DE1247379B

DE1247379B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung bogenfoermiger Stroeme

Info

Publication number: DE1247379B
Application number: DE1964F0044017
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Von Hase
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1964-09-19
Filing date: 1964-09-19
Publication date: 1967-08-17
Also published as: DE1223876B; DE1259936B; GB1068307A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04n

Deutsche KL: 21 al - 34/11

F 44017 VHI a/21 al
19. September 1964
17. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von periodischen bogenförmigen Strömen in einer Lastspule, insbesondere in einer Fokussierspule zum Zweck der Nachfokussierung von Fernsehröhren, mit der durch eine Variation des Spulenstromes eine gleichmäßige Schärfe von der Mitte bis zum Rand des Bildes erzeugt werden kann.

Es sind bereits Schaltungen mit abgestimmten Schwingungskreisen zur Erzeugung bogenförmiger Ströme zu dem Zweck der Nachfokussierung von Elektronenstrahlröhren bekannt. Eine bekannte Schaltung arbeitet mit zwei Schaltröhren, die durch Wechselwirkung den Kondensator des Schwingungskreises im geeigneten Augenblick umschalten. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß sie zwei Schaltröhren benötigt und daß es auf genaue Abstimmung des Schwingungskreises ankommt, Eine andere Schaltung arbeitet nur mit einer Röhre; in dieser wird aber ein Teil der Schwingkreisenergie vernichtet, so daß sie eine erhebliche Verlustleistung aufnehmen muß.

Ferner ist auch durch die deutsche Patentschrift 1106 804 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der zwischen der Lastspule und einer gesteuerten Elektronenröhre ein Parallelschwingungskreis liegt, dessen Resonanzfrequenz in der gleichen Größenordnung wie die Wiederholungsfrequenz des Feldes, Jedoch niedriger als diese ist. Die letztere Anordnung dient dem Zweck, die Belastung der Elektronenröhre dadurch zu verringern, daß die Zeitpunkte des Auftretens der hohen Anodenspannung und der hohen Anodenströme voneinander getrennt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Schaltung zur Erzeugung bogenförmiger Ströme mit nur einem Schalter anzugeben, bei der eine möglichst geringe Verlustleistung erzielt werden kann. Die obengenannten Nachteile werden bei einer Schaltung zur Erzeugung von periodischen bogenförmigen Strömen in einer Lastspule, insbesondere zum Zweck der Nachfokussierung, dadurch überwunden, daß erfindungsgemäß der Lastspule ein Kondensator parallel geschaltet ist und mit dieser einen Schwingungskreds bildet, der auf nahezu die halbe Wiederholungsfrequenz abgestimmt ist, daß in Reihe zu. dem Schwingungskreis eine Spule geringer Induktivität und ein vorzugsweise elektronisch gesteuerter Schalter sowie eine Gleichspannungsquelle gelegt sind, derart, daß bei periodischer, impulsmäßiger Steuerung des Schalters die zusätzliche Spule bei Stromdurchlässigkeit des

Schaltungsanordnung zur Erzeugung
bogenförmiger Ströme

Anmelder:

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

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Siegfried von Hase,
Jugenheim (a. d. Bergstraße)

Schalters wechselspannungsmäßig parallel zur Lastspule gelegt wird.

Der Vorteil dieser einfachen Schaltung besteht vor allem darin, daß nur ein sehr geringer Energieaufwand nötig ist, um den gewünschten bogen- bzw. parabelförmigen Stromverlauf zu erzielen, da lediglich die durch.den ohmschen Widerstand der Spulen eintretenden Verluste ersetzt werden müssen.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild,
Fig.2 den Verlauf der Spannungen und Ströme innerhalb der Schaltung,

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung eines Transistors zeigt.
■ In F i g. 1 ist 1 die Nachfokussierspule, in der ein parabelförmiger Strom erzeugt werden soll. Diese Spule befindet sich auf dem Hals der Elektronenstrahlröhre und bildet wenigstens einen Teil der Fokussierspule. Diese Spule ist einem Kondensator 2 von der Größe C parallel geschaltet und bildet mit ihm einen Schwingungskreis. In Reihe zu dem Schwingungskreis liegt eine zusätzliche Spule 3, deren Induktivität wesentlich kleiner ist als die der Spule 1. Für Fernsehzwecke hat sich ein Wert von etwa Vas der Induktivität der Nachfokussierspule bewährt. Ferner ist in Reihe zu der geschilderten Kombination ein Schalter 4 und eine Gleichspannungsquelle U gelegt. . . -

Die Einschaltung des Schalters 4 soll periodisch erfolgen, wobei die Schließungsdauer klein gegenüber der Öffnungsdauer und die Eigenfrequenz des Schwingungskreises 1,2 annähernd gleich der halben Wiederholungsfrequenz sein soll. In der Fig. 1 sind ferner die Induktivitätswerte der Spulen 1 und 3

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(L₁ und L₃) sowie die in ihnen fließenden Ströme (Z₁ und Z₃) eingetragen^ Die an der Verbindungsstelle der beiden Induktivitäten liegende Spannung ist mit U_Fo!e bezeichnet.

Zur Erläuterung des Einschwingvorganges und des Betriebes in eingeschwungenem Zustand wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen. In dem dort gezeigten Diagramm ist über der Zeitachse in den Kurven α und b die Spannung U_Fo'_k am Kondensator 2 in zwei verschiedenen Stadien. des Einschwingensund in Kurve c der Strom in der Fokussierspule 1 in eingeschwungenem Zustand wiedergegeben. Bei den Erläuterungen wird die Tatsache berücksichtigt, daß L₁ wesentlich größer..ils L₃, z. B. das 25fache ist. Ferner ist der Kondensator 2 so bemessen, daß die Schließungszeit des Schalters 4 etwa einer halben Periode der JBigenfreqüenz des aus Spule 3 und Kondensator 2 bestehenden Schwingungskreises und die Öffnungszeit des Schalters 4 einer Tialben Periode der Eigenfrequenz ..des . Schwingungskreises aus 2,0 Spule 1 und Kondensator 2 entspricht.

Im Augenblick t₀ des Einschaltens des Schalters 4 beginnt über die Spule 3 mit der Induktivität L₃ ein Strom zu fließen, welcher die Spannung

-■—-■- AT

TT T ^Qi3

erzeugt. Zum Zeitpunkt t₀ ist dabei U_Fok gleich der Gleichspannung Kln der weiteren Zeit während des Stromflusses durch den geschlossenen Schalter 4 sinkt U_Fok ab, so daß der Strom T₃ durch Spule 3 nicht mehr linear ansteigt, sondern entsprechend einer Sinusfunktion ein Maximum bei U_Fok = 0 erreicht; der Strom durch die Spule 1 wd hierbei vernachlässigt. Infolge der Trägheit des Schwingungskreises 2, 3 fließt ein. Entladestrom in der Induktivität L₃ noch weiter, bis U_Fok = — U bei Z₃ = 0 wird. In diesem Augenblick I₁, wird der Schalter geöffnet; die Spannung an den Polen der Spule 1 beträgt nun 2U. Sie verursacht einen negativ gerichteten Strom

durch die Spule 1, der nach dem Gesetz -~ = -=—

- -Ut L·^

ansteigt, während TJ_Fok von — U auf ' + U übergeht.

In dem Zeitpunkt ^ erreicht der Strom ein nega- . tives Maximum. Infolge der Trägheit des Schwingungskreises 1, 2 wird der Kondensator 2 umgeladen, so- daß U_Fok bei Absinken von Z₁ bis zum Wert 0 den Wert 3 Ü erreicht Der Verlauf von U_Foli im ersten Einschwingstadium wird durch die Kurve α wiedergegeben. Mit der Wiedereinschaltung des Schalters 4 zum Zeitpunkt ϊ₃ erfolgt nun der gleiche Vorgang mit dem Unterschied, daß U_Fok. jetzt die Spannung 3 U statt U hat. Der Verlauf von U_Fok während der nächsten Einschwingphase entspricht jetzt der Kurve δ. Man erkennt, daß sich.-Z7p_oft bis zu sehr hohen Amplituden aufschaukelt, die schließlich nur durch die Bedämpfung des Schwingkreises 1, 2 begrenzt werden. Im praktischen Betrieb wurde der 12fache Wert der Spannung U erreicht. Eine so hohe Spannung am Kondensator 2 entspricht auch einem hohen Strom Z₁ durch die Spule 1. Der Strom in der Spule 1 ist dem Integral der Spannung U_Fok proportional, und da letztere einem Kosinusgesetz gehorcht, verläuft der Strom nach einer Sinusbogenform. Während der Zeit von t₀ bis' t_± fließt nur der

-te Teil des Kondensatorladestromes über die

Spule 1, so daß der Strom Z₁ in der Nachfokussierspule ein pulsierender Gleichstrom ist. Der Stromverlauf in Spule 1 ist durch die Kurve c dargestellt.

Der Schalter 4 kann· durch eine Elektronenröhre oder einen Schalttransistor ersetzt werden. Die Durchschaltung erfolgt im richtigen Zeitpunkt, wenn die " Eigenfrequenz des Schwingungskreises aus Spule 1 und Kondensator 2 auf die halbe Folgefrequenz der Steuerimpulse am Gitter bei Röhrenschaltern :bzw. an der Basis bei Transistorschaltern abgestimmt ist. Wenn der Schalter die Eigenschaft einer Diode hat, so tritt dann eine Öffnung automatisch ein, wenn sich die Richtung des Stromes Z₃ infolge der Trägheit des Schwingungskreises aus Spule 3 und Kondensator 2 umkehrt. In diesem Fall ist eine genaue Abstimmung nicht notwendig.

Bei Verwendung eines Transistors, der einen gewissen Rückstrom aufweisen kann, empfiehlt es sich, in Reihe zum Kollektor des Transistors eine entsprechend gepolte Diode zu legen.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Transistorschalter; die der F i g. 1 entsprechenden Teile sind mit gleichen Kennzeichen versehen. Zusätzlich ist hier der Spule 3 noch eine Serienschaltung aus einem Kondensator 6 und einem Widerstand 7 parallel geschaltet, welche dazu dient, eventuelle Eigenschwingungen der Spule 3 bei geöffnetem Schalter zu dämpfen. Ferner ist in Serie zu der Betriebsspannungsquelle noch ein Widerstand Z? eingeschaltet, welcher eine Regelung der Amplitude ermöglicht. Die so erreichte Einfachheit der Schaltung bei gleichzeitiger Energierückgewinnung macht diese allen bekannten Schaltungen überlegen.
. Bei einer Zeilenfrequenz von 15,625 kHz verwendet man zweckmäßig folgende Größen der Schaltelemente der Fig. 1:

L₁ 3 mH

L₃ 120 μΗ

C 0,1 JiF "

Claims

·.· Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von periodischen bogenförmigen Strömen in einer -Lastspule, insbesondere zum Zweck der Nachfokussierung von Fernsehröhren, bei denen ein magnetisch fokussierter Elektronenstrahl während einer längeren Zeit eine Zeile schreibt und während einer kürzeren Zeit in die Anfangsstellung zurückkehrt und die Fokussierung zur Scharfeinstellung von Zeilenmitte bis Zeilenende variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastspule (1) ein Kondensator (2) parallel geschaltet ist und mit dieser einen Schwingkreis bildet, der auf nahezu die halbe Wiederholungsfrequenz abgestimmt ist, daß in Reihe zu dem Schwingkreis eine Spule (3) geringerer Induktivität und ein vorzugsweise elektronisch gesteuerter Schalter (4) sowie eine Gleichspannungsquelle (U) gelegt sind, derart, daß bei periodischer, impulsmäßiger Steuerung des Schalters (4) die zusätzliche Spule (3) bei Stromdurchlässigkeit des Schalters (4) wechselspannungsmäßig parallel zur Lastspule (1) gelegt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter (4) eine impulsgesteuerte Elektronenröhre dient.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter (4) ein impulsgesteuerter Transistor verwendet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Kollektor des Transistors eine derart gepolte Diode geschaltet ist, daß ein Leckstrom durch den Transistor vermieden wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1106 804.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen