistoren aufgeteilt, um so die doppelte Spannung der maximal zulässigen Spannung für einen Transistor verwenden zu können. Bei einer vorgeschlagenen Schaltungsanordnung werden die beiden Transistoren mit einem Übertrager betrieben und arbeiten als Schalter, wobei die Rücklaufspannung direkt an den Verbindungspunkt der Transistoren von dem Anschlußpunkt der Boosterdiode an die Primärwicklung des Zeilenausgangsübertragers angeschlossen ist. Diese Schaltungsanordnung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Da die Transistoren als Schalter arbeiten, muß nämlich die gesamte Linearitätskorrektur ausschließlich im Sekundärkreis erfolgen. Auch, um die gleichmäßige Aufteilung der Spannung zwischen den beiden Transistoren während der Rücklaufzeit zu erzielen, muß der Diodenanschluß notwendigerweise eine Mittelanzapfung in der Sekundärwicklung des Transformators sein, so daß die Anwendung dieser Schaltung begrenzt ist. Desgleichen kann die Anwendung der Rücklaufspannung direkt auf den Verbindungspunkt der beiden Transistoren eine Verschlechterung der Energierückgewinnung bewirken, wenn der untere der beiden Transistoren während der Rücklaufzeit keinen genügend hohen Innenwiderstand aufweist.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer induktiven Last, mit der ein von einer Eingangsspannung gespeister Transistorverstärker in Reihe geschaltet ist, der zwei Transistoren mit in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Strecken enthält, darin, daß ein Schaltungspunkt, der elektrisch Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines
sägezahnförmigen Stromes

Anmelder:

Electric & Musical Industries Limited, Hayes,
Middlesex (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,

Hannover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:

Ronald Charles Hall, Cowley, Middlesex;

Alan Herbert Pratt, Ickenham, Uxbridge,

Middlesex;

Graham John Guy Hicks, Peacehaven,

Newhaven, Sussex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. August 1962

(31 460),

vom 13. August 1963

einem Abgriffpunkt der induktiven Last entspricht, mit der Basis eines der beiden Transistoren verbunden ist, so daß die während der Rücklaufperiode des sägezahnförmigen Stromes über der induktiven Last erzeugte Spannung auf die beiden Transistoren verteilt wird, und daß der Schaltungspunkt wenigstens für einen Teil des Hinlaufes des sägezahnförmigen Stromes von der Basis isoliert ist.

Die Erfindung ist nicht auf Transistoren beschränkt, sondern ganz allgemein für Halbleiterverstärkerelemente anwendbar. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Halbleiterverstärker und zwei in Reihe geschalteten Halbleiterverstärkerelementen dient eines der beiden Halbleiterverstärkerelemente als annähernd linear arbeitender Verstärker für die Eingangsspannung.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein zusätzlicher Transistor vorgesehen, dem ein mit der Eingangsspannung in Beziehung stehendes Signal zugeführt wird, das diesen zusätzlichen Transistor während der Rücklaufperioden des sägezahnförmigen Stromes leitend macht, wobei dieser zusätzliche Transistor zwischen den Transistorverstärker und eine solche Bezugsspannung ein-

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geschaltet ist, daß in den Transistorverstärker gespeicherte Ladungsträger während der Rücklaufperioden entfernt werden.

Die Erfindung wird im folgenden zum besseren Verständnis an Hand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine erfindungsgemäße Schaltung einer Zeilenendstufe für ein Fernsehgerät darstellt.

Ein Zeilenausgangstransformator Π ist mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung versehen. Die Ausgangsklemmen 3 und 4 der Sekundärwicklung können mit den Ablenkspulen einer nicht dargestellten Fernsehaufnahmeröhre verbunden werden. Die Primärwicklung ist an ihrem oberen Ende über einen Boosterkondensator Ci mit einer positiven Betriebsspannungsquelle und an ihrem unteren Ende mit dem Kollektor eines Transistors TR1 verbunden. Die Primärwicklung des Transformators Tl hat einen Abgriffpunkt, der über eine Energierückgewinnungsdiode D1 mit der positiven Betriebsspannung verbunden ist. Die soweit beschriebene Schaltung ist in Aufbau und Wirkungsweise bekannt. Einer Eingangsklemme 1 wird eine Eingangsspannung zugeführt, die über eine Diode D 1 zur Basis des Transistors TR1 und über einen Widerstand Rl zur Basis eines Transistors TR 2 gelangt, dessen Emitter geerdet und dessen Kollektor mit dem Emitter des Transistors TR1 über einen Widerstand Rl verbunden ist. Die Basis des Transistors TR1 ist außerdem über eine Zenerdiode Z mit dem Verbindungspunkt zweier gleicher Kondensatoren Cl und C3 verbunden, die in Reihe geschaltet sind und parallel zur Primärwicklung des Transformators Tl liegen. Die Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z ist größer als jede Spannung, die an der Primärwicklung während des Hinlaufes des sägezahnförmigen Stromes erscheint. Sie ist aber kleiner als die Spannung, die an der Primärwicklung des Transformators Tl während der Rücklaufperiode des sägezahnförmigen Stromes entsteht. Die Basis des Transistors TR1 ist außerdem mit dem Kollektor eines Transistors TR 3 verbunden, dessen Emitter mit einer geeigneten Bezugsspannung und dessen Basis mit einer Klemme 2 über einen Kondensator C 4 verbunden ist. Der Klemme 2 werden Zeilenimpulse zugeführt. Die Basis des Transistors TR 3 ist mit dem Emitter des Transistors über einen Widerstand R3 verbunden. Die Transistoren TRl, TRl und TR3 sind alle vom NPN-Typ.

Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung näher erläutert. Während des Hinlaufes wird der Basis des Transistors TR1 über die Diode Dl eine Spannung zugeführt, die den Transistor TRl als linear arbeitenden Verstärker mit einem Emitterwiderstand Rl ansteuert. Die Linearität des sägezahnförmigen Stromes im Ausgang kann daher durch Änderung der Kurvenform der Eingangsspannung eingestellt werden. Die Eingangsspannung wird gleichzeitig über den Widerstand R1 dem Transistor TR1 zugeführt und treibt diesen Transistor in die Sättigung, und zwar wegen der verhältnismäßig kleinen Spannung über seiner Emitter-Kollektor-Strecke. Während der Rücklaufperiode wird die Eingangsspannung Null oder negativ, so daß die Transistoren TRl und TRl nichtleitend werden und am unteren Ende der Primärwicklung des Transformators Tl ein großer positiver Spannungsimpuls und an dem Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl und C 3 ein positiver Impuls von annähernd der halben Amplitude entsteht. Der Spannungsimpuls an dem Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl und C 3 übersteigt die Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z und wird daher der Basis des Transistors TRl zugeführt, der als Emitter-Folger arbeitet und an seinem Emitter einen hohen Spannungsimpuls ausbildet, der dem Spannungsimpuls an seiner Basis praktisch gleich ist. Auf diese Weise wird der an der Primärwicklung des Transformators Tl während der Rücklaufperiode erzeugte Spannungsimpuls annähernd gleichmäßig zwischen den beiden Transistoren TR1 und TRl aufgeteilt. Die Diode D1 dient dazu, die vorausgehenden Stufen der Schaltung und die Basis des Transistors TR1 von dem positiven Impuls, der von der Zenerdiode Z kommt, zu isolieren. Die Zenerdiode Z leitet kurzzeitig am Ende des Hinlaufes, um den Ladungsteil an den beiden Kondensatoren Cl und C 3 wieder aufzufüllen, der benötigt worden ist, um während des vorangehenden Rücklaufes den Transistor TR1 anzuschalten. Damit der Transistor TR1 am Ende eines Hinlaufes schneller gesperrt werden kann, wird ein Zeilenimpuls mit positiver Polarität über eine Klemme 2 der Basis des Transistors TR 2 zugeführt, der diesen Transistor zu Beginn der Rücklaufperiode in die Sättigung treibt und dadurch die Basis des Transistors TR1 mit einer geeigneten Bezugsspannung verbindet, die die Ladungsträger von der Basis des Transistors schnell entfernt. Dieses schnelle Abschalten des Transistors TR1 gewährleistet maximale Güte »Q« in dem Resonanzkreis des Kollektorkreises des Transistors TA 1. Gleichzeitig wird die Verzögerung zwischen der abfallenden Kante des Eingangsimpulses und der wirklichen Abschaltung des Kollektorstromes auf ein Minimum reduziert, so daß unnötige Leistung in der Schaltungsanordnung vermieden und die Lebensdauer der Transistoren verlängert wird. Gleichzeitig wird dadurch die Wirksamkeit der Energierückgewinnungsschaltung mit der Energierückgewinnungsdiode Dl und dem Boosterkondensator Cl verbessert. Es sei bemerkt, daß auch andere transistorisierte Zeilenendstufen, beispielsweise solche mit einem einzigen Transistorverstärker, dadurch verbessert werden können, daß gespeicherte Ladungsträger von der Basis entfernt werden, indem die Basis über einen durch Zeilenimpulse geschalteten Transistor mit einer geeigneten Bezugsspannung verbunden werden. Ein Vorteil der beschriebenen Schaltungsanordnung, bei der ein Spannungsimpuls von einem kapazitiven Spannungsteiler des Rücklaufresonanzkreises abgeleitet wird, besteht darin, daß in dem Boosterkondensator Cl oder in anderen Entkopplungskondensatoren keine großen Ströme zu fließen brauchen, so daß Verluste vermieden werden, die solche Kondensatoren bei den verwendeten Strömen und Frequenzen haben. Die Erfindung ist nicht auf Schaltungen beschränkt, bei denen nur ein Transistor während des Hinlaufes als linear arbeitender Verstärker arbeitet und die anderen Transistoren nur als Schalter dienen. In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, daß beide Transistoren während des Hinlaufes als lineare Verstärker arbeiten, während die Rücklauf spannung auf diese beiden Transistoren verteilt wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer induktiven Last, mit der ein von einer Eingangsspannung ge-

speister Transistorverstärker in Reihe geschaltet ist, der zwei Transistoren (TRl, TRl) mit in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Strecken enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltungspunkt, der elektrisch einem Abgriffpunkt der induktiven Last entspricht, mit der Basis eines der beiden Transistoren (TR 1, TRl) verbunden ist, so daß die während der Rücklaufperiode des sägezahnfönnigen Stromes über der induktiven Last erzeugte Spannung auf die beiden Transistoren (TRl, TRl) verteilt wird, und daß der Schaltungspunkt wenigstens für einen Teil des Hinlaufes des sägezahnfönnigen Stromes von der Basis isoliert ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer, (TRl), der beiden Transistoren (TjRI, Ti? 2) für die Eingangsspannung als annähernd linear arbeitender Verstärker wirksam ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere, (TRl), der beiden Transistoren (TRl, TRl) während des Hinlaufes des sägezahnfönnigen Stromes durch die Eingangsspannung gesättigt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Transistor (TR 3) vorgesehen ist, dem ein mit der Eingangsspannung in Beziehung stehendes Signal zugeführt wird, das diesen zusätzlichen Transistor (TR 3) während der Rücklaufperioden des sägezahnfönnigen Stromes leitend macht, und daß dieser zusätzliche Transistor (TR3) zwischen den Transistorverstärker (TRl, TRl) und eine solche Bezugsspannung eingeschaltet ist, daß in dem Transistorverstärker gespeicherte Ladungsträger während der Rücklaufperioden entfernt werden.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur induktiven Last (Tl) eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren (Cl, C3) liegt und daß der Schaltungspunkt der Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren (Cl, C3) ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt mit der Basis über eine Zenerdiode (Z) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung der Basis über eine Diode (D 1) zugeführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 041470.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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