DE1286225B

DE1286225B - Elektronenstrahl-Ablenkschaltung

Info

Publication number: DE1286225B
Application number: DET29296A
Authority: DE
Inventors: Mallebrein Rainer
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-08-28
Filing date: 1965-08-28
Publication date: 1969-01-02
Also published as: DE1286225C2; FR1490388A; GB1160426A; US3435281A

Description

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Es ist bekannt, Fernsehbilder mit zeilenweiser ein Zeilenschalter und eine Abfangdiode parallel

Ablenkung des Elektronenstrahls zu erzeugen. Zur geschaltet sind.

Erzeugung der zeilenweisen Auslenkungen mit schnei- Vorzugsweise wird weiter vorgesehen, daß der lern Rücklauf verwendet man im allgemeinen energie- Verstärker für den Rücklauf mit einer Spannung rückgewinnende nichtlineare Schaltungen (Zeilen- 5 angesteuert wird, deren Verlauf dem Spulen-Rückschalter). Diese Schaltungen haben den Nachteil, laufstromverlauf etwa proportional ist und so die daß eine exakte Steuerung des Ablenkstromverlaufs Ausgangsspannung des Verstärkers klein hält, über die Zeit nicht möglich ist. Es werden hier zur Zweckmäßig wird ferner ein zweiter, größerer Korrektur des Strom-Zeitverlaufs nichtlineare Glieder Kondensator vorgesehen, der die in der Drossel bzw. in dem Ablenkkreis vorgesehen. Zur Korrektur des io dem Transformator während des Rücklaufs gespei-Tangensfehlers bei großen Ablenkwinkeln wird häufig cherte Energie umlädt, und dessen Kapazität so ein Sinusanteil dem Sägezahnstrom überlagert. bemessen ist, daß der Umladevorgang mit dem Ab-

Es ist weiter bekannt, auch Radarbilder zur Er- lauf eines Zeilenhinlaufs beendet ist.

zielung größerer Helligkeit in der Weise zu erzeugen, Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der

daß mittels eines Normwandlers eine fernsehmäßige 15 Zeichnungen nochmals näher erläutert.

Bilddarstellung bewirkt wird. Für derartige spezielle, F i g. 1 ist ein Schaltbild einer beispielsweisen

genaue Fernsehbilddarstellungen sowie auch Radar- Ausführungsform der Erfindung;

bildwiedergaben mit Radialzeilen wird für die Zeilen- F i g. 2 zeigt Spannungs- bzw. Stromdiagramme

ablenkung vorzugsweise eine lineare Schaltung (A-Ver- hierzu;

stärker) verwendet. Dadurch ist man in der Lage, den 20 F i g. 3 zeigt eine Schaltungsvariante.

Spulenstrom einer ansteuernden Spannung genau Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht

proportional zu machen. Der Nachteil dieser Linear- eine Spannungsrückführung vor, welche die an dem

schaltung ist eine sehr hohe Verlustleistung, welche Kondensator oder den Kondensatoren auftretenden

proportional mit der Ablenkgeschwindigkeit steigt. Spannungen als Kompensationsspannungen, mit Aus-

Da bei Fernseh- und Radarsägezahnablenkungen die 25 nähme der Rücklaufspannungen, auf den Eingang des

zu investierende Ablenkleistung durch den Rücklauf Ablenkverstärkers zurückführt,

unnötig hoch anzusetzen ist, ergeben sich häufig nicht Ferner ist ein Schalter oder Doppelschalter vor-

oder kaum realisierbare Ablenkverstärker, welche gesehen, der am Ende eines Zeilenhinlaufs geschlossen

für den Hinlauf vielfach überdimensioniert wären. werden kann und beide Kondensatoren überbrückt.

Insbesondere bei der Darstellung von Radarbildern 30 Zur Durchführung von Zeichen-Einblendungen ist

ist es oftmals erwünscht, zusätzliche Informationen, vorgesehen, daß dieser (Doppel-)Schalter jeweils

namentlich alphanumerische Zeichen oder Vektoren, während der Raster-Austastzeit eines Fernsehrasters

in das Bild mit einzublenden, z. B. unter Steuerung selbsttätig geschlossen wird. Außerdem werden zweck-

durch einen Elektronenrechner als Quelle der zusatz- mäßig Mittel vorgesehen, um den QDoppel-)Schalter

liehen Informationen. Die Erzeugung derartiger 35 durch Schaltimpulse wahlweise betätigen zu können.

Zeichenbilder geschieht zweckmäßig nicht unter Nach Maßgabe der in F i g. 1 bei HS eingehen-

Benutzung eines Zeilenrasters, sondern nach beson- den Fernseh-Horizontalsynchronisierungssignale wer-

deren, für das Zeichenschreiben auf einem Bildschirm den im Impulsgenerator IG Zeilenimpulse erzeugt, die

an sich bekannten Ablenkmethoden, bei denen der im Sägezahngenerator SG gebildete Zeichenablenk-

Strahl die einzelnen Zeichen an gewünschten Stellen 40 Sägezahnspannungen auslösen. Diese gelangen über

des Bildschirmes griffelartig schreibt. Hierbei wird einen elektronischen Schalter Sl und eine Tangens-

von dem Ablenkverstärker verlangt, beliebige aperi- Korrekturschaltung TK an den Eingang E der Ab-

odische Einstellfunktionen auszuführen. lenk-Verstärkerschaltung und von dort aus über

Die Erfindung schafft eine Ablenkschaltung, welche einen Widerstand Rl in den Eingang eines Linear-

im Zusammenwirken mit den hierfür bekannten 45 Verstärkers AV.

Steuermitteln zeilenweise Ablenkungen des Elektronen- Der Eingang der Tangens-Korrekturschaltung TK Strahles hervorbringt, also fernsehmäßige Zeilen oder kann durch Umschalten des Umschalters Sl von auch radiale (Radarbild-) Zeilen, aber die vorstehend dem Sägezahngenerator SG abgeschaltet und an eine geschilderten, durch kurze Zeilenrücksprungzeiten Klemme ZI angeschlossen werden, an die ein Digitalentstehenden Schwierigkeiten bzw. Nachteile der 50 Analogwandler nach Maßgabe der Signale z. B. bekannten Schaltungen behebt. Außerdem gestattet eines Elektronenrechners Zeichenschreibspannungen, die erfindungsgemäße Schaltung auch eine aperi- insbesondere Positionierungsspannungen und gegeodische Positionierungs- und Zeichenschreibsteuerung benenfalls auch Zeichenbildungsspannungen, liefert, des Elektronenstrahls, wobei diese Steuerung zur Ein- Der Ablenkverstärker A V liefert an seinem Ausblendung der Zeichen z. B. während der Zeit des 55 gang aufgeprägte Ablenkströme für die Horizontalüberganges von einem Fernseh-Halbbildraster zu ablenkspule Sp der Elektronenstrahl-Bildschirmröhre, dem nächsten vorgenommen werden kann. und zwar im vorliegenden Beispiel über eine Wick-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronen- lung wl eines Transformators T. Parallel zur Ab-

strahl-Ablenkschaltung mit einer Ablenkspule und lenkspule Sp nebst Wicklung wl liegt ein Dämpfungs-

Steuermitteln für periodische Ablenkungen des Elek- 60 widerstand Rd.

tronenstrahles durch sägezahnartige Ströme. Erfin- Eine weitere Wicklung \v2 des Transformators T dungsgemäß ist eine solche Schaltung gekennzeichnet ist mit einem Ende an eine Belegung eines Kondendurch die in dem Kreis der Ablenkspule liegende sators Cl angeschlossen und mit dem anderen Ende Reihenschaltung eines Linearverstärkers mit einem an eine Belegung eines Kondensators CI. Die zweiten zur Kompensierung der Rücklaufspannungen am Ver- 65 Belegungen dieser beiden Kondensatoren sind mitstärkerausgang transformatorisch oder direkt — dann einander verbunden. Parallel zum Kondensator Cl mit Überbrückung durch eine Drossel — eingeschal- liegen sowohl eine Diode Dl als auch die Emitterteten Kondensator, dem in an sich bekannter Weise Kollektor-Strecke eines Schalttransistors TrI. Parallel

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zum Kondensator C2 liegen sowohl eine Diode Dl Kondensator Cl groß sein soll gegenüber Cl, unterals auch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Schalt- scheidet sich die Wirkung der Hilfsschaltung während transistors TrI. U_e ist die Emitter-Spannungsver- des Zeilenrücklaufs prinzipiell nicht von der üblichen sorgung für TrI und TrI. Der Kondensator Cl ist Horizontalablenkung eines Fernsehempfängers mit groß gegenüber dem Kondensator Cl. 5 einem Kondensator im Ablenkkreis, einem Zeilen-In einer dritten Wicklung w3 des Transformators T schalter und einer Abfang- (»Booster«-) Diode über induzierte Spannungen werden über einen Rück- dem Kondensator. Die Dioden Dl und Dl haben führungsweg und einen Widerstand Rl in den Ein- eine einer solchen entsprechende Funktion. Durch gang des Linearverstärkers AV zurückgeführt, so die angegebene Rücklaufspannungs-Ansteuerung des daß sie dort zugleich mit den über Rl zugeführten io Verstärkers AV wird dessen dynamischer Innen-Spannungen wirksam werden. In dem Rückführungs- widerstand sehr klein, indem die Stromfunktion des weg liegt außerdem noch ein Umschalter 52, durch Verstärkers der des Ablenkkreises bei dem Rücklauf den eine Diode D 3 in den Rückführungsweg ein- entspricht. Das bedeutet, daß die hohe Rücklaufgeschaltet werden kann. spannung der Ablenkspule (deren Spannungsdia-Wenn am Eingang E von dem Sägezahngenerator 15 gramm vgl. Zeile Usp der Fig. 2) nicht am Ver- SG sägezahnförmige Spannungen Ul mit relativ stärker-Ausgang, beispielsweise der Emitter-Kollektorraschen Rückläufen zugeführt werden, so sollen Strecke eines als Verstärkerendstufe dienenden Leidurch die Schaltung die Rücklaufspannungen an der stungstransistors (wie mit Tl in F i g. 3 dargestellt) Spule Sp kompensiert werden, so daß der Ablenk- anliegt, sondern von der Hilfsschaltung übernommen verstärker nicht diese hohe Spannung aufnehmen 20 wird.

muß. Die Transformatorwicklung wl wirkt als eine Die bei E zugeführte Sägezahnspannung ist im Drossel in dem die beiden Kondensatoren enthaltenlinken Teil des Spannungsdiagramms in Zeile Ul der den Kreis, welche der Erhaltung des Gleichstrom-F i g. 2 dargestellt. Die Anstiegsflanke hat eine arbeitspunktes des Ablenkverstärkers dient. Der durch die Tangens-Korrekturschaltung bedingte Form. 25 Kondensator Cl hat die Aufgabe, die während des Der Transistor TrI wird über seinen Basis-Steuer- Rücklaufs in dieser Drossel gespeicherte (magnetische) eingang Bl während des gesamten Sägezahnverlaufs Energie während des Hinlaufs umzuladen. Wenn die gesperrt (vgl. Zeile i Bl der Fi g. 2). Der Tran- beiden Kondensatoren Cl und C2 nicht transforsistor TrI wird über seinen Basis-Steuereingang Bl matorisch, sondern, wie in F i g. 3 dargestellt, lediglich während des Sägezahnrücklaufs (Zeilenrück- 30 hintereinanderliegend direkt in den Kreis der Ablenklaufs) gesperrt (vgl. Zeile i Bl der F i g. 2), unter spule Sp eingeschaltet werden, so ist eine die hinterSteuerung durch den Impulsgenerator IG. einandergeschalteten Kondensatoren überbrückende Die Ablenkstromsteuerung für den Zeilenhinlauf besondere Drossel Dr vorgesehen. In der Schaltung übernimmt der Linearverstärker A V. Da während nach Fig. 3 sind außerdem die nur mit Schalterdieser Zeit der Transistor TrI leitend ist, ist der Kon- 35 Symbolen dargestellten, den Kondensatoren zugedensator C2 überbrückt. Dies gilt nicht für den Kon- ordneten Schalter etwas anders geschaltet. Durch densator Cl wegen des Sperrzustandes von TrI, und Öffnen des Schalters ZS (»Zeilen-Schalter«) wird der daher nimmt die Spannung Uc₁ am Kondensator Cl Kondensator Cl während der Rücklaufzeiten einwährend des linearen Anstiegs des Spulenstromes in - geschaltet. Der zweite Schalter BS liegt in einem der Spule Sp (Zeile iSp der Fig. 2) von 0 an zu- 4° Überbrückungsweg über beide Kondensatoren Cl nächst parabelförmig zu, wie in Zeile Uc₁ der F i g. 2 und C2, durch Schließen nur dieses Schalters BS dargestellt, um dann nach dem Nulldurchgang des kann also die Hilfsschaltung in dem Ablenkkreis Stromes / Sp parabelförmig wieder abzunehmen. Der unwirksam gemacht werden. Die Rückkoppelung auf Kondensator Cl ist so dimensioniert, daß seine La- den Eingang des Verstärkers A V erfolgt hier von dung nach Beendigung des Sägezahnanstieges gerade 45 einem Abgriff zwischen den beiden Kondensatoren wieder 0 geworden ist. Während der Sägezahn- über einen Kondensator C3, der zur gleichstrom-Anstiegsphase wird also durch den Kondensator Cl mäßigen Trennung der Betriebsspannung Ub von der über Transformator T in dem Ablenkkreis liegen- dem Verstärkereingang dient.

den Hilfsschaltung in dem Ablenkkreis ein Linearitäts- Um den Verstärker A V mit der hohen Rücklauffehler erzeugt, indem an dem Dämpfungswiderstand 50 Spannungsamplitude während des Rücklaufs nicht zu Rd auch die Transformatorspannung Ut (vgl. Zeile übersteuern, wird während des Zeichenschreibens die Ut der Fig. 2) liegt und einen parabolischen Anteil Sperrdiode D 3 in die Rücklauf kompensationsleitung ergibt. Dieser Fehler wird jedoch kompensiert, indem durch den Umschalter Sl eingefügt,
über Wicklung w3 des Transformators eine kompen- Am Ende jedes Zeilenhinlauf es sind beide Kondensierende Spannung von parabolischem Verlauf über 55 satoren Cl und C2 energielos und können durch Rl in den Eingang des Verstärkers A V zurückgeführt Leitendmachen auch des Transistors TrI, wonach dann wird. beide Transistoren TrI und Tr 1 leitend gehalten werden, Für die kurze Zeilenrücklaufsphase, d. h. während abgeschaltet werden (vtl. die Basisansteuerdiagramme der steilen Abfallflanke des Sägezahns Ul, wird, wie Zeilen i Bl und i Bl der F i g. 2, rechter Teil ab Zeiterwähnt, der Transistor TrI gesperrt, d. h. auch der 60 punkt t_z). Damit ist also die Hilfsschaltung außer Kondensator C2 wirksam gemacht. Der Sägezahn- Funktion gesetzt. Zugleich mit der Kurzschließung generator SG ist so ausgebildet, daß er eine — wie beider Kondensatoren wird über den Umschalter Sl in Zeile Ul der F i g. 2 dargestellt — kosinusförmig die Klemme ZI zur Zuführung von Zeichenschreibverlaufende Abfallflanke des Sägezahns erzeugt. Als Spannungen über die Schaltung TK an den Verstärker-Folge hiervon tritt ein sinusförmiger Anstieg der 65 eingang E angeschlossen. Derartige Spannungen sind Spannung am Kondensator C2 auf, wobei diese im rechten Teil ab Linie t_z in Zeile Ul der F i g. 2 dar-Spannung am Ende der Rücklaufperiode wieder 0 gestellt, sie verlaufen z. B. in der angegebenen Form geworden ist (vgl. Zeile Uc₂ ia Fig. 2). Da der mehr oder minder großer Spannungssprünge. Formen

sich ergebender Ströme und Spannungen an der Ablenkspule Sp sind in den Zeilen i Sp und Usp der F i g. 2 dargestellt. Da nun aber die Transistoren TrI und Ir 2 und die Dioden Dl, Dl mit Anlaufspannung behaftet sind und somit keinen vollkommenen Kurzschluß bilden, ergeben sich aus der Hilfsschaltung mit den beiden Kondensatoren kleine Restspannungen, wie in den Diagrammzeilen Ut, Ua, Ucx rechts von der Linie t_z dargestellt, welche Störungen des Ablenkstromes und damit Ablenkfehler bewirken würden. Jedoch sorgt auch hier die Rückkoppelung von der Wicklung w3 des Transformators Tauf den Verstärkereingang (direkt, ohne Diode D 3) dafür, daß diese Störungen auskompensiert werden.

Es ist für Zeichen-Einblendzwecke vorgesehen, daß die Abschaltung der Hilfsschaltung, also das Leitendmachen beider Transistoren TrI und 2>2 bzw. Schließen des Schalters BS, selbsttätig während der Rasteraustastzeiten eines Fernsehrasters erfolgt, so daß diese Zeiten zur Zeicheneinblendung benutzt werden können. Dies geschieht unter Steuerung von einem Kanal, an dessen Eingang BA Bildaustast-Rechteckimpulse z. B. während der Halbbildwechselzeiten anliegen.

Es ist außerdem zweckmäßig, für diesen Kanal Anschlüsse vorzusehen, durch die externe Signale z. B. as eines Elektronenrechners eine wahlweise Ab- oder Anschaltung der Hilfsschaltung bewirken können.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahl-Ablenkschaltung mit einer Ablenkspule und Steuermitteln für periodische Ablenkungen des Elektronenstrahls durch sägezahnartigeStröme,g ekennzeichnetdurch die in dem Kreis der Ablenkspule [Sp) liegende Reihenschaltungeines Linear-Verstärkers (AV)mit einem zur Kompensier ung der Rücklauf spannungen am Verstärkerausgang transformatorisch (Transformator T) oder direkt—dann mit Überbrückung durch eine Drossel (Dr) — eingeschalteten Kondensator (C2), dem in an sich bekannter Weise ein Zellenschalter (7>2 bzw. ZS) und eine Abfangdiode (D 2) parallel geschaltet sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker für den Rücklauf mit einer Spannung angesteuert wird, deren Verlauf dem Verlauf des Spulen-Rücklaufstromes etwa proportional ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, größerer Kondensator (Cl) vorgesehen ist, der die in der Drossel bzw. dem Transformator (Dr bzw. T) während des Rücklaufs gespeicherte Energie umlädt, und daß dessen Kapazität so bemessen ist, daß der Umladevorgang mit dem Ablauf eines Zeilenhinlaufs beendet ist.

4. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsrückführung (w3, S2, R2) vorgesehen ist, welche die an dem Kondensator oder den Kondensatoren (Cl, C2) auftretenden Spannungen als Kompensationsspannungen — mit Ausnahme der Rücklaufspannung — auf den Eingang des Ablenkverstärkers (AV) zurückführt.

5. Schaltung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter oder Doppelschalter (BS bzw. TrI, TrI) vorgesehen ist, der am Ende eines Zeilenlaufs geschlossen werden kann und beide Kondensatoren (Cl, C2) überbrückt.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter jeweils während der Raster-Austastzeit eines Fernsehrasters selbsttätig geschlossen wird.

7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch Schaltimpulse wahlweise betätigbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen