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Zur Horizontalablenkung des Elektronenabtaststrahles in Bildaufnahmeröhren,
beispielsweise vom Vidicontyp, wird in den Ablenkspulen ein Wechselstrom mit zeitlich
sägezahnförmigem Verlauf erzeugt. Während der Rücklaufzeit, die im Vergleich zur
vollen Periode kurz ist, beispielsweise 11%, liegt an der Ablenkspule ein hoher
Spannungsimpuls, der je
nach Ablenkspannung die Form einer Sinushalbwelle
oder eines Rechtecks haben kann.
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Da die Zuleitungen für das Feldnetz einer Bildröhre vorn Vidicontyp
in dem Ablenkfeld liegen, wird in ihnen, bedingt durch mechanische Unsymmetrien
des Ablenkspulensatzes, durch das magnetische Ablenkfeld eine Spannung induziert,
deren Verlauf der Horizontalablenkspannung ähnlich ist und die als Störspannung
über die Kapazität zwischen Feldnetz und Signalplatte in den Verstärkereingang gelangt,
wo sie infolge der Entzerrung des Frequenzganges im Kameraverstärker differenziert
wird. Hat die Spannung für den Rücklauf des Abtaststrahles die Form einer Sinushalbwelle,
so ist die differenzierte Störspannung während der Rücklaufzeit so groß, daß die
dem Verstärker nachgeschaltete Klemmschaltung keinen eindeutigen Schwarzwert ableiten
kann, insbesondere dann, wenn eine hohe Verstärkung eingestellt ist. Diese Spannung
stört besonders, wenn die Verstärkung automatisch geregelt wird. Bei rechteckförmiger
Horizontalablenkspannung entsteht dagegen durch das Differenzieren nur am Anfang
und am Ende der Rücklaufzeit ein Störimpuls, während der Rücklaufzeit entspricht
dagegen die Ausgangsspannung des Verstärkers genau dem Wert, der von der Bildröhre
als Signalstrom geliefert wird.
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Zur Verminderung der für die Fernsehkamera erforderlichen Leistung
und damit der zugeführten Wärme sind Ablenkschaltungen erwünscht, die die Rückgewinnung
der der Ablenkspule zugeführten Blindleistung ermöglichen. Die Leistungsrückgewinnun-
ist bereits für Ablenkschaltungen bekannt, die eine sinusförmige Rücklaufspannung
erzeugen. Die Erfindung hat eine Ablenkschaltung mit Leistungsrückgewinnung zum
Ziel, die eine rechteckförmige Rücklaufspannung erzeugt.
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Die Erfindung betrifft demgemäß eine Vorrichtung zum Erzeugen einer
rechteckförmigen Horizontalablenkspannung an der Ablenkspule von Bildaufnahmeröhren,
insbesondere vom Vidicontyp, mit einem mindestens einer Teilwicklung der Primärwicklung
eines die Ablenkspule speisenden Transformators oder der Ablenkspule selbst in Reihe
geschalteten und während der Rücklaufphase sperrenden Transistor und mit einer mit
dem Transformator oder der Ablenkspule in Reihe, zu dem Transistor parallel und
zur bevorzugten Durchlaßrichtung des Transistors gegensinnig geschalteten Diode.
Die Erfindung, besteht darin, daß während der Rücklaufphase zunächst ein Kondensator
mit dem Strom aus der Ablenkspule über eine Steuereinrichtung aufladbar ist und
daß dann der Kondensator über die Steuereinrichtung die in ihm gespeicherte Ladung
als Strom an die Ablenkspule wieder abgibt.
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An Hand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind,
werden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Vorteile beschrieben und
erläutert. Die F i g. 1, 2 und 3 zeigen je eine Ausführungsform.
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In F i g. 1 ist mit Tr eine Spule oder die Primärwicklung eines
Transformators bezeichnet, die mit einer Diode D, und einem Siebkondensator C, in
Reihe liegt. Parallel zu der Diode D, ist ein Transistor Tsl so geschaltet, daß
er bezüglich seiner bevorzugten Durchlaßrichtung Kollektor-Emitter gegensinnig zur
Diode D, gepolt ist. Vorzugsweise liegt sein Kollektor in einer Anzapfung
der Spulenwicklung Tr. Als Steuereinrichtung für den von der Transformatorwicklung
zu einem Kondensator C2
fließenden Strom dient eine Parallelschaltung eines
Transistors Ts. und einer Diode D2, die ebenfalls gegensinnig gepolt sind. Sie liegen
vorzugsweise an einer Anzapfung der Spulenwicklung Tr, zweckmäßig an der, an der
auch der Kollektor des Transistors Ts, angeschlossen ist und von der die Horizontalablenkspannung
über einen Kondensator C, und eine Klemme H abgenommen wird.
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Wird der Strom durch die Spulenwicklung Tr, also auch der Strom durch
die Ablenkspule, durch Sperren des Transistors Ts" mittels eines über einen Kondensator
C" zugeführten Sperrimpulses unterbrochen, so steigt zunächst die Spannung an der
Diode D,
schnell an, bis sie größer als die Gleichspannung an dem Kondensator
C', wird, die sich im eingeschwunt# Grenen Zustand der Schaltung auf einen bestimmten
Wert einstellt, der abhängig ist vom Tastverhältnis der Rücklaufzeit. Dann wird
die Diode D, leitend, der Spulenstrom fließt in den Kondensators
C., und die Spule gibt so ihre Energie an den Kondensator ab. Der Ladestrom
wird kleiner, geht durch Null und fließt nach Änderung seiner Richtung als Entladestrom
nicht mehr -über die Diode D2, sondern über den Transistor Ts. zurück. Der
Kondensator gibt damit die aufgenonimene Energie wieder an die Spule ab. Am Ende
der Rücklaufzeit wird dem Transistor Ts. von einer Steuerschaltung ein Sperrimpuls
zugeführil so daß die Spule vom Kondensator C, getrennt wird. Es ist dann
nur noch die Wicklungskapazität wirksam, die sich sehr schnell umlädt und so die
verhältnismäßig steile Rückflanke des Rücklaufimpulses bewirkt, Die Kapazität des
Kondensators C, ist sehr groß, z. B. 2 #J, so daß sich dessen
Spannung während der Umladevorgänge kaum ändert und ein rechteckförmiger Rücklaufimpuls
erhalten wird. Ein besonderer Vorteil dieser Schaltung ist darin zu sehen, daß die
Rücklaufzeit durch die Dauer eines negativen rechteckigen Steuerimpulses genau bestimmt
ist.
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Die Basis des Transistors Ts. ist an der Spule vorteilhaft an dem
Verbindungspunkt der Spule mit der Diode D, angeschlossen, so daß der Transistor
durch den positiven Rücklaufimpuls geöffnet wird und während des Rücklaufimpulses
leitend ist. Zwischen der Basis und der Spulenanzapfung ist ein Widerstand Ri eingeschaltet.
Ist der Steuerimpuls für die Horizontalablenkschaltung negativ und reckteckförmig,
so wird er vorteilhaft, bevor er dem Transistor Ts2zugeführt wird, differenziert.
Beispielsweise kann dies durch das Differenzierglied R.., C4 bewirkt werden, das
einem Transistor Ts4vorgeschaltet ist. Dieser steuert die Basis des Transistors
Ts_ Der Widerstand Ri dient als Kollektorwiderstand iür den Transistor TJ4. Mit
der Rückflanke des Steuerimpulses wird das Differenzierglied R." C4 ein positiver
Spannungsimpuls der Basis des Transistors Ts4zugeführt, so daß dieser für die Dauer
dieses Impulses leitend wird und einen negativen Spannungsimpuls an die Basis des
Transistors Ts2 liefert. Dadurch wird der Entladestrom des Kondensators
C, unterbrochen und
der Rücklauf beendet. Ebenso wie der
Transistor Ts4 enthält am Ende des Rücklaufes der Transistor Tsl einen positiven
Spannungsimpuls. Damit er nicht leitend wird, bevor der Transistor Ts2 sperrt, ist
in seinen Basiskreis ein Verzögerungsglied, bestehend aus einem Widerstand R2, einer
Diode D, und einem Kondensator C, geschaltet. Wären nämlich die beiden Transistoren
Ts, und Ts., gleichzeitig leitend, so wäre der Kondensator C., kurzzeitig
gegen Masse kurzgeschlossen. Zweckmäßig wird die Horizontalablenkschaltung über
einen Emitterfolger, bestehend aus dem Transistor Ts. und dem Widerstand RV angesteuert.
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In F i g. 2 ist eine einfachere Schaltung zur Erzeugung einer
rechteckförmigen Horizontalablenkspannung dargestellt, bei der ebenfalls die in
der Ablenkspule gespeicherte Energie zurückgewonnen wird. Ebenso wie die Schaltung
nach F i g. 1 enthält sie die Primärwicklung eines Anpassungstransformators
Tr, an die ein Transistor Tsl und eine Diode Di angeschlossen sind, sowie einen
Kondensator C" in dem die Spulenenergie gespeichert wird.
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Als Einrichtung zur Steuerung des Lade- und Entladestromes des Kondensators
C2 dient eine Diode D4, deren Ladungsspeichereffekt, oder auch »Trägerstaueffekt«
genannt, sehr groß ist.
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Der Beginn des Rücklaufes wird wiederum durch Sperren des Transistors
Ts, eingeleitet, wodurch die Spannung an der Spule zunächst rasch ansteigt, bis
sie größer als die Spannung am Kondensator C2
wird. Dann wird die Diode D4
leitend, und der Leistungsaustausch zwischen Spule und Kondensator C,
beginnt. Der Ladestrom des Kondensators C" wird während der Rücklaufzeit kleiner,
geht durch Null, und in diesem Zeitpunkt müßte die Diode D4 sperren. Ein Übergang
des Stromes von der Durchlaß- in die Sperrichtung tritt aber infolge des Trägerstaueffektes
bei Siliziumdioden, die z. B. für 50-Hz-Netzspannungsgleichrichtung ausgelegt sind,
die sich also nicht zum Einsatz als schnelle Schaltdioden eignen, ein kurzzeitiger
Strom in Sperrichtung auf, der nach einer gewissen Zeit, durch die das Ende der
Rücklaufzeit bestimmt ist, plötzlich abreißt. Eine solche Diode übernimmt also gleichzeitig
die Aufgabe des Transistors Ts., in der Schaltung nach F i g. 1. Ein Nachteil
der Schaltung gegenüber der vorher beschrieben ist, daß das Ende der Rücklaufzeit
nicht mehr durch die Rückflanke eines Impulses gesteuert wird, sondern durch die
Schaltzeit der Diode D4 bestimmt ist. Diese Schaltzeit ist jedoch abhängig vom Verhältnis
des Durchlaßstroms der Diode zu dem Sperrstrom, der durch den Trägerstaueffekt verursacht
ist. Dieses Verhältnis kann man durch eine geringe Belastung der Spannung am Kondensator
C., z. B. mittels eines Widerstandes, vorzugsweise eines regelbaren
Widerstandes aus einem festen Widerstand R5 und einem veränderlichen Widerstand
R4 verändern. Diese Belastung bringt zwar Verluste mit sich, die jedoch gering sind.
Nach F i g. 3 kann der Widerstand R" in dieser Schaltung auch durch einen
Transistor ersetzt werden, in dessen Emitterkreis eine Zenerdiode Z geschaltet ist
und der von der Spannung am Kondensator C2 gesteuert wird, wodurch die Rücklaufzeit
stabilisiert wird. Die Gleichspannungskopplung vom Kondensator C,
zur Basis dieses Regeltransistors kann dabei über Glimmstrecken (Glimmlampen oder
Glimmstabilisatoren), Zenerdioden oder auch über einen Spannungsteiler R6, R7, erfolgen.