DE1288124B

DE1288124B - Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE1288124B
Application number: DENDAT1288124D
Authority: DE
Inventors: Todd J. Indianapolis Ind. Christopher (V.St.A.)
Original assignee: Radio Corporation of America
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-12-05
Publication date: 1969-01-30
Also published as: JPS5110051B1; ES347895A1; MY7300411A; NL6716471A; US3402320A; BE707511A; AT278926B; SE349910B; NL150971B; GB1201808A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenkschaltung zeit nach Sperren der Entladeschaltung in den Intefür Fernsehempfänger mit einem Transistorverstär- grationskondensator fließt, bis der Hilfstransistor in ker, der während der Hinlaufzeit der Sägezahnablenk- den Sperrzustand gesteuert wird. Hierdurch wird der schwingung durchlässig und während der Rücklauf- Integrationskondensator bei der Einleitung des Hinzeit gesperrt ist, dessen Ausgang mit der Vertikal- 5 laufs der Sägezahnschwingung wesentlich schneller ablenkspule verbunden ist und an dessen Eingang aufgeladen als während der übrigen Hinlaufzeit, so ein Integrationskondensator liegt, welcher während daß die Ablenkung des Elektronenstrahls bereits am der Hinlaufzeit aus einer Spannungsquelle aufgeladen obersten Bildrand linear erfolgt und eine unerwird, und mit einer den Kondensator periodisch von wünschte Zusammendrängung dieses Bildteiles verder Spannungsquelle abschaltenden schnell entladen- io mieden wird,
den Entladeschaltung. Bei einer Ablenkschaltung mit einem Transistor-

Es sind Vertikalablenkschaltungen bekannt, die verstärker, der mindestens einen Transistor enthält,

nach dem Prinzip des Miller-Integrators arbeiten und welcher zum Leiten eine bestimmte Eingangsspan-

einen sägezahnförmigen Strom für die Ablenkspule nung benötigt, ist insbesondere der Hilfstransistor so

der Kathodenstrahlröhre liefern. Hierbei wird die 15 bemessen, daß sein Strom den Integrationskonden-

Form des Ablenkstromes von einer mit Hilfe des sator zu Beginn der Hinlaufzeit auf die vorbestimmte

Integrationskondensators erzeugten Sägezahnspan- Eingangsspannung auflädt.

nung bestimmt; dieser Kondensator liegt in einem Die Steuerung des Hilfstransistors kann zweck-Gegenkopplungszweig eines Transistorverstärkers mäßigerweise durch den Transistorverstärker erfolhoher Verstärkung. Der Kondensator wird periodisch ao gen. Wenn der Transistorverstärker mindestens zwei zu Beginn der Rücklaufzeit der Sägezahnschwingung hintereinandergeschaltete Transistoren enthält, deren über einen Schalter entladen. Führt man diesem erster mit seiner Basis den Verstärkereingang bildet Schalter den beim Absinken des die Ablenkspule und mit seinem Kollektor an die Basis des zweiten durchfließenden Stromes entstehenden Rücklauf- gekoppelt ist, während der Emitter des zweiten Tranimpuls zu, dann wird die Ablenkschaltung selbst- 25 sistors an einen zwischen der Ladespannungsquelle schwingend. Diese Schwingung läßt sich durch die und einem Bezugspotential liegenden Spannungsteiler Vertikalsynchronisierimpulse des Fernsehempfängers angeschlossen ist, kann hierzu die Basis des Hilfssynchronisieren. transistors an den Emitter des zweiten Verstärker-

Bei derartigen Ablenkschaltungen ist für den Be- transistors geschaltet sein.

ginn der Hinlaufperiode an der Ablenkspule eine 30 Insbesondere für die Ablenkung von Weitwinkelendliche Spannung erforderlich, welche den Verstär- röhren lassen sich Miller-Integratoren nicht unker durchlässig macht. Wird diese endliche Spannung, mittelbar verwenden, sondern der Sägezahnstrom was normalerweise der Fall ist, erst nach Ablauf einer muß S-förmig vorverzerrt werden, damit das Bildkleinen Verzögerungszeit, welche durch die normale raster in senkrechter Richtung linear wird. Zu diesem Aufladung des Integrationskondensators bedingt ist, 35 Zweck wird bei der erfindungsgemäßen Ablenkschalzur Verfügung gestellt, so erscheint das auf der Bild- tung dem Eingang des Verstärkers eine Korrekturröhre wiedergegebene Bild am oberen Rand zusam- spannung zugeführt, die aus der an der Ablenkspule mengedrängt. entstehenden Spannung nach Durchlauf einer Begren-

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- zer- und Integrationsschaltung gebildet wird und die

fung einer Vertikalablenkschaltung, bei der diese Ver- 40 gewünschte S-Form des Ausgangsstroms während

zerrung des oberen Bildteiles vermieden wird und des Hinlaufes bewirkt.

eine hohe Linearität der Ablenkung erreicht wird. Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich-Hierzu sieht die Erfindung einen besonderen zusatz- nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles liehen Ladekreis für den Integrationskondensator der Erfindung näher erläutert,
vor, mit Hilfe dessen dieser Kondensator zu Beginn 45 In der Zeichnung ist stark vereinfacht ein Fernsehder Hinlaufzeit der Sägezahnschwingung schneller empfänger dargestellt, der einen Empfangsteil 12 entauf die vorbestimmte Spannung aufgeladen wird, hält, an dessen Ausgangsklemmen P₁, P₂ Horizontalweiche zum Öffnen des Verstärkers erforderlich ist, bzw. Vertikalsynchronisationsimpulse auftreten und so daß die Ablenkung des Elektronenstrahls der Bild- an dessen Ausgangsklemme L ein Videosignal liegt. röhre auch am Anfang schon linear erfolgt. 50 Die Klemme P₁ ist mit einer Horizontalablenkschal-

Zwar sind Vertikalablenkschaltungen bekannt, bei tung 14 verbunden, die einen sägezahnförmigen Ho-

denen vom Ausgang des Ablenkverstärkers ein Rück- rizontalablenkstrom an eine Horizontalablenkspule

führungskreis zu seinem Eingang vorgesehen ist, je- 18 einer Bildröhre 10 liefert, der außerdem die Vi-

doch dient dort der Rückführungskreis nicht zum deosignale von der Klemme L zugeführt sind. Die

schnelleren anfänglichen Aufladen des Integrations- 55 Klemme P₂ ist mit einer genauer dargestellten Ver-

kondensators, sondern zu einer Stabilisierung der tikalablenkschaltung 16 gekoppelt.

Sägezahnamplitude bzw. zu einer in anderer Weise Die Vertikalablenkschaltung 16 liefert einen im

gewünschten Korrektur des Verlaufs der Sägezahn- wesentlichen sägezahnförmigen Strom an eine Ab-

schwingung. lenkspule 20, die in Reihe mit einem Stromabgreif -

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Vertikal- 60 widerstand 22 an eine Sekundärwicklung 24 & eines

ablenkschaltung der eingangs erwähnten Art dadurch Vertikalablenktransformators 24 angeschlossen ist.

gelöst, daß zwischen die Spannungsquelle und Das Fließen des gewünschten sägezahnförmigen Stro-

den Integrationskondensator die Kollektor-Emitter- mes in der Wicklung 20, die während des relativ

Strecke eines Hilfstransistors geschaltet ist, der mit niederfrequenten Hinlaufteiles des Vertikalablenk-

Hilfe einer gesteuerten Vorspannungsquelle derart 65 zyklus praktisch als reeller Widerstand wirkt, wird

vorgespannt ist, daß er während der Rücklaufzeit durch eine sägezahnförmige Spannung an einer Pri-

leitet, wobei sein Strom durch die Entladeschaltung märwicklung 24 a des Transformators 24 gesteuert.

fließt, während sein Strom zu Beginn der Hinlauf- Während des relativ raschen, hochfrequenten Rück-

laufteiles des Vertikalablenkzyklus verhält sich die Vertikalablenkspule 20 im wesentlichen wie eine Induktivität, und die an der Spule 20 auftretende Rücklaufspannung hat die Form eines ungefähr dreieckförmigen Impulses. Die periodische impuls- und sägezahnförmige Spannung am Transformator 24 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine auf dem Prinzip des Miller-Integrators arbeitende Transistorschaltung erzeugt.

Die Miller-Integrator-Schaltung enthält Transistoren 26, 28, 30, die hintereinandergeschaltet sind und einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad bilden. Der Ausgang des Verstärkers ist über einen Gegenkopplungszweig, der einen Kondensator 32 enthält, mit dem Verstärkereingang gekoppelt.

Der Transistor 26 ist ein npn-Transistor mit einer Basiselektrode 26 b, einer Kollektorelektrode 26 c und einer Emitterelektrode 26 e. Die Emitterelektrode 26 e des Transistors 26 ist mit Masse verbunden, während die Kollektorelektrode 26 c über einen Widerstand 34 mit einer Betriebsspannungsquelle B+ verbunden ist. Die Kollektorelektrode 26 c ist außerdem mit der Basiselektrode 28 b des pnp-Transistors 28 direkt verbunden. Die Kollektorelektrode 28 c des Transistors 28 ist über einen Kollektorwiderstand 36 mit Masse verbunden, während die Emitterelektrode 28 e an den Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen 38, 40 angeschlossen ist, die einen Spannungsteiler bilden, der an die Betriebsspannungsquelle B + angeschlossen ist. Die Kollektorelektrode 28 c ist mit der Basiselektrode 30 b eines npn-Ausgangstransistors verbunden. Die Emitterelektrode 3Oe des Ausgangstransistors 30 ist über einen relativ kleinen Anlaufwiderstand 42 mit Masse verbunden, während die Kollektorelektrode 30 c über die Primärwicklung 24 a und eine Entkopplungsschaltung, die einen Widerstand 44 und einen Kondensator 46 enthält, mit B + verbunden ist.

Der Kondensator 32 (»Sägezahnkondensator«) wird abwechselnd aufgeladen und entladen, um die gewünschte sägezahnförmige Schwingung zu erzeugen. Der Hauptauf ladeweg verläuft von B+ (z.B. +65V) über einen Widerstand 48, einen veränderlichen Amplitudeneinstellwiderstand 50 und dem Stromabgreif-"widerstand 22, während der Entladeweg über eine Vertikaloszillatorstufe 52 und den Stromabgreif-•widerstand 22 verläuft. Zur Kompensation des Einflusses von Änderungen der Bildhelligkeit auf die Ladestromversorgung kann der Verbindungspunkt der Widerstände 48, 50 mit dem nicht dargestellten Helligkeitseinsteller des Empfängers verbunden werden. Außerdem ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 48, 50 eine stabilisierte Spannungsquelle, die aus einer an eine Spannungsquelle niedriger Spannung (z. B. +18 V) angeschlossenen Reihenschaltung aus einem Widerstand 72 und einer Zenerdiode 74 besteht, über einen Widerstand 76 verbunden, um bei Schwankungen der Betriebsspannungsquelle B + Änderungen der Bildgröße zu verhindern. Bei der vorliegenden Vertikalablenkschaltung ist gemäß der Erfindung eine Hilfsladeschaltung für den Sägezahnkondensator 32 vorgesehen, die diesen vor dem Beginn der Vertikalablenkung auflädt und einen Transistor 54 mit Basiselektrode 54 b, Kollektorelektrode 54 c und Emitterelektrode 54 e enthält. Die Emitterelektrode 54 e und die Kollektorelektrode 54 c sind über die Widerstände 34 und 22 in einem Kreis mit der Betriebsspannungsquelle B+ und dem Sägezahnkondensator 32 geschaltet. Der aus den Widerständen 38 und 40 bestehende Spannungsteiler liefert eine Vorspannung für die Basiselektrode 54 & des Transistors 54 und gleichzeitig die Spannung für die Emitterelektrode 28 e des Transistors 28.

Zwischen die Vertikalablenkspule 20 und den durch die Basiselektrode 26 b des Transistors 26 gebildeten Verstärkereinganges ist außerdem eine S-Formungsschaltung gekoppelt, die einen Widerstand 80, eine Begrenzungsdiode 56, ein erstes ÄC-Integrationsglied 58, ein zweites ÄC-Integrationsglied 60 und einen Kopplungswiderstand 62 enthält.

Zwischen dem Ausgangstransistor 30 und dem Oszillator 52 sind drei zusätzliche Rückkopplungswege vorgesehen, um die Schaltung selbstschwingend zu machen. Zwischen die Ablenkspule 20 und die Basiselektrode 52 b ist nämlich mittels eines Kondensators 70 ein Integrationsglied 66 geschaltet, um der Basiselektrode 52 b des Oszillatortransistors 52 periodisch einen Auslöseimpuls zuzuführen, der den Transistor 52 auftastet, um den Rücklauf einzuleiten und auftastet, um den Hinlauf zu ermöglichen. Mit der Basiselektrode 52 b ist eine Rückkopplungswicklung 24 c des Transformators 24 über einen als Einfangregler dienenden veränderlichen Widerstand 64 gekoppelt, um in Verbindung mit dem Kondensator 70 eine Schwingung zu erzeugen, die die Spannungsänderung an der Basis 52 b gegen Ende des Hinlaufes erhöht und dadurch die Frequenzstabilität und Störungsunempfindlichkeit der Schaltung verbessert. Schließlich wird die am Widerstand 42 (in der Praxis etwa 1 Ohm) abfallende Spannung über die Wicklung 24 c und den Widerstand 64 auf die Basiselektrode 52 b gekoppelt, um beim Einschalten des Empfängers ein sicheres Anschwingen der Schaltung zu gewährleisten.

Die den Transistor 52 enthaltende Oszillatorstufe wird durch Vertikalsynchronisationsimpulse synchronisiert, die der Basiselektrode 52b von der Klemme P₉ über einen Widerstand 68 und den Kondensator 70 zugeführt werden.

Die beschriebene Vertikalablenkschaltung arbeitet folgendermaßen: Der Oszillatortransistor 52 bewirkt abwechselnd eine Verbindung des Sägezahnkondensators 32 mit einer einen im wesentlichen konstanten Strom liefernden Ladestromquelle und dann das Abschalten dieser Stromquelle und das Entladen des Kondensators 32.

Während des Hinlaufteiles jedes .Vertikalablenkzyklus werden die Transistoren 52 und 54 gesperrt gehalten, während die' Transistoren 26, 28, 30 des Verstärkers in den leitenden Zustand vorgespannt sind. Zwischen B + , oder genauer gesagt, zwischen dem Anschlußpunkt der Kompensationsschaltung an der Verbindung der Widerstände 48, 50, und Masse wird ein Ladekreis für den Kondensator 32 gebildet. Der Ladekreis enthält die Reihenschaltung aus dem zur Amplitudeneinstellung dienenden Widerstand 50, dem Kondensator 32 und dem Widerstand 22 (die Wicklungen 20 und 24 b, die dem Widerstand 22 parallel liegen, können vernachlässigt werden). Der Ladestromkreis liefert einen im wesentlichen konstanten Strom an die Verbindung zwischen dem Kondensator 32 und der Basiselektrode 26 b. Die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 48, 50 ist nämlich wegen der Zenerdiode 74 praktisch konstant, und die Spannung der Basis 26 & des Transistors 26 ist ebenfalls im wesentlichen konstant (z. B. 0,7 V), während der Transistor 26 leitet. Die resultie-

rende konstante Spannung an dem zur Rasteramplitudeneinstellung dienenden veränderlichen Widerstand 50 liefert also den gewünschten konstanten Ladestrom, der während des Hinlaufes am Kondensator 32 eine linear ansteigende Spannung erzeugt. Gleichzeitig liefert der Stromabgreifwiderstand 22 eine Bezugsspannung am Kondensator 32, die dem Strom in der Ablenkspule 20 entspricht. Wenn man für einen Augenblick die S-Formungsschaltung 54 bis 32 vernachlässigt und wenn die Spannung am Widerstand 22 (Strom in der Spule 20) sich linear ändert, so liefert die stromkonstante Quelle (Widerstand 50) einen Strom, wie er erforderlich ist, um die Spannung am Kondensator 32 linear ansteigen und damit der Spannung am Widerstand 22 folgen zu lassen. Wenn jedoch der Strom in der Spule 20 von der gewünschten Linearität abweicht und sich die Spannung am Widerstand 22 in gleicher Weise ändert, ändert sich auch der Strom, der für den Kondensator 32 erforderlich ist, um der Spannung am Widerstand 22 folgen zu können. Da dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 32 und der Bassiselektrode 26 b ein im wesentlichen konstanter Strom zugeführt wird, wird die Differenz des Stromes, der vom Kondensator gefordert wird, von der Basiselektrode 26 & des Transistors 26 aufgenommen. Dieser relativ kleine Fehlerstrom wird dann durch die Transistoren 26, 28, 30 verstärkt und bewirkt die für einen linearen Ablenkstrom erforderliche Korrektur des der Ablenkspule 20 zugeführten Stromes. Der Verstärkungsgrad des die Transistoren 26, 28, 30 enthaltenden Verstärkers wird so gewählt, daß schon relativ kleine Abweichungen von der gewünschten Ausgangsschwingung die erforderliche Korrektur ergeben.

Die Eigenschaft einer Miller-Integrator-Schaltung, daß für eine nennenswerte Änderung des Ausgangssignals eine nur sehr kleine Änderung des Eingangssignals ausreicht, wird hier für den Betrieb S-Formungsschaltung nutzbar gemacht. Dem durch die Basiselektrode 26 b gebildeten Eingang des hochverstärkenden Verstärkers wird nämlich ein im wesentlichen parabolischer Strom über die Bauelemente 54 bis 62 zugeführt, um den an sich linearen Ablenkstrom in der Ablenkspule 20 in der gewünschten Weise zu verzerren. In der Praxis ist daher die Spannung am Widerstand 22 S-förmig und nicht linear, wenn eine Weitwinkel-Bildröhre 10 verwendet wird. Der gewünschte parabelförmige Strom wird durch doppelte Integration eines Teiles der an der Transformatorwicklung 24 b auftretenden Spannung durch die Integrationsglieder 58, 60 bewirkt. Diese Spannung, die aus einem S-förmigen Hinlaufteil und einem relativ großen, dreieckförmigen Rücklaufimpuls besteht, würde wegen des Rücklaufimpulses an sich keine parabelförmige Schwingung liefern. Aus diesem Grunde ist die Begrenzerdiode 56 vorgesehen, die einen wesentlichen Teil des störenden Rücklaufimpulses beseitigt.

In der Nähe des Endes des Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus nähert sich die Spannung an der Basis 52 b des Oszillatortransistors 52 dem erforderlichen Einschaltpegel. Der Rücklaufteil jedes Ablenkzyklus beginnt, wenn dem Oszillatortransistor ein Vertikalsynchronimpuls zugeführt wird, der diesen Transistor leiten läßt. Die Basis 26 & des Transistors 26 wird dann auf eine Spannung gebracht, die unterhalb derjenigen liegt, bei der der Transistor 26 leiten kann, so daß die Transistoren 26, 28, 30 gesperrt werden.

Der Strom in der Ablenkwicklung 20 beginnt dann abzufallen, und gleichzeitig entsteht, wie erwähnt, ein Spannungsimpuls an der Ablenkspule 20. Wenn der Oszillatortransistor 52 leitet, besteht ein Entladekreis für den Kondensator 32, der in Reihe den Oszillatortransistor 52, den Kondensator 32 und den Widerstand 22 umfaßt. Beim Sperren des Transistors 26 wird außerdem der Transistor 54 aufgetastet, dessen Emitter-Kollektor-Strom dann anfänglich durch den

ίο Oszillatortransistor 52 fließt. Der Kondensator 32 entlädt sich über den Transistor 52 relativ rasch auf praktisch Null Volt. Der spitze Spannungsimpuls an der Ablenkwicklung 20 beginnt dann abzufallen, und etwas später, was durch die Zeitkonstante des Integrationsgliedes 66 bestimmt wird, sinkt dann auch die Spannung an der Basiselektrode 52 b ab. Der Oszillatortransistor 52 wird dabei in Sperrichtung ausgesteuert. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Transistor 54 dann seinen Strom, der vorher durch den Oszillatortransistor 52 geflossen war, an den Kondensator 32, so daß dieser aufgeladen wird. Der Kondensator 32 wird durch diesen Strom rasch auf eine Spannung aufgeladen, die so bemessen und gepolt ist, daß der Transistor 26 zu leiten beginnen kann. Wenn die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 26 den Einschaltwert (z. B. +0,7 V) erreicht, beginnen die Transistoren 26, 28, 30 alle wieder zu leiten, wodurch der Transistor 54 wieder gesperrt wird. Es beginnt dann der Hinlaufteil des nächsten Ablenkzyklus.

Es sei darauf hingewiesen, daß es zwar üblich ist, in Fernsehempfängern einen Einsteller für die vertikale Linearität vorzusehen, daß jedoch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kein solcher Einsteller erforderlich ist. Die aus dem Miller-Integrator bestehende Grundschaltung liefert nämlich in Verbindung mit dem beschriebenen Hilfsladekreis einen außergewöhnlich linearen Ablenkstrom.

Claims

Patentansprüche:

1. Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger mit einem Transistorverstärker, der während der Hinlaufzeit der Sägezahnablenkschwingung durchlässig und während der Rücklaufzeit gesperrt ist, dessen Ausgang mit derVertikalablenkspule verbunden ist und an dessen Eingang ein Integrationskondensator liegt, welcher während der Hinlaufzeit aus einer Spannungsquelle aufgeladen wird, und mit einer den Kondensator periodisch von der Spannungsquelle abschaltenden und schnell entladenden Entladeschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Spannungsquelle (B+) und den Integrationskondensator (32) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Hilfstransistors (54) geschaltet ist, der mit Hilfe einer gesteuerten Vorspannungsquelle (B + , 38, 40) derart vorgespannt ist, daß er während der Rücklaufzeit leitet, wobei sein Strom durch die Entladeschaltung (52) fließt, während sein Strom zu Beginn der Hinlaufzeit nach Sperren der Entladeschaltung (52) in den Integrationskondensator (32) fließt, bis der Hilfstransistor (54) in den Sperrzustand gesteuert wird.

2. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, bei welcher der Transistorverstärker mindestens einen Transistor enthält, der zum Leiten eine vorbestimmte Eingangsspannung benötigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor (54) so bemessen ist, daß sein Strom den Integrations-

kondensator (32) zu Beginn der Hinlaufzeit auf die vorbestimmte Eingangsspannung auflädt.

3. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, bei der der Transistorverstärker mindestens zwei hintereinandergeschaltete Transistoren enthält, deren erster mit seiner Basis den Verstärkereingang bildet und mit seinem Kollektor an die

Basis des zweiten gekoppelt ist, während der Emitter des zweiten Transistors an einen zwischen der Ladespannungsquelle und einem Bezugspotential liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (54 b) des Hilfstransistors (54) an den Emitter (28 e) des zweiten Verstärkertransistors (28) geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 505/1391