DE1214723B - Schaltung zur Korrektur des Ablenkstrom-verlaufes einer Transformator-Kippschaltung mit niederohmigem gesteuertem Schalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche KL: 21 al - 35/20

Nummer: 1214723

Aktenzeichen: F 35909 VIII a/21 al

Anmeldetag: 3. Februar 1962

Auslegetag: 21. April 1966

Bei Röhrenkippschaltungen verwendet man zur Linearisierung der Ablenkkurve eine gesättigte Drossel in Serie oder parallel zu den Ablenkspulen, welche eine solche Verformung der Kippkurve bewirkt, daß der Ablenkstrom im wesentlichen linear verläuft. Grenzen dieser Linearisierung bestehen jedoch dadurch, daß die Magnetisierungskurve nur in begrenztem Umfang variiert werden kann, so daß bei höheren Linearitätsforderungen mit gewissen Bildverzerrungen gerechnet werden muß. Nachteilig ist außerdem, daß die relativ hohe Induktivität dieser Drosseln eine Vergrößerung der Lastimpedanz und damit eine Erhöhung der Rücklaufspannung bewirkt. Es ist auch bekannt, bei Röhrenschaltungen mit Hilfe eines Resonanzkreises die Spannung an der Induktivität des Transformators derart zu beeinflussen, daß eine linearisierende Wirkung erreicht wird. In einem speziellen Fall ist ein solcher Serienresonanzkreis zwischen den Abgriffspunkt der Schalterdiode und den Ladekondensator einerseits und einen Abgriff des Transformators andererseits gelegt. Bei Schaltungen mit einem niederohmigen Schalter, vorzugsweise Transistorablenkschaltungen, ist eine den Röhrenschaltungen analoge Schaltung unzweckmäßig, weil mit einer derartigen niederohmigen Schaltung der Vorteil gegeben ist, den Ablenkstrom direkt zu schalten.

Es ist ferner bereits ein Ablenkspannungsgenerator bekannt, der zur Speisung eines hochohmigen Verbrauchers, z. B. eines Verstärkers mit daran angeschlossener Ablenkspule, arbeitet. In dieser Schaltung wird ein Transistor mit zwei Zeitkonstantenkreisen in dem Emitter- bzw. Kollektorkreis verwendet, die eine gegenläufige Wirkung auf die Krümmung der erzeugten Sägezahnspannung ausüben, so daß eine Linearisierung erhalten wird. Bei der vorliegenden Erfindung besteht hingegen eine Trennung zwischen der eigentlichen Sägezahngeneratorschaltung und der Linearisierungsschaltung und wird außerdem ein Ablenkstromgenerator mit niederohmigem Verbraucher verwendet, wobei der Verbraucher durch die Zeilenablenkspulen selbst gebildet wird.

Bei einer Schaltung zur Korrektur, insbesondere Linearisierung, des Stromverlaufes in den Ablenkspulen einer Transformator-Kippschaltung mit niederohmigem gesteuertem Schalter wird erfindungsgemäß in den Ablenkstromkreis in Reihe mit den Ablenkspulen ein Schwingungskreis regelbarer Dämpfung und Resonanzfrequenz induktiv eingekoppelt und dem Schwingungskreis über eine phasendrehende Kopplung Energie unmittelbar aus dem Kippschaltung zur Korrektur des Ablenkstromverlaufes einer Transformator-Kippschaltung mit niederohmigem gesteuertem Schalter

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

Als Erfinder benannt:
Hans-Dieter Schneider, Groß-Gerau

transformator über eine phasendrehende Kopplung zugeführt. Durch diese Ankopplung des Korrekturkreises wird erreicht, daß in diesem Kreis ein Ausgleichsvorgang variabler Phase und Amplitude erzeugt wird. Dieser Ausgleichsstrom wird über die Koppelinduktivität dem Ablenkstrom in regelbarem Maße zugeführt, so daß wenigstens zwei Freiheitsgrade, nämlich Amplitude und Zeitkonstante, zum Ausgleich von unerwünschten Krümmungen des Ablenkstroms vorhanden sind. Bei praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß mit dieser einfachen Schaltung ein wesentlich höherer Linearitätsgrad erzielt werden kann, als er bisher bei den behandelten Sägezahngeneratortypen erreichbar war.

Vorzugsweise wird eine lose Ankopplung des Korrekturkreises an den Kipptrarisformator gewählt. Durch die lose Kopplung wird erreicht, daß die am Ausgang des Kipptransformators stehende Spannung durch den Hilfskreis nicht wesentlich verändert wird. Dieser Punkt ist zu beachten, wenn das Rücklaufverhalten und die Verlustleistung eine Rolle spielen, da diese durch eine feste Kopplung ungünstig beeinflußt werden. Die Kopplung kann z. B. mittels einer Selbstinduktivität erfolgen, die groß gegen die Kopplungsinduktivität zum Transformator sein soll. Gleichzeitig muß diese Induktivität im Vergleich zu der Induktivität der Ablenkspule genügend groß sein, um eine hinreichende Amplitude zur Kompensation nichtlinearer Anteile zur Verfügung zu haben. Der Kreis enthält zweckmäßig außer der regelbaren Induktivität einen veränderlichen Widerstand, mit dem die gewünschte Phase des Kompensationsstroms eingestellt werden kann. Die Zeitkonstante der Anordnung beträgt zweckmäßig einen Bruchteil der Kipperiode.

Eine vorteilhafte Anwendung dieser Schaltung ergibt sich für Farbfernsehzwecke, da infolge der

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Unabhängigkeit des Hauptgenerators von dem Kor- lenkstrom verläuft. Durch Einregelung des Wider-

rekturkreis mehrere, z. B. drei Korrekturkreise lose Standes 9 und der Induktivitäten 10, 11 kann man

an den Hauptgenerator angekoppelt und so die drei die Schwingungsform des Ablenkstroms so ver-

Ablenkkreise von drei Farbröhren getrennt lineari- ändern, daß praktisch ein linearer Sägezahnstrom

siert werden können. Pas bedeutet, daß man die 5 in den Ablenkspulen 1 auftritt. Dieser Zusammen-

Linearität einer Röhre bis auf das Optimum bringen hang wird an Hand der Fig. 7, 8 und 9 verdeutlicht,

kann, ohne dabei die Einstellung der anderen beiden In der F i g. 7 ist α der ohne den Korrekturkreis

Röhren zu verändern. erzeugte Verlauf des Ablenkstroms. Er zeigt ein

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.werden exponentielles Verhalten insoweit, als der Strom von

an Hand der Fig. 1 bis 10 näher erläutert. Von die- io dem linearen Verlauf Z? gegen Ende der Ablenkung

sen zeigt stark abweicht. Stellt man den Korrekturkreis nun

Fig. 1 eine Grundschaltung mit Korrekturkreis auf einen geeigneten aperiodischen Verlauf ein, so

und Feineinstellvorrichtungen, entsteht im Ablenkstromkreis ein zusätzlicher Strom,

Fig. 2 und 3 zwei Varianten der Ankopplung des etwa der Form c, welcher sich dem Strom α über-

Korrekturkreises, 15 lagert. In diesem Falle kann der Kondensator 8 weg-

Fig. 4 eine vorteilhafte Möglichkeit zur An- gelassen werden. Bei Versuchen hat sich ergeben,

steuerung des Korrekturkreises, daß schon durch die Hinzufügung eines Stroms mit

Fig. 5 eine Ablenkschaltung für drei Farbröhren dem Verlauf B · e~rt eine gute Linearisierung des

mit den zugehörigen Korrekturkreisen, Ablenkstroms erreicht werden kann. Eine weitere

F i g. 6 einen Transformatorkern zur Veranschau- 20 Verbesserung erzielt man durch die Wahl solcher

lichung der Ankopplung des Korrekturkreises, Impedanzen des Hilfskreises, daß noch restliche

Fig. 7, 8 und 9 den Verlauf der Ablenkströme Krümmungen der Sägezahnkurve durch Überlage-

und der Korrekturströme bei verschiedenen Kor- rung einer Cosinusfunktion ausgeglichen werden,

rekturbedingungen, Eine solche Cosinusfunktion ergibt sich durch ge-

F i g. 10 eine weitere Möglichkeit zur Ansteuerung 25 eignete Wahl des Kondensators 8.
des Korrekturkreises mit loser Kopplung. Man erhält in F i g. 7 durch Addition der Expoin der Schaltung gemäß F i g. 1 ist 1 ein Ablenk- nentialfunktionen α und c eine Gerade von dem Verspulensatz für die Zeilenablenkung einer Kathoden- lauf d. Man kann nun die gewünschte Ablenkamplistrahlröhre, z. B. einer Bildröhre oder eines Orthi- tude durch Regeln des Widerstandes 5 nachstellen, kons, der von einem Autotransformator 2, 3 über 30 ohne daß sich dabei die einmal erreichte Linearität den Kopplungskondensator 7 mit Ablenkströmen ge- ändert, da wegen der Kopplung des Korrekturspeist wird. Zur Erzeugung der Ablenkströme dient kreises 8, 9, 10, 13 zu der Transformatorwicklung 3 ein Schalttransistor 4, dessen Basis mit Rechteck- praktisch immer ein dem Fehlerstrom proportionaler impulsen gesteuert wird. Der Autotransformator Korrekturstrom fließt.

wird von einer Betriebsspannungsquelle U_B über 35 Die Ankopplung des Korrekturkreises an den einen regelbaren Widerstand 5 mit Betriebsstrom Transformatorkreis ist auf verschiedene Weise mögversorgt. Zur Vermeidung von Rückwirkungen auf lieh. In einfachen Fällen, bei denen es nicht auf eine das Netzgerät ist dem Widerstand 5 in bekannter sehr große Linearität und auf Leistungsverlust an-Weise ein Beruhigungskondensator 6 parallel ge- kommt, kann man den Korrekturkreis mit wenigen schaltet. Am Abgriff des Autotransformators ist 40 Windungen unmittelbar an einen Abgriff des Transferner eine Diode 22 mit parallelgeschaltetem Kon- formators 3 anschließen, wie in F i g. 2 gezeigt ist. densator 23 vorgesehen, die dazu dient, die nach der Vorteilhafter ist es jedoch, eine Sekundärwicklung Schließung des Transistorschalters 4 noch vornan- für diesen Zweck vorzusehen.

dene Rücklaufenergie abzuleiten. Zur Einstellung der An Stelle des Transformators 10, 11 kann gün-Nullpunktlage der Ablenkung dienen ein Potentio- 45 stigerweise ein Autotransformator verwendet werden,

meter 24 und eine Drossel 25, mit Hilfe derer den wie dies in Fig. 3 bei der Induktivität 12 gezeigt ist.

Ablenkspulen von den Klemmen U_B bzw. — U_B ein Zur .Veränderung der Zeitkonstanten kann man die

regelbarer Gleichstrom zugeführt werden kann. Induktivität mit Hilfe eines verschiebbaren Kerns

Bei der bisher beschriebenen Schaltung treten veränderlich machen.

Verzerrungen des Ablenkstroms infolge der Eigen- 50 Bei sehr hohen Anforderungen an die Linearität widerstände des Transformators und der Ablenk- und die Rückwirkungsfreiheit des Korrekturkreises spulen ein, die zu einer Verzerrung des Ablenk- auf den Kippgenerator läßt sich ein besonderer Stroms in einer Exponentialfunktion führen. Der Schaltkreis zur Erzeugung des Kompensationsstroms Ablenkstrom gehorcht daher annähernd der Funk- verwenden, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist. Hier ist tion A · (1 — &-β*). Gemäß der Erfindung wird nun 55 außer dem Schalttransistor 4 ein Hilfstransistor 4' zur Beseitigung dieser Verzerrungen in den Strom-__^ mit einer Induktivität 3' im Kollektorkreis vorkreis der Ablenkspule eine Impedanz 10, 11. ein- gesehen, der ebenso wie der Haupttransistor 4 mit geschaltet, mit Hilfe derer dem Ablenkstrom ein Hilfe des Transformators 17 über die Sekundär-Korrekturstrom zugesetzt wird, der aus dem lose an wicklung 17' gesteuert wird. Die Leistung dieses die Primärwicklung 3 des Autotransformators ange- 60 Transistors kann kleiner sein und braucht nur 20 bis koppelten Korrekturkreis mit dem Kondensator 8, 30 °/o derjenigen des Haupttransistors 4 zu betragen, dem Widerstand 9, der Induktivität 10 und der Die gleiche Wirkung kann man erzielen, wenn man Kopplungswicklung 13 besteht. In diesem Kor- den Korrekturkreis über eine Trennstufe (Verstärkerrekturkreis kann sich je nach der Größe der Kapa- stufe) an den Kipptransformator ankoppelt,
zität und der Einstellung der Induktivität und des 65 Die Unabhängigkeit des Kippgenerators von der Widerstandes 9 ein aperiodischer Ausgleichsvorgang Einstellung des Linearisierungskreises erlaubt eine oder eine gedämpfte Schwingung ergeben, wobei die vorteilhafte Anwendung der Schaltung für Farbaperiodische Funktion in Gegenphase zu dem Ab- fernsehgeräte, bei denen bisher die Schwierigkeit

bestand, daß wegen der großen Rückwirkung der Linearisierungsmittel auf den Kippgenerator für jede Röhre je ein unabhängiger Kippgenerator vorgesehen werden mußte. In Fig. 5 sind zu den Ablenkspulen 1', 1" und V" der drei Kathodenstrahlröhren Linearisierungskreise 8', 9', 12' bzw. 8", 9", 12" · bzw. 8'", 9"', 12'" mit den zugehörigen Kopplungswicklungen 13 und Kopplungskondensatoren 7 vorgesehen. Im praktischen Fall kann man die Induktivitäten 12 fest einstellen und die Feinregelung mit den Widerständen 9', 9" und 9'" durchführen.

Zur Erzielung der gewünschten losen Kopplung zwischen der Primärwicklung 3 und der Auskopplungswicklung 13 in den bisher gezeigten Schaltungen wird vorteilhaft ein Transformator der in F i g. 6 gezeigten Form verwendet. Hierin sind 14 zwei Kernhälften aus ferritischem Material, die durch einen kleinen Luftspalt getrennt sind. Über dem einen Luftspalt werden die Wicklungen 2 und 3 des Kipptransformators und über dem anderen Luftspalt wird die Auskopplungswichlung 13 des Korrekturkreises angebracht. Die Streuung eines solchen Transformators ist relativ groß, da ein wesentlicher Teil der Kraftlinie der Wicklung 2, 3 in Luft verläuft, so daß die gewünschte lose Kopplung der Wicklung 13 erreicht wird.

In den F i g. 8 und 9 werden noch Beispiele für die Erzielung einer zu der ursprünglichen entgegengesetzten Krümmung und einer in manchen Fällen erwünschten S-förmigen Krümmung des Ablenkstroms behandelt.

In F i g. 8 ist wiederum a die ursprüngliche Kurve des Ablenkstroms. Der Schwingungsverlauf in dem Korrekturkreis ist durch die Kurve e dargestellt, welche annähernd einer e-Funktion mit überlagerter Cosinusfunktion entspricht. Durch das Überlagern der beiden Funktionen des Korrekturstroms ergibt sich eine entgegengesetzte Krümmung des resultierenden Ablenktroms, was in der Kurve g erkennbar ist.

Des weiteren kann man, wie in F i g. 9 gezeigt, auch durch Überlagern eines Stroms mit einer anderen e-Funktion und einer etwas höheren Frequenz als im Falle der F i g. 8 eine S-förmige Krümmung erzielen. Der Kompensationsstrom erhält hier die Form h und der resultierende Ablenkstrom die Form k. Dieser Verlauf ist z. B. bei Empfängerröhren zum Ausgleich der Schirmkrümmung erwünscht.

Eine derartige Schaltung ist in Fig. 10 gezeigt. Hierin ist wiederum wie in F i g. 2 eine Primärwicklung des Kipptransformators 3 vorgesehen, aus weleher durch die sehr lose angekoppelte Wicklung 15 eine geringe Energie hochohmig in einen Trennverstärker eingespeist und aus diesem niederohmig entnommen wird. Der Trennverstärker ist ein in Kollektorgrundschaltung geschalteter Transistor 16. In der Verbindung zwischen Emitter und Erde ist ein Transformator 18 angeordnet, an dessen Sekundärwicklung der Korrekturkreis, bestehend aus den Elementen 8, 10 und 12, gespeist wird. Zum Unterschied gegenüber den vorhergehenden Schaltungen ist hier die in Reihe mit der Ablenkspule 1 liegende Induktivität zwischen die Ablenkspule und Erde statt zwischen die Ablenkspule und den Kondensator 7 geschaltet. Hierdurch wird natürlich in der Korrekturwirkung nichts geändert.

Aus den gezeigten Beispielen ist erkennbar, daß die Variationsmöglichkeiten durch die erfindungsgemäße Schaltung sehr groß sind, obwohl nur zwei Variable, nämlich die Zeitkonstante und die Dämpfung des Korrekturkreises, verändert zu werden brauchen. Bei praktischen Versuchen hat sich ergeben, daß die erzielte Linearität nicht nur den Anforderungen bei Fernsehempfängern, sondern auch den noch strengeren Vorschriften bei Studioaufnahmeröhren genügen kann, wobei auch relativ große Leistungen, wie sie z. B. bei 4V2"-Orthikons benötigt werden, erreicht werden können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Korrektur, insbesondere Linearisierung des Verlaufs des Ablenkstromes einer Transformatorkippschaltung für Fernsehabtastung in Zeilenrichtung, welche mit einem niederohmigen, durch Schaltimpulse gesteuerten Schalter betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ablenkstromkreis in Reihe mit den Ablenkspulen ein Schwingungskreis (8, 9, 13) von regelbarer Dämpfung und Resonanzfrequenz induktiv eingekoppelt ist und daß diesem Schwingungskreis Energie aus der Kippschaltung, vorzugsweise unmittelbar aus dem Kipptransformator (3, 2), über eine phasendrehende Kopplung (3,13) zugeführt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Kopplung des Schwingungskreises mit dem Ablenkstromkreis durch einen primär im Stromkreis der Ablenkspulen liegenden Transformator (10, 11) erfolgt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Linearisierung benötigte Energie von einem mit dem Kippschwingungserzeuger (4) synchronisierten, zusätzlichen, unabhängigen, durch die Schaltimpulse gesteuerten Generator (3', 4') in den Korrekturkreis eingekoppelt wird.

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Linearisierung benötigte Energie der Kippschaltung, vorzugsweise unmittelbar dem Kipptransformator, über eine Trennstufe entnommen und in den Korrekturkreis eingespeist wird.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in Farbfernsehgeräten mit wenigstens zwei Kathodenstrahlröhren, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kathodenstrahlröhre ein besonderer Linearisierungskreis zugeordnet ist, die mit einem allen Kathodenstrahlröhren gemeinsamen Ablenkgenerator lose gekoppelt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1012 002.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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