Schutzschaltung für den Transistor der Video-Endstufe in Fernsehempfängern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für den galvanisch an die Kathode
der Bildröhre angekoppelten Transistor de! Video-Endstufe in Fernsehempfängern gegen
Hochspannungsüberschläge in der Bildröhre.Protection circuit for the transistor of the video output stage in television receivers
The invention relates to a protective circuit for the galvanic to the cathode
the picture tube coupled transistor de! Video output stage in television receivers against
High voltage flashovers in the picture tube.
Transistoren werden auch in Fernsehempfängerschaltungen in zunehmendem
Maße benutzt, und damit entstehen auf Grund der besonderen technischen Eigenarten
dieser Schaltungsbauteile auch neue Probleme. Eine besondere Schwierigkeit ergibt
sich für in der Video-Endstufe benutzte Transistoren durch das gelegentliche Auftreten
von Hochspannungsüberschlägen innerhalb der Bildröhre, gegen die Transistoren erheblich
empfindlicher sind als Röhren. Die Ursachen für solche Überschläge können verschieden
sein. Sie beruhen aber letzten Endes darauf, daß bei der sehr hohen Spannung in
der Bildröhre die Feldstärken an einzelnen Stellen so groß werden können, daß Spitzenentladungen
stattfinden. Dabei können möglicherweise kleine Materieteilchen, die bei der Herstellung
der Bildröhre nicht mit abgesaugt werden konnten oder die sich später erst durch
Erschütterungen gelöst haben, auf die Elektroden der Bildröhre fallen und dort die
Spitzen von Entladungsstrecken bilden. Eine auf diese Weise in der Bildröhre entstehende
Entladung pflanzt sich bis in die mit der Röhre verbundenen Schaltungen fort und
wirkt sich dort entsprechend aus. Trifft eine so entstehende Überspannung mehr oder
weniger behindert auf eine Elektronenröhre, so wird dort unter Umständen zwischen
den Röhrenelektroden ein Funken überschlagen, der vielleicht eine geringfügige Veränderung
am Ort des Überschlages hervorruft, der aber durchweg keine Beschädigungen hinterläßt.
Befindet sich aber an dieser Stelle der Schaltung statt einer Röhre ein Transistor,
dann geht die Überspannung in ihrer ganzen Ausdehnung durch das Halbleitermaterial
hindurch und verändert es in den meisten Fällen so stark, daß der Transistor dann
unbrauchbar ist.Transistors are also becoming increasingly popular in television receiver circuits
Dimensions used, and thus arise due to the special technical peculiarities
these circuit components also pose new problems. There is a particular difficulty
for transistors used in the video output stage due to the occasional occurrence
of high-voltage flashovers within the picture tube, against the transistors considerably
are more sensitive than tubes. The causes of such flashovers can be different
be. Ultimately, however, they are based on the fact that at the very high voltage in
of the picture tube, the field strengths at individual points can be so great that peak discharges
occur. Small particles of matter may be involved in the manufacturing process
the picture tube could not be sucked off with or which only later through
The vibrations have been released, fall onto the electrodes of the picture tube and there the
Form peaks of discharge paths. One created in this way in the picture tube
Discharge propagates into the circuits connected to the tube and
has a corresponding effect there. If such an overvoltage hits more or
less obstructed on an electron tube, so there may be between
the tube electrodes spark a spark that might be a minor change
causes at the location of the rollover, but which does not leave any damage.
But if there is a transistor instead of a tube at this point in the circuit,
then the overvoltage goes through the semiconductor material in its entirety
through and changes it in most cases so much that the transistor then
is useless.
In Fernsehempfängerschaltungen wird insbesondere die Video-Endstufe
von Hochspannungsüberschlägen in der Bildröhre betroffen, und diese Stufe wird in
zunehmendem Maße mit Transistoren bestückt. An diese Transistoren für Video-Endstufen
werden besondere Anforderungen gestellt: Sie müssen vor allem die für die Aussteuerung
der Bildröhre erforderliche hohe Spannung abgeben, und ihre Kapazität soll möglichst
klein sein, um ein breites Frequenzband übertragen zu können. Transistoren, die
diese Bedingungen erfüllen, sind aber sehr teuer und brauchen daher einen sicheren
Schutz gegen Beschädigungen. Diese Aufgabe ist mit der Erfindung dadurch gelöst
worden, daß zwischen dem Transistor der Video-Endstufe und der Kathode der Bildröhre
ein Vierpolglied mit kapazitiven Querzweigen angeordnet ist, das im Längszweig aus
der Reihenschaltung einer Induktivität und eines ohmschen Widerstandes besteht.
Zur Übertragung eines breiten Frequenzbandes sind zwar zahlreiche Vielpolglieder
bekannt, die Widerstände zur Dämpfung enthalten. Aber diese Dämpfungswiderstände
liegen hier in den Querzweigen des Vierpols oder parallel zu Blindwiderständen in
Längszweigen, so daß ein niederfrequenter Funkenüberschlag über Induktivitäten in
Längszweigen ziemlich ungehindert den Vierpol durchlaufen kann.The video output stage in particular is used in television receiver circuits
affected by high voltage flashovers in the picture tube, and this stage is in
increasingly equipped with transistors. To these transistors for video power amplifiers
There are special requirements: You must above all those for the control
the picture tube required high voltage, and their capacity should be as possible
be small in order to be able to transmit a wide frequency band. Transistors that
meet these conditions, but are very expensive and therefore need a safe one
Protection against damage. This object is achieved with the invention
been that between the transistor of the video output stage and the cathode of the picture tube
a four-pole member with capacitive cross branches is arranged, which is made in the longitudinal branch
the series connection of an inductance and an ohmic resistor.
To transmit a wide frequency band, there are numerous multipole elements
known to contain resistors for damping. But these damping resistors
are here in the shunt branches of the quadrupole or parallel to reactances in
Series branches, so that a low-frequency arcing over inductances in
Line branches can run through the quadrupole fairly unhindered.
Der erfindungsgemäß im Längszweig des Vierpols zusätzlich angeordnete
ohmsche Widerstand verhindert das Durchlaufen der vollen überschlagungsspannung
von der Kathode der Bildröhre zum Transistor der Video-Endstufe und schützt diesen
somit vor der Überspannung. Die Verwendung eines ohmschen Widerstandes an dieser
Stelle ist an sich keineswegs naheliegend, da durchweg die Ansicht besteht,- daß
dadurch der Frequenzgang und damit die Bildschärfe ungünstig beeinflußt wird, zumal
gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dieser Schutzwiderstand mit
etwa 1,5 k62 und mehr einen für diese Anordnung relativ großen Wert haben soll.
Es läßt sich aber mit diesem Widerstand in Reihe mit einer entsprechend angepaßten
Induktivität eine Dimensionierung für den Vierpol finden, mit der ein günstiger
Frequenzgang erzielbar ist.According to the invention additionally arranged in the longitudinal branch of the quadrupole
Ohmic resistance prevents the full flashover voltage from running through
from the cathode of the picture tube to the transistor of the video output stage and protects it
thus before the overvoltage. The use of an ohmic resistor on this
Place is by no means obvious in itself, since the view is consistently - that
this adversely affects the frequency response and thus the sharpness of the image, especially since
according to a further development of the subject matter of the invention, this protective resistor
about 1.5 k62 and more should have a relatively large value for this arrangement.
However, this resistor can be used in series with a suitably adapted one
Inductance find a dimensioning for the quadrupole, with which a cheaper
Frequency response is achievable.
An Hand der Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Schaltung nachstehend
im einzelnen beschrieben. In F i g. 1 ist ein Teil einer Video-Endstufe
eines
Fernsehempfängers dargestellt: Sie enthält einen Transistor 1, an den sich
der mit der Kathode der Bildröhre 2 verbundene Vierpol anschließt. Der Vierpol ist
hier als a-Glied ausgebildet, dessen beidseitige Querkapzitäten 3 und
4 im allgemeinen aus den Kapazitäten des Transistors l selbst und der Bildröhre
2 sowie der Schaltkapazität bestehen. Der Kapazität 3 liegt hier ein Widerstand
5 und eine Spule 6 als Reihenglied parallel, wobei der Widerstand 5 der Arbeitswiderstand
zum Betrieb des Transistors 1 ist. '(Eber die Spule 6 ist er mit der Gleichstromquelle
-I- U verbunden. Im Längszweig des Vierpols liegt nun die Induktivität
7 in Reihe mit dem Schutzwiderstand 8, der eine Teilung der Funkenüberschlagspannung
bewirkt. Er ist so groß gewählt, daß die noch am Transistor 1 auftretende Amplitude
für diesen unschädlich ist.The circuit according to the invention is described in detail below with reference to the drawings. In Fig. 1 shows part of a video output stage of a television receiver: It contains a transistor 1, to which the quadrupole connected to the cathode of the picture tube 2 is connected. The quadrupole is designed here as an a-member, the two-sided transverse capacities 3 and 4 generally consist of the capacitances of the transistor 1 itself and the picture tube 2 as well as the switching capacitance. A resistor 5 and a coil 6 are connected in parallel to the capacitance 3 as a series element, the resistor 5 being the working resistance for operating the transistor 1. '(It is connected to the direct current source -I- U via the coil 6. In the series branch of the quadrupole, the inductance 7 is now in series with the protective resistor 8, which divides the sparkover voltage Transistor 1 occurring amplitude for this is harmless.
Der Wert des Widerstandes 8 soll zweckmäßig etwa 1,5 kQ und
größer sein. Nach dem Reihenglied 7, 8 folgt die Querkapazität
4, die alle Schaltkapazitäten einschließt. Da der Wehneltzylinder 9 der Bildröhre
zur Arbeitspunkteinstellung an eine Gleichspannung gelegt und annähernd wechselstromfrei
ist und die Kapazität der Kathode 10 gegen die anderen Elektroden der Bildröhre
in der Kapazität 4 zusammengefaßt berücksichtigt wurde, ist damit der Vierpol
vollständig. Es ist daher angenommen, daß einzelne Elemente einen Aufbau aus mehreren
Teilen versinnbildlichen, die sich aber für den vorliegenden Zweck annähernd so
verhalten wie dargestellt.The value of the resistor 8 should expediently be about 1.5 kΩ and more. The series element 7, 8 is followed by the transverse capacitance 4, which includes all switching capacitances. Since the Wehnelt cylinder 9 of the picture tube is connected to a direct voltage for setting the operating point and is almost free of alternating current and the capacitance of the cathode 10 against the other electrodes of the picture tube has been taken into account in the capacitance 4 , the quadrupole is thus complete. It is therefore assumed that individual elements symbolize a structure made up of several parts, which, however, behave approximately as shown for the present purpose.
In F i g. 2 ist ein gegenüber F i g.1 etwas geänderter Aufbau eines
Vierpols dargestellt, der mit seinen Anschlüssen 11 und 12 an den
entsprechenden Stellen der Schaltung gemäß F i g. 1 liegt. Beim Netzwerk nach F
i g. 2 ist das Reihenglied aus Widerstand 5 und Spule 6 an den Verbindungspunkt
zwischen der Längsinduktivität 7 und dem Schutzwiderstand 8 angeschlossen.
Diese andere Anordnung ist für das Einschwingverhalten eines Rechteckimpulses günstiger.
Der Wert des Schutzwiderstandes 8 liegt auch hier in der bereits vorstehend
angegebenen Größenordnung von etwa 1,5 k9 und mehr.In Fig. 2 an oppositely F i g.1 a somewhat modified construction of a four-terminal network is shown which g has its terminals 11 and 12 at the appropriate points of the circuit of F i. 1 lies. In the network according to FIG. 2, the series element made up of resistor 5 and coil 6 is connected to the connection point between series inductance 7 and protective resistor 8 . This other arrangement is more favorable for the transient behavior of a square-wave pulse. Here, too, the value of the protective resistor 8 is in the order of magnitude of about 1.5 k9 and more already indicated above.