DE1209593B - Vertikalablenkschaltung fuer einen Fernseh-empfaenger - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-35/20

Nummer: 1209 593

Aktenzeichen: R 34240 VIII a/21 al

Anmeldetag: 11. Januar 1963

Auslegetag: 27. Januar 1966

Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Bildröhre und einer Vertikalablenkspulen enthaltenden elektromagnetischen Ablenkanordnung, enthaltend einen Sägezahngenerator mit Ladekondensator zur Erzeugung einer periodischen sägezahnförmigen Spannung, die einer Eingangselektrode einer Leistungstriode zugeführt ist, deren Ausgangelektrode an eine Primärwicklung eines Ablenktransformators angeschlossen ist, der eine mit den Vertikalablenkspulen verbundene Sekundärwicklung enthält, an der während des Rasterrücklaufes Spannungsimpulse auftreten.

Bei der Wiedergabe eines Bildes auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre eines Fernsehempfängers wird der Elektronenstrahl in einem Raster über den Bildschirm abgelenkt, das eine Anzahl von in Vertikalrichtung in bestimmtem Abstand voneinander verlaufenden, horizontalen Zeilen enthält. Dabei wird der Elektronenstrahl sowohl vertikal als auch horizontal aus seiner Ruhelage abgelenkt. Die derzeit gebräuchlichen Kathodenstrahlröhren für die im Handel befindlichen Fernsehempfänger arbeiten im allgemeinen mit magnetischer Ablenkung. Das zur Ablenkung erforderliche elektromagnetische Feld wird durch eine Ablenkspulenanordnung erzeugt, die sowohl eine Horizontal- als auch Vertikalablenkwicklung enthält, in denen zur Erzeugung der erforderlichen Anlenkfelder veränderliche Ströme erzeugt werden.

Zur Speisung der Vertikalablenkspulen dient in vielen Fernsehempfängern ein selbstschwingender Vertikalablenkkreis mit zwei gegebenenfalls in einem Kolben untergebrachten Röhrensystemen, der durch ein Bildsynchronisationssignal, das mit dem Fernsehsignal übertragen wird, synchronisiert ist. Die Vertikalablenkschaltung enthält eine Verstärkerröhre, die genügend Leistung zur Speisung der Vertikalablenkspulen abzugeben vermag, und eine Entladungsröhre, die den Stromfluß der Endröhre steuert.

Mit dem Aufkommen von Kathodenstrahlröhren mit großem Ablenkwinkel und der Verwendung von Vertikalablenkspulen mit einem immer größeren Verhältnis von Induktivität zu Widerstand wird es zunehmend schwieriger, die Vertikalablenkung in einem Fernsehempfänger mit verhältnismäßig billigen Mitteln durchzuführen. Da die neueren Ablenkwicklungen, z. B. toroidförmige Vertikalablenkspulen, eine höhere Induktivität haben als die bisher verwendeten Ablenkspulen, ist es schwierig, die geforderte Linearität und eine kurze Rücklaufzeit zu erreichen, ohne daß Impulsspannungen übermäßiger

Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger

Anmelder:

Radio Corporation of America,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
Robert Adams Dischert,
Burlington, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. Januar 1962 (168 345)

Amplitude an den in der Schaltungsanordnung verwendeten Röhren auftreten.

Die oben geschilderten Schwierigkeiten werden noch ausgeprägter, wenn die Vertikalendröhre eine Triode ist. Trioden sind den üblicherweise in Vertikalendstufen verwendeten Pentoden aus Kostengründen vorzuziehen, sie haben jedoch von Natur aus einen niedrigeren Innenwiderstand und höheren Durchgriff als Pentoden und lassen sich auch nicht so leicht an den Ablenktransformator anpassen wie letztere.

Durch die Erfindung soll also eine mit einer Triode als Endröhre bestückte Vertikalablenkschaltung der eingangs genannten Art angegeben werden, die die oben geschilderten Nachteile vermeidet.
Eine Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Bildröhre und einer Vertikalablenkspulen enthaltenden elektromagnetischen Ablenkanordnung, enthaltend einen Sägezahngenerator mit Ladekondensator zur Erzeugung einer periodischen sägezahnförmigen Spannung, die einer Eingangselektrode einer Leistungstriode zugeführt ist, deren Ausgangselektrode an eine Primärwicklung eines Ablenktransformators angeschlossen ist, der eine mit den Vertikalablenkspulen verbundene Sekundärwicklung enthält, an der während des Raster- rücklaufes Spannungsimpulse auftreten, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht geerdete Klemme der Sekundärwicklung des

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Ablenktransformators über einen den Ladekondensator in einer Reihenschaltung enthaltenden Rückkopplungskreis derart mit der Eingangselektrode der Triode verbunden ist, daß die Rasterrücklaufimpulse die Triode in Sperrichtung beaufschlagen.

Die Reihenschaltung kann einen Widerstand enthalten, der zwischen den Ladekondensator und die Sekundärwicklung geschaltet ist. Eine zweite Klemme der Sekundärwicklung des Ablenktransformators kann mit einem auf Bezugspotential liegenden Punkt verbunden sein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden, dabei bedeutet

Fig. 1 ein teilweise in Blockform gehaltenes Schaltbild eines Fernsehempfängers mit einer Vertikalablenkschaltung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Fernsehempfänger mit einer Antenne 10 zur Aufnahme eines hochfrequenten Fernsehsignals, das Tuner- und ZF-Kreisen 12 des Empfängers zugeführt wird. Das hochfrequente Fernsehsignal enthält einen Bildträger, dessen Amplitude durch Bildsignale und Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale moduliert ist, und einen durch Tonsignale frequenzmodulierten Tonträger, dessen Abstand vom Bildträger gemäß den derzeitigen USA.-Normen 4,5 MHz beträgt. Die modulierte Zwischenfrequenzschwingung wird einem Videomodulator 14 zugeführt, in dem das Bildsignal und die Synchronisationssignale demoduliert werden. Gewöhnlich werden im Videomodulator 14 auch der Bild- und Tonträger des ZF-Signals gemischt, wobei ein durch die Tonsignale frequenzmodulierter 4,5-MHz-Zwischenträger entsteht. Die demodulierten Videosignale und der Zwischenträger werden in einem Videoverstärker 16 verstärkt. Das Zwischenträgersignal gelangt dann vom Videoverstärker 16 in einen Tonkanal 18, in dem es demoduliert und einem Lautsprecher 20 zugeführt wird.

Die Videosignale vom Videoverstärker 16 werden einer Bildröhre 22 zugeführt, um die Stromstärke des Elektronenstrahls der Röhre entsprechend dem Bildanteil des Videosignals zu modulieren. Die Videosignale werden außerdem einer Regelschaltung 24 zugeführt, in der eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung erzeugt wird, die den Verstärkungsgrad vorangehender Verstärkerstufen des Empfängers steuert, z. B. eines Hochfrequenzoder des Zwischenfrequenzverstärkers.

Die Videosignale werden weiterhin einem Amplitudensieb 26 zugeführt, in dem die Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse von den Bildsignalen abgetrennt werden. Der Videomodulator liefert hier ein ins Negative gehendes Videosignal, d. h., die Spitzen des Videosignals, also die Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse, sind negativer als die Bildteile des Videosignals. Die Polarität des demodulierten Videosignals wird im Videoverstärker 16 umgekehrt, so daß dem Amplitudensieb 26 ins Positive gehende Videosignale zugeführt werden. Die Polarität der Synchronisationsimpulse ist am Ausgang des Amplitudensiebes 26 negativ.

Die Zeilensynchronisationsimpulse werden vom Ausgang des Amplitudensiebes 26 über einen Kopplungskondensator 30 einer Horizontalablenkschaltung 32 zugeführt, die in bekannter Weise ausgeführt sein kann und über Klemmen H-H Horizontalablenkspulen 34 speist, die in üblicher Weise auf der Bildröhre 22 angeordnet sind und zur Ablenkung des Elektronenstrahles in Zeilenrichtung dienen.
Der die Erfindung enthaltende Vertikalablenkkreis des Empfängers enthält als Entladungsröhre eine Triode 36, deren Kathode 38 mit Masse oder einem auf einem Bezugspotential des Empfängers liegenden Schaltungspunkt verbunden ist. Eine Anode 40 der Entladungsröhre 36 ist über einen Widerstand 42 und ein Potentiometer 44, das zur Einjustierung der Bildhöhe dient, mit einer verhältnismäßig hohen positiven Spannung +B verbunden, die z. B. in an sich bekannter Weise durch Energierückgewinnung gewonnen werden kann. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 42 und des Potentiometers 44 ist für Spannungen der Zeilenablenkfrequenz durch einen Kondensator 46 geerdet. Die Anode 40 ist außerdem über einen Kopplungskondensator 48 und einen Widerstand, der zur Unterdrückung von Störschwingungen dient, mit einem Steuergitter 52 einer Endverstärkerröhre 54 verbunden. Das Steuergitter 52 der Endröhre 54 ist über einen Gitterableitwiderstand 56 mit Masse verbunden. Die Vorspannung der Endröhre 54 wird durch eine Kathodenkombination erzeugt, die aus der Reihenschaltung eines Kathodenwiderstandes 60 und eines zur Einstellung der Linearität der Vertikalablenkung dienenden Potentiometers 62 und einem diese Widerstände überbrükkenden Kondensator 64 großer Kapazität besteht. Eine Anode 66 der Endröhre 54 ist mit einer relativ niedrigen Betriebsspannung B + des Empfängers über eine Primärwicklung 68 eines Vertikal-Ausgangstransformators 70 verbunden, dessen Sekundärwicklung 72 direkt mit einem Satz von Vertikalablenkspulen 74 verbunden ist, die sich auf der Bildröhre 22 befinden, wie durch die Klemmen V-V an den Wicklungen 74 bzw. der Sekundärwicklung 72 des Transformators angedeutet ist. Ein Ende der Sekundärwicklung 72 liegt an Masse oder einem Bezugspotential des Empfängers.

Zwischen das nicht geerdete Ende der Sekundärwicklung 72 des Ausgangstransformators 70 und die Verbindung des Kopplungskondensators 48 mit dem Gitterwiderstand 56 ist ein mit einem Versteilerungswiderstand76 in Reihe liegender Ladekondensator 75 geschaltet. Zwischen der Verbindung des Ladekondensators 75 und dem Versteilerungswiderstand 76 und Masse liegt ein Ableitkondensator 78, durch den Spannungen der Horizontalablenkfrequenz nach Masse abgeleitet werden.

Zur Selbsterregung des Vertikalablenkkreises ist ein Rückkopplungszweig zwischen die Anode 66 der Endröhre 54 und das Steuergitter 80 der Entladeröhre 36 geschaltet. Im einzelnen ist ein Spannungsteiler mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen 82, 84 mit einem Ende über einen Kopplungskondensator 86 mit der Anode 66 und mit dem anderen Ende an Masse angeschlossen. Der Verbindungspunkt der Widerstände 82, 84 des Spannungsteilers ist für Spannungen mit einer höheren Frequenz als der Vertikalablenkfrequenz durch einen Kondensator 88 geerdet. Der Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände 82, 84 ist außerdem über ein Integrationsnetzwerk 90, das einen Widerstand und einen Kondensator enthält, und einen Speicherkondensator 92 mit dem Steuergitter 80 der Entladeröhre 36 verbunden. Das Intergrationsnetzwerk 90

dient in bekannter Weise dazu, zusätzliche Zeilenimpulse von der Entladeröhre 36 fernzuhalten, die eine einwandfreie Verschachtelung der Teilbilder stören könnten. Das Steuergitter 80 ist über eine Reihenschaltung aus einem Gitterwiderstand 94 und einem Potentiometer 96 mit Masse verbunden. Das Potentiometer 96 dient zum Einfangen bzw. Einregeln der Rasterfrequenz.

Der Kreis schwingt auf folgende Weise: Angenommen, die die + B-Spannung liefernde Spannungsquelle wird eingeschaltet. Der Ladekondensator 75 beginnt sich dann durch das Potentiometer 44, den Widerstand 42, den Kopplungskondensator 48, den Versteilerungswiderstand 76 und die Sekundärwicklung 72 des Transformators 70 zu laden. Die Spannung an dem Verbindungspunkt der Kondensatoren 48, 75 beginnt dabei in positiver Richtung zu steigen. Die ansteigende positive Spannung wird dem Steuergitter 52 der Endröhre 54 zugeführt, und der Anodenstrom der Endröhre 54, der durch die Primärwicklung 68 des Transformators fließt, beginnt zu steigen. Wenn die Spannung am Gitter 52 positiver wird als die Kathode, verlangsamt sich der Anstieg des in der Röhre 54 und der Primärwicklung 68 fließenden Stromes beträchtlich, und an der Primärwicklung 68 entsteht dadurch ein positiver Spannungsimpuls. Ein Teil dieses positiven Impulses gelangt über die Spannungsteilerwiderstände 82, 84 und den Speicherkondensator 92 zum Steuergitter 80 der Entladeröhre 36. Die Entladeröhre 36 beginnt dadurch stark zu leiten und entlädt den Ladekondensator 75. Die Impulsspannung am Steuergitter 80 macht dieses jedoch stark positiv bezüglich der Kathode 36, und der gitterseitige Belag des Speicherkondensators 92 lädt sich daher stark negativ auf, so daß die Entladeröhre 36 schließlich gesperrt wird. Der Ladekondensator 75 beginnt sich nun wieder in der oben beschriebenen Weise aufzuladen. Außerdem beginnt sich der Speicherkondensator 92 über den Gitterwiderstand 94 der Entladeröhre 36, das Rastereinfang-Potentiometer 96, den Widerstand des Integrationsnetzwerkes 90 und den Spannungsteilerwiderstand 84 zu entladen. Wenn die negative Ladung vom Speicherkondensator 92 abgeflossen ist, kann die Entladeröhre 36 wieder leiten und den Ladekondensator 75 entladen. Hierdurch wird der Anodenstrom in der Endröhre 94 plötzlich verringert, und an der Anode 66 entsteht wieder ein positiver Impuls, der in der beschriebenen Weise rückgekoppelt wird, so daß sich der beschriebene Zyklus wiederholt.

Um die Schwingungen des Vertikalablenkkreises mit dem vom Empfänger verarbeiteten Videosignal zu synchronisieren, wird ein negativer Vertikal-Synchronisationsimpuls von dem Amplitudensieb 26 über einen Kopplungskondensator 98 der Anode 40 der Entladeröhre 96 und außerdem über den Kopplungskondensator 48 dem Steuergitter 52 der Endröhre 54 zugeführt. Der in der Endröhre 54 und der Primärwicklung 68 fließende Strom wird dadurch herabgesetzt, und es entsteht ein großer positiver Impuls an der Anode 66 der Röhre 54. Dieser positive Impuls gelangt in der oben beschriebenen Weise zum Steuergitter 80 der Entladeröhre 36, die dadurch stark zu leiten beginnt und schließlich eine große negative Ladung auf der Gitterseite des Speicherkondensators 92 erzeugt, die den Stromfluß in der Entladeröhre 36 sperrt. Der Ladekondensator 75 begännt sich dann wieder aufzuladen, und der Speicherkondensator 92 beginnt sich zu entladen. Der Zyklus wiederholt sich beim Eintreffen des nächsten Vertikal-Synchronisationsimpulses.

Es ist einleuchtend, daß der Versteilerungswiderstand 76 bei bekannten Vertikalablenkkreisen wechselstrommäßig mit Masse verbunden sein kann und daß man eine größere Impulsspitze und damit eine kürzere Rücklaufzeit erhält, wenn man den Widerstandswert des Versteilerungswiderstandes 76 vergrößert. Dies hat jedoch zur Folge, daß an der Anode 66 der Endröhre 54 eine übermäßige Impulsspannung auftritt, die die Verwendung einer kostspieligeren Endröhre erforderlich macht. Außerdem liefert die Ladespannungsquelle eine um so kleinere Sägezahnspannung, je größer die Versteilerung durch einen in der Schaltung enthaltenen Versteilerungswiderstand ist.

Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein ins Negative gerichteter Spannungsimpuls an der

so Sekundärwicklung 72 des Vertikalausgangstransformators 70 erzeugt, während der Strom in der Röhre 54 gesperrt ist, und durch den Versteilerungswiderstand 76 und den Ladekondensator 75 dem Steuergitter 52 der Endröhre 54 zugeführt. Hierdurch wird auch dem Ladekondensator 75 Energie zugeführt, so daß die vom Ladekondensator selbst zu liefernde Energiemenge und damit die Steuerleistung für die Endröhre 54 verringert werden. Die auf diese Weise durch die Sekundärwicklung 72 des Transformators bewirkte Versteilerung hat also keine Verringerung der Sägezahnamplitude zur Folge, und dementsprechend ergibt sich zusätzlich zu einer ausreichenden Rücklaufgeschwindigkeit eine Steuerung des speziellen Sägezahnkreises mit größerem Nutzeffekt und besserer Linearität.

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung ermöglicht in der Praxis mit den in der Zeichnung eingetragenen Schaltungsparametern die Vertikalablenkung einer Weitwinkel-Bildröhre mit guter Linearität und einer Rücklaufzeit in der Größenordnung von 300 μβ, die an der Anode der Endröhre auftretende Spitzenspannung liegt dabei genügend unterhalb der für die derzeit gebräuchlichen Vertikal-Endröhren zulässigen Endwerte.

F i g. 2 zeigt eine Vertikalablenkschaltung gemäß der Erfindung, die für ins Positive gerichtete Synchronisationssignale ausgelegt ist im Gegensatz zu der Schaltung der Fig. 1, die mit ins Negative gerichteten Synchronisationssignalen arbeitet. Die Schaltungsanordnung der F i g. 2 entspricht im wesentlichen der in F i g. 1 dargestellten Schaltung, und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.
Die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsanordnung weicht in folgenden Punkten von der Schaltungsanordnung der F i g. 1 ab:

1. Zwischen die Kathode 38 der Entladeröhre 36 und Masse ist ein Kathodenwiderstand 100 in Reihe mit einer Diode 102 geschaltet. Die Diode 102 ist so gepolt, daß sie in der gleichen Richtung stromdurchlässig ist wie die Entladeröhre 36. Die ins Positive gerichteten Vertikal-Synchronisationsimpulse werden der Klemme 104 zugeführt und liegen parallel zur Diode 102.

2. Der Ladekondensator 75 ist an den Verbindungspunkt der Anode 40 der Entladeröhre 36 mit dem Kopplungskondensator 48 angeschlos-

sen und nicht wie bei F i g. 1 an den Verbindungspunkt des Kopplungskondensators 48 mit dem Kreis 50, der zur Unterdrückung von Störschwingungen dient.

3. Das in F i g. 1 mit Masse verbundene Ende der Sekundärwicklung 72 des Transformators 70 ist in Fig. 2 mit der positiven Klemme 1? + der eine relativ niedrige Betriebsspannung liefernden Spannungsquelle verbunden.

4. Ein zusätzlicher Ableitkondensator 106 ist zur Ableitung von Signalen der Zeilenfrequenz zwischen Masse und den Verbindungspunkt des Kopplungskondensators 86 und des Rückkopplungswiderstandes 82 geschaltet.

5. Das kombinierte .RC-Netzwerk90 in Fig. 1 ist in F i g. 2 als aus einem getrennten Widerstand 90 a und einem getrennten Kondensator 90 & bestehend dargestellt.

Mit Ausnahme der Synchronisation arbeitet diese Schaltung praktisch in der gleichen Weise wie die der F i g. 1. Positiv gerichtete Vertikal-Synchronisationsimpulse werden der Anode der Diode 102 zugeführt und bewirken, daß die Entladeröhre 36 und die Diode 102 leiten und den Ladekondensator 75 entladen und daß an der Anode 66 der Endröhre 54 ein positiver Impuls entsteht. Der positive Impuls wird auf das Steuergitter 80 der Entladeröhre 36 zurückgekoppelt und bewirkt eine Aufladung des Kondensators 39 und damit eine Sperrung der Entladeröhre 36 und den Beginn eines neuen Ladezyklus, wie in Verbindung mit Fig. 1 erklärt worden war. Der von der Sekundärwicklung 72 rückgekoppelte Impuls läuft über den Kopplungskondensator 48 und das Steuergitter 52 der Endröhre 54 und wirkt wie der Rückkopplungsimpuls, der bei der Schaltung nach F i g. 1 auftritt.

Die in F i g. 1 eingetragenen Schaltungsparameter ergeben eine Vertikalablenkung mit gutem Wirkungsgrad und ausreichend kurzer Rücklaufzeit.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Bildröhre und einer Verti-

40 kalablenkspulen enthaltenden elektromagnetischen Ablenkanordnung, enthaltend einen Sägezahngenerator mit Ladekondensator zur Erzeugung einer periodischen sägezahnförmigen Spannung, die einer Eingangselektrode einer Leistungstriode zugeführt ist, deren Ausgangselektrode an eine Primärwicklung eines Ablenktransformators angeschlossen ist, der eine mit den Vertikalablenkspulen verbundene Sekundärwicklung enthält, an der während des Rasterrücklaufes Spannungsimpulse auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht geerdete Klemme der Sekundärwicklung (72) des Ablenktransformators (70) über einen den Ladekondensator (75) in einer Reihenschaltung enthaltenden Rückkopplungskreis derart mit der Eingangselektrode (52) der Triode (54) verbunden ist, daß die Rasterrücklaufimpulse die Triode in Sperrichtung beaufschlagen.

2. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung einen Widerstand (76) enthält, der zwischen den Ladekondensator (75) und die Sekundärwicklung (72) geschaltet ist.

3. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Klemme der Sekundärwicklung (72) des Ablenktransformators (70) mit einem auf einem Bezugspotential liegenden Punkt verbunden ist.

4. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Klemme der Sekundärwicklung (72) mit Masse verbunden ist (Fig. 1).

5. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Klemme der Sekundärwicklung (72) mit dem Pol (+J3) einer eine relativ niedrige Spannung liefernden Spannungsquelle des Empfängers verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 970 154;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1113 758.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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