DE1512405A1

DE1512405A1 - Vertikalablenkschaltung fuer Fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE1512405A1
Application number: DE19671512405
Authority: DE
Inventors: Mcdonald James A; Smithwick Luke G
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-03-28
Filing date: 1967-03-28
Publication date: 1969-04-24
Also published as: NL6704314A; SE349215B; AT278923B; NL151591B; JPS516489B1; DE1512405B2; US3402318A; GB1179962A; BE696201A; ES338441A1; DE1512705A1

Description

6433-67/Dr.v.B/Ro. 1 5 1 2 A 0 5

RCA 56 919
US-Ser.No. 538*075
Piled: March 28, 1966

Radio Corporation of America, New York, N.Y., V.St.A.

Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger.

Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise transistorbestückte Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Kathodenstrahlröhre, deren durch eine Beschleunigungsspannung beschleunigter Elektronenstrahl durch eine Vertikalablenkwicklung ablenkbar ist, die durch einen Verstärker gespeist wird, an dessen Eingang eine Spannung liegt, die eine Funktion der Ladung eines Sägezahnkondensators ist, welcher durch einen Ladestromkreis aufgeladen und einen EntladeStromkreis periodisch entladen wird, ferner mit einer stabilisierten, ersten Gleichspannungsquelle und einer unstabilisierten, zweiten Gleichspannungsquelle, deren Schwankungen über die Beschleunigungsspannung in die Bitgröße eingehen.

Vertikalablenkschaltungen enthalten gewöhnlieh einen sogenannten "Sägezahnkondensator" der über eine verhältnismäßig hohe Impedanz von einer Gleichspannungsquelle aufgeladen wird. Die an diesem Kondensator auftretende, sägezahnförmige Spannung wird

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einem Verstärker zugeführt, der einen im wesentlichen sägezahnförmigen Strom an eine Vertikalablenkwicklung liefert, die den Elektronenstrahl der Empfängerbildröhre vertikal ablenkt. Der Kondensator wird zu einem bestimmten Zeitpunkt jedes Vertikalablenkzyklus durch einen Schalter entladen, der durch Vertikalsynchronimpulse im empfangenen Signalgemisch synchronisiert wird und den Strahlrücklauf verursacht.

Bei solchen Vertikalablenkschaltungen arbeitet man häufig mit zusätzlichen Rückkopplungsschaltungen um die Linearität der Ablenkschwingung zu verbessern und den Beginn des Strahlrücklaufes genauer zu definieren. Hierdurch können jedoch unter Umständen Storschwingungen auftreten, die ein unerwünschtes Zittern des Bildes in senkrechter Richtung zur Folge haben. Weitere Probleme können durch Betriebsspannungsschwankungen auftreten. Schwankungen der Betriebsspannung gehen beispielsweise in die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl der Bildröhre ein, wodurch die Bildgröße verändert wird.

Zur Vermeidung des Einflusses von Netzspannungsschwankungen auf die Rasterhöhe ist es bekannt, die an der Anode einer Vertikalendröhre auftretende Spannung über einen Kondensator einem spannungsabhängigen Widerstand zuzuführen, die an diesem abfallende Spannung zu glätten und dann dem Steuergitter der Vertikalendröhre mit einer solchen Amplitude zuzuführen, daß der Einfluß von Netzspannungsschwankungen auf die Rasterhöhe kompensiert wird (USA-Patentschrift 5 I65 666). Der zwischen die Anode der Vertikal-

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endröhre und den spannungsabhängigen Widerstand geschaltete Kondensator bildet außerdem einen Teil eines Mitkopplungskreises, der zum Steuergitter einer Entladeröhre führt, die zusammen mit der Endröhre einen selbstschwingenden Oszillator bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Vertikalablenkschaltung zu schaffen, bei der Betriebsspannungsschwankungen praktisch ohne Einfluß auf die Rasterhöhe sind und die sich besonders für transistorbestückte Geräte eignet.

Dieses Ziel wird bei einer Vertikalablenkschaltung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Ladestromkreis für den Sägezahnkondensator durch die zweite Spannungsquelle gespeist wird, iddem von dieser eine Spannung gewonnen wird, die in einem solchen Ausmaß schwankt, daß der Einfluß der Schwankungen der Beschleunigungsspannung auf die Rasterhöhe möglichst weitgehend kompensiert wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die gewünschte Stabilisierung dadurch erreicht, daß der Sägezahnkondensator mittels einer kompensierten Spannungsquelle aufgeladen wird, die gleichzeitig zur Erzeugung einer Vorspannung für den Schalter verwendet wird. Außerdem können in der zur Linearitätseinstellung dienenden Rückkopplungsschaltung Maßnahmen zur Kompensation getroffen sein, durch die Störschwingungen unterdrückt werden.

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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein teilweise stark vereinfachtes Schaltbild eines Fernsehempfängers mit einer Vertikalablenkschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Der Empfänger enthält eine Bildröhre 10, deren Kathode an eine Klemme L angeschlossen ist, an der ein Leuchtdichtesignal liegt, das durch die üblichen SchaItungsanordnungen erzeugt wird, die durch einen Block 12 versinnbildlicht sind. Diese Schaltungsanordnungen liefern außerdem Zeilensynchronimpulse, die von einer Klemme P. einer Zeilenablenkschaltung 14 zugeführt werden, und Bildsynchronimpulse Pp> die einer Vertikalablenkschaltung 16 zugeführt werden, die den Gegenstand der Erfindung bildet.

Die Vertikalablenkschaltung 16 enthält einen Ausgangstransistor 18 mit Basis l8b, Kollektor l8c und Emitter l8e, einen als 'Eitu-tterverstärker geschalteten Treibertransistor 20 mit Basis 20b, Kollektor 20c und Emitter 2Oe, und einen Schalttransistor 22 mit Basis 22b, Kollektor 22c und Emitter 22e. Der Emitter l8e des Ausgangstransistors 18 ist über einen Anschwing-Widerstand (antl-lock-on resistor) 24 mit einer ersten Klemme einer Betriebsspannungsquelle B+ verbunden, auf die noch näher eingegangen wird. Der Kollektor 18c ist über eine Primärwicklung 26a eines Transformators 26 an eine zweite Klemme dieser Spannungsquelle angeschlossen, die als Masse gezeichnet ist. Weiterhin ist der Kollektor 18c über einen Kopplungskondensator 28 mit einer Klemme V¹ einer Vertikalablenkwicklung 30 verbunden, deren Klemme V an

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B+ angeschlossen ist. Zwischen die Klemmen V, V¹ ist ein Kondensator 32 geschaltet, der höhere Frequenzen als die Vertikalablenkfrequenz, z.B. die Zeilenfrequenz kurz schließt. Zwischen den Emitter l8e und den Kollektor l8c ist eine Klemmschaltung 34 geschaltet, die den Ausgangstransistor l8 gegenjüberspannungen während des Rücklaufes schützt.

Zur Erzeugung der erforderlichen Sägezahnspannung an der Basis I8b des Ausgangstransistors 18 ist ein sogenannter Sägezahnkondensator 36 zwischen die Basis 20b des Treibertransistors 20 und die Klemme B+ der Betriebsspannungsquelle geschaltet. Die Basis 20b ist ferner über eine Reihenschaltung aus einem Festwiderstand 38 und einem veränderlichen Widerstand 40, der zur Einstellung der Rasterhöhe dient, mit einem Bezugspotentialpunkt A in einem Spannungsteiler 42 verbunden. Der Spannungsteiler enthält eine Reihenschaltung aus einem spannungsregelnden Bauteil, z.B. einer Zenerdiode 44, und zwei Festwiderständen 46, 48, die zwischen B+ und Masse geschaltet ist.

Zur Formung der der Basis 20b des Transistors 20 zügeführten Steuerspannung dient eine Rückkopplung von der Sekundärwicklung 20b des Transformators 26 über einen Linearitätseinstellwider-

stand 30, einen Begrenzungswiderstand 52 und einen Kondensator Durch

zur Basis 20b./diese Rückkopplung kann der die Vertikalwicklung durchfließende Strom verändert und die Linearität des Abtastrasters in Vertikalrichtung verbessert werden. Die Form der Steuerspannung an der Basis 20b wird also durch Verstellen des Linearitätsein-

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Stellwiderstandes 50 verändert. Der Kondensator 54 dient zur Abschwächung unerwünschter, niederfrequenter Schwingungen im Rückkopplungszweig.

Zur Erzeugung der Ablenkschwingungen wird die Spannung von der Klemme V¹ über einen Mitkopplungskreis, der einen Widerstand 56, einen Kondensator 58 und einen Kopplungskondensator 60 enthält, auf die Basis 22b des Schalttransistors 22 rückgekoppelt. Zur Verbesserung der Synchronisierung der Vertikalablenkschwingung wird eine zusätzliche Spannung vom Ausgangstransistor l8 auf die Basis 22b des Schalttransistors 22 von der Sekundärwicklung 26b des Transformators 26 über einen Raster-Einfangwiderstand 62 und einen Bestwiderstand 64 rückgekoppelt. Die Spannung an der Sekundärwicklung 26b ist eine Sägezahnschwingung zuzüglich eines Spitzenrücklaufimpulses. Die mit der Basis 22b verbundenen Widerstände und Kondensatoren integrieren diese Spannung, so daß an der Basis 22b zusätzlich eine im wesentlichen parabelförmige Schwingungskomponente auftritt. Die parabelförmige Schwingung kann durch den Einfangwiderstand 62 so eingestellt werden, daß in der Nähe des Endes der Rasterablenkung eine steile Planke auftritt, die den Auftastzeitpunkt des Schalttransistors 22 praktisch unempfindlich gegen Störungen und Änderungen der Schaltungsparameter macht.

Zur Synchronisation werden der Basis des Schalttransistors 22 Vertikalsynchronimpulse von der Klemme P₂ über einen Widerstand 66 und den Kondensator 60 zugeführt.

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Der als Emitterverstärker geschaltete Treibertransistor ist mit seinem Kollektor 20c über einen Widerstand 70 an Masse, und mit seinem Emitter 2Oe über einen Widerstand 72 an B+ angeschlossen. Zur Temperaturkompensation der Basis-Emitter-Vorspannung des Transistors 20 ist zwischen die Basis 20b und B+ ein Thermistor 74 geschaltet. Eine weitere Kompensationsschaltung, die einen Thermistor 78, der durch einen Kondensator 76 überbrückt ist, enthält, ist in den Entladestromweg des Sägezahnkondensators 36 zwischen den Kollektor 22c des Schalttransistors und die Basis 20b des Treibertransistors 20 geschaltet. Die Betriebsspannung zwischen B+ und Masse wird entweder durch das Wechselstromnetz oder eine 12 Volt-Batterie geliefert. Für den Netzbetrieb ist eine Zwelweg-Oleichrichterschaltung 78 vorgesehen.» die einen Transformator, zwei Gleichrichterdloden und einen Pilterkondensator 80 enthält, an dem eine gegen Masse positive Gleichspannung von etwa 12 Volt auftritt.- Für einen netzunabhängigen Betrieb kann eine Batterie angeschaltet werden, die unmittelbar eine Gleichspannung an den Pilterkondensator 80 liefert. Zwischen die positive Klemme des Kondensators 80 und die Ausgangsklemme B+ der Spannungsversorgung ist ein Regeltransistor 82 geschaltet, der eine veränderliche Impedanz darstellt. Die als Steuerelektrode arbeitende Basiselektrode des Transistors 82 ist mit Masse über eine Spannungsteilerschaltung verbunden, die eine Reihenschaltung aus Widerständen 84, 86 und den Widerständen 46, 48 enthält. Dem Widerstand 86 ist die

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Emitter-Kollektor-Strecke eines Steuertransistors ("Quertransistor") 88 parallel^ geschaltet, der die Impedanz des Spannungsteilers zwischen der Basis des Transistors 82 und Masse entsprechend der an einem Potentiometer 90 abfallenden Spannung ändert, das zwischen B+ und Masse geschaltet und mit seinem Schleifer an die Basis des Steuertransistors 88 angeschlossen ist. Die Spannung zwischen B+ und Masse wird durch die beschriebene Schaltungsanordnung also im wesentlichen stabil und unabhängig von äußeren Spannungs-Schwankungen gehalten.

Zwischen die die geregelte Spannung führende Klemme B+ und den Verblndungspunkt der Widerstände 46, 48 ist eine Zenerdiode 44 geschaltet. Diese Diode hält die Spannung zwischen den erwähnten Arischlußpunteten praktisch konstant, so daß an ihren Klemmen eine "besonders gut stabilisierte Spannung liegt, während etwaige Schwankungen der B+-Spannung bezüglich Masse an den Widerständen 46 und 48 erscheinen. Um die Basis 22b des Schalttransistors 22 mit einer stabilisierten Gleichvorspannung zu versorgen, wird daher der Widerstand 68 zwischen die Basis 22b und den Verbindungspunkt der Zenerdiode 44 mit dem Widerstand 46 und nicht mit Masse verbunden. Es wird also die voll stabilisierte Spannung an der Zenerdiode für die Basisvorspannung verwendet.

Zur Erläuterung des Betriebes der Ablenkschaltung 16 sei angenommen, daß der Sägezahnkondensator j56 anfänglich entladen ist, d.h, daß seine beiden Klemmen auf B+ liegen. Der Kondensator beginnt sich dann, über den den Widerstand 38, den Rasterhöhen-

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Einstellwiderstand 4o und den Widerstand 48 aufzuladen, wobei die Basis 20b des Treibertransistors 20 in negativer Richtung bezüglich des Emitters 2Oe ausgesteuert wird. Mit weiter zunehmender Spannung am Sägezahnkondensator j56 beginnen der Treiber-' transistor 20 und dementsprechend auch der Ausgangstransistor zu leiten, so daß der Strahlablenkzyklus einsetzt. Die Spannung am Kollektor l8c steigt in Richtung auf B+ an, wobei durch den gemeinsamen Einfluß der Spannung am Kondensator 36 und der Rückkopplung auf die Basis 20b ein etwas S-förmiger Strom in der Vertikalabienkwicklung 30 fließt. Am Ende des Ablenkteiles des Zyklus wird der Basis 22b des Schalttransistors 22 ein Vertikalsynchronimpuls zugeführt. Der Transistor 22 wird dadurch aufgetastet und der Sägezahnkondensator 36 entlädt sich rasch über die Parallelschaltung aus Kondensator ^r{6 und Thermistor ?8 und die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistors 22. Die Transistoren 20 und 18 werden dadurch In Sperr-Riehtung ausgesteuert und der die Vertikalablenkwicklung 30 durchfließende Strom beginnt rasch abzusinken, wobei an der Vertikalablenkwicklung ß0 ein Rücklaufimpuls hoher Spannung auftritt. Der Rücklaufimpuls wird über den Widerstand 56 und den Kondensator 58 auf die Basis des Schalttransistors 22b rückgekoppelt und bewirkt das Fließen eines großen Basisstromes, wodurch der Kondensator 60 soweit aufgeladen wird, daß der Schalttransistor 22 auch nach Beendigung des Rücklaufimpulses gesperrt bleibt.

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Die Schaltungsparameter sind so gewählt, daß der Schalttransistor wieder gesperrt wird, wenn sich die Spannung am Sägezahnkondensator dem Wert Null nähert, wodurch der Entladezyklus des Kondensators 36 beendet und ein neuer Lade- und Ablenkzyklus eingeleitet wird.

Die Spannung an der Klemme B+ kann, wie erwähnt, immer noch etwas schwanken, z.B. bei Änderungen der Spannung des Netzes, an das der Empfänger angeschlossen ist. Solche Betriebsspannungs-

. Schwankungen können in die Beschleunigungsspannung der Bildröhre 10 eingehen und hierdurch die Größe des auf dem Leuchtschirm der Bildröhre geschriebenen Rasters beeinflussen, wenn keine Kompensationsmaßnahmen getroffen werden. Diese Bildgrößeschwankungen können dadurch kompensiert werden, daß man die Anfangsamplitude der zur Aufladung des Kondensators 36 dienenden Spannung und damit die Amplitude des sägezahnförmigen Ablenkstromes in der Wicklung 30 steuert, da der Ablenkstrom ja ebenfalls die Rasterhöhe beeinflußt. Die Spannung am Kondensator 36 hängt von der angelegten Spannung und der Ladezeitkonstante ab. Die Ladezeitkonstante ist

^ durch die Werte des Kondensators 36, des Widerstandes 38, sowie der Einsteilung des Rasterhöhen-Einstellwiderstandes 40 abhängig. Die Ladespannung ist die Spannung zwischen der Klemme B+ und dem Verbindungspunkt der Widerstände 46, 48. Da die Spannung an der Zenerdiode 44 praktisch konstant ist, erscheinen die Schwankungen der Spannung zwischen B+ und Masse in voller Größe an der Reihenschaltung aus den Widerständen 46, 48, die einen Teil des Span-

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nungsteilers bilden, der praktisch zwischen B+ und Masse geschaltet ist. Die Widerstände 46, 48 sind so bemessen, daß sich die Ladespannung für den Kondensator 36 gerade so stark ändert, wie es für eine Kompensation des Einflusses von BeschleunigungsspannungsSchwankungen, die ihre Ursache durch die Schwankung der Spannung zwischen B+ und Masse haben, auf die Rasterhöhe erforderlich ist. Die Schwankungen der Beschleunigungsspannung würden Änderungen der Bildgröße zur Folge haben, wenn die Ladespannung für den Kondensator ~*>6 völlig konstant gehalten würde. Bei der | vorliegenden Schaltung wird also die Rasterhohe unabhängig von Schwankungen der nicht ideal stabilisierten Spannung zwischen B+ und Masse konstant gehalten.

Da die Basis-Emitter-Spannung, die dem Transistor 22 zugeführt wird, von einer hochstabilisierten Spannungsquelle, nämlich direkt von der Zenerdiode 44, abgenommen wird, ist der Arbeltspunkt des. Transistors 22 und damit die Vertikalfrequenz gegen Schwankungen der Spannung zwischen B+ und Masse stabilisiert.

Relativ niederfrequente Schwankungen des Bildes in Vertikal- I richtung, die durch niederfrequente Schwingungen, deren Frequenz niedriger als die Vertikalfrequenz ist, werden durch die Einschaltung des Kondensators 54 in den zur Einstellung der Linearität dienenden Rückkopplungszweig weitestgehend unterdrückt. Der Kondensator 54 ist bezüglich der Parameter dieses Rückkopplungszweiges so bemessen, daß er Signale der Vertikalfrequenz (50 oder 6o Hz) im wesentlichen ungeschwächt durchläßt, eine unerwünschte Rückkopplung niedrigerer Frequenzen jedoch weitgehend dämpft.

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Claims

Patentansprüche

( 1 Jj Vertikalablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Kathodenstrahlröhre, deren durch eine Beschleunigungsspannung beschleunigter Elektronenstrahl durch eine Vertikalablenkwicklung ablenkbar ist, die durch einen Verstärker gespeist wird, an dessen Eingang eine Spannung liegt, die eine Funktion der Ladung eines Sägezahnkondensators ist, welcher durch einen Ladestromkreis aufgeladen und einen Entladestromkreis periodisch entladen wird, ferner mit einer hochstabilisierten ersten Gleichspannungsquelle und einer weniger gut stabilisierten zweiten Gleichspannungsquelle, deren Schwankungen über die Beschleunigungsspannung in die Bildgröße eingehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladestromkreis (38, 40, 48) des Sägezahnkondensators (56) von der zweiten Gleichspannungsquelle (B+) mit einer Spannung gespeist ist, die die Schwankungen der zweiten Gleichspannungsquelle mit solcher Amplitude enthält, daß der Einfluß von Schwankungen der Beschleunigungsspannung auf die Rasterhöhe weitestgehend kompensiert wird.

2.) Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem Entladestromkreis (22, 78) eine Gleichspannung von der ersten Spannungsquelle (44) zugeführt ist, die die Frequenz der periodischen Entladung stabilisiert. '

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J.) Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Eingang und den Ausgang des Verstärkers (l8, 20) eine die Linearität beeinflussende Rückkopplungsschaltung (50, 52, 54) geschaltet ist, die nur bei der Vertikalablenkfrequenz und darüber wirksam ist.

4.) Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, 2 oder J5> dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierte erste Gleichspannung an einer Zenerdiode (44) abgenommen ist, die einem Teil (86)eines Widerstandsspannungsteilers (46, 48, 84, 86) J parallel^geschaltet ist und daß die zweite Gleichspannungsquelle einen Anschluß (A) an einen nicht von der Zenerdiode überbrückten Teil (84, 86) des Spannungsteilers enthält.

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