DE1514342A1 - Elektromagnetische Strahlablenkschaltung - Google Patents
Elektromagnetische StrahlablenkschaltungInfo
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Description
Elektromagnetische Strahlablenkschaltung.
Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltungsaiordnungen
zur elektromagnetischen Ablenkung eines Elektronenstrahls in einer Kathodenstrahlröhre. Die Erfindung betrifft
insbesondere Linearitätskorrekturkreise zum Verbessern der Linear it ätjder vom abgelenkten Strahl geschriebenen
Spur.
Elektromagnetische Strahlablenkschaltungen für Kathodenstrahlröhren enthalten eine Ablenkwicklung,
die einen Teil der Röhre erfaßt und eine Ablenkung des Elektronenstrahles bewirkt, wenn sie von einem gewöhnlich etwa
sägezahnförmigen Strom durchflossen wird.
In vielen Fällen, z.B. bei Fernsehgeräten, wird eine möglichst lineare Ablenkung gefordert. Die Anforderungen
an die Linearität sind bei Fernsehrundfunkanlagen besonders streng, da die in Fernsehempfängern erreichbare
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Ablenklinearität in hohem Maße von der Ablenklinearität des Elektronenstrahles in der verwendeten Blldaufnahmeelnrichtung
(Kameraröhre) abhängt. Es gibt eine ganze Reihe von Paktoren einschließlich des Widerstandes der Ablenkwicklung
und Wicklungstoleranzen, die Nichtlinearitäten in Teilen der bei der Ablenkung des Strahles geschriebenen Spur
verursachen. Man verwendet daher ganz allgemein spezielle Schaltungsanordnungen, um solche Nichtlinearitäten zu korrigieren.
Bei einer bekannten Korrekturschaltung wird der Ablenkwicklung ein Korrektursignal zugeführt. Dieses Signal
bildet zusammen mit dem vom Ablenkkreis gelieferten Signal ein zusammengesetztes Signal, bei dem die Nichtlinearitäten
kompensiert sind und das eine lineare Ablenkung des Elektronenstrahls gewährleistet. Die bekannten Schaltungen zum
Erzeugen eines solchen Linearitätskompensationssignals sind jedoch relativ aufwendig und nützen die aufgewendete elektrische
Energie nur schlecht aus.
Eine Elektronenstrahlablenkschaltung mit einer Ablenkwicklung, die durch einen Ablenkkreis mit einem Ablenkstrom
versorgbar ist, enthält gemäß der Erfindung eine Schaltungsanordnung mit einem elektrischen Speicherelement, das
so angeordnet ist, daß es während eines Hinlaufintervalles der Strahlablenkung ein Linearitätskorrektursignal erzeugt
und an die Ablenkwicklung liefert, und durch eine im wesentlichen verlustfreie Schaltungsanordnung zum Entnehmen
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und Rückspeichern von Energie in dem Element während eines
Rücklaufintervalles des Ablenkzyklus. Durch eine solche Anordnung wird Energie von dem Speicherelement am Ende eines
Hinlaufintervalles in den Kreislauf zurückgespeist und eine verlustfreie Linearitätskorrekturschaltung relativ guten
Wirkungsgrades gebildet.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild eines Ablenkkreises gemäß einer ersten Ausführungsforaj der vorliegenden Erfindung;
Pig. 2 ein Diagramm des Verlaufes verschiedener elektrischer Signale» die in der in Fig. 1 dargestellten
Schaltungsanordnung auftreten und
Pig. 3 ein Schaltbild eines Elektronenstrahlablenkkreises
gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zur
elektromagnetischen Ablenkung eines Elektronenstrahls in {
einer Kathodenstrahlröhre 10 dargestellt. Die Röhre 10 kann beispielsweise ein Image-Orthicon oder eine andere Aufnahmeeinrichtung
sein, wie sie in Fernsehrundfunkanlagen Verwendung finden. Die Einrichtung 10 ist mit einer Ablenkwicklung
12 versehen, welche bei Stromdurchgang ein elektromagnetisches Strahlablenkfeld erzeugt. Zum Erzeugen des
Stromes in der Windung 12 dient eine Ausgangsverstärkerstufe, die einen Verstärkertransistor 16 und einen Ausgangstransformator
18 enthält, ferner eine Treiberstufe mit einem
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Verstärkertransistor 20 und einem Ausgangstransformator 22, und eine Steuersignalquelle 24. Die Steuersignalquelle 24
kann einen Synchronsignalgenerator der Sendeanlage enthalten, Der Ausgangstransistor 16 wird durch eine Gleichspannungsquelle 27 mit Betriebsgleichspannung versorgt, die über eine
Primärwicklung des Ausgangstransformators 18 und Masse dem Kollektor 28 bzw. Emitter J)O zugeführt ist. In entsprechender
V/eise wird der Treibertransistor 20 durch eine Gleichspannungsquelle j54 mit Betriebsspannung versorgt, die über eine
Primärwicklung 40 des Treibertransformators 22 und Masse am Kollektor 36 bzw. Emitter 38 liegt. Die Basiselektrode 45
des Treibertransistors 20 wird über Widerstände 42, 44 mit Vorspannung versorgt. Zwischen Kollektor und Emitter des
Ausgangstransistorc 16 ist eine Dämpfungsdiode 46 geschaltet
und parallel zur Primärwicklung des Transformators l8 liegt ein Kondensator ^8 um diesen und seine reflektierte Impedanz
auf eine Frequenz abzustimmen, die über der des Steuersignale
2β liegt. Ein verstellbarer Widerstand dient zur Einstellung der /VolenkampJitude (Breite). Das Steuersignal
26 wird von der Quelle 24 über einen Kondensator 50 auf die
Basiselektrode ^5 den Treibertransistors 20 gekoppelt und
nach Verstärkung vom Kollektor 36 dieses Transistors über
den Transformator 22 der Basiselektrode ^9 des Ausgangs«
transistors ,"ureführt. Zwischen Ausgangsklemmen 56, 58 einer'
Sekundärwicklunn 6ü des /-.usgangstran:;forniators l8 steht eine;
Ablenkspannunß E^ (Fig. 2) zur Verfügung.
>: ! 0 1 9 fl BAD
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Die Ablenkspannung E0 läßt in der Ablenkwicklung
12 einen im wesentlichen sägezahnförmig verlaufenden Strom fließen. Wegen des Widerstandes der Ablenkwicklung 12,
des Transformators 18 und des Sättigungswiderstandes des Transistors 3 6 fällt die Ablenkspannung E0 während eines Abschnittes
62 des Hinlaufintervalles Tm des Ablenkzyklus T11
J. Xl
in der dargestellten Weise ab. Ein entsprechender Abschnitt des nichtdargestellten sägezahnförmigen Ablenkstromes weicht
dadurch während des Hinlaufintervalles Tm vom ideal linearen ■
Verlauf ab. Andere Paktoren, wie Herstellurigstoleranzen der
Ablenkwicklung, des Transformators 18 und des Transistors 16 können ebenfalls Nichblinearitäten in der Ablenkung des Elektronenstrahls
während des Intervalles Tm verursachen.
Die Schaltungsanordnung enthält außerdem einen Linearitätskorrekturkreis, der der Sekundärwicklung 60 ein
eins Sägezahnspannung enthaltendes Signal zuführt, um die in der Strahlablenkung auftretenden NichtlinearLtäten zu
korrigieren. Der Korrekturkreis enthält ein kapazitives Speicherelement 6j>, eine Induktivität 64 und eine Spannungsquelle
66. Der Kondensator 63 kann durch einen von der Spannungsquelle 66 durch die Induktivität 64 fließenden Ladestrom
aufgeladen werden. Die Induktivität 64 ist verhältnismäßig groß und die Spannung am Kondensator 63 steigt während des
Intervalles Tm praktisch linear an. Die Spannung En, die am
1 ο
Kondeii3ator 6} entsteht, 1st in Fig. 2 dargestellt, sie enthält
einen rampenartLgen, linear ansteigenden Abschnitt 68.
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Die Spannung Εβ wird der Spannung E„ durch einen gleichstromsperrenden
Kondensator 69 in Reihe geschaltet, so cbß zwischen der Klemme 56 und Masse eine zusammengesetzte Ablenkspannung
Ep liegt, die die Summe der Spannungen Ec und
Eg darstellt. Die Spannung Εβ, welche einen ansteigenden
Abschnitt 70 enthält, wird der Ablenkwicklung 12 zugeführt und hat zur Folge, daß die Elektronenstrahlspur während
des Intervalles T1-, weitgehend linear ist.
Am Ende des Intervalles T hat die im Kondensator
63 gespeicherte Energie einen der Spannung 72 (Fig.
2) entsprechenden Wert erreicht. Die im Kondensator 63 gespeicherte
Energie soll nun entladen und auf einen Anfangswert entsprechend einer Spannung 74 (Fig· 2) herabgesetzt
werden, damit ein Spannungsanstieg 68' im nächsten Ablenkzyklus beginnen kann. Um den Energiepegel im Kondensator
praktisch verlustfrei auf den der Spannung 74 entsprechenden
Wert herabzusetzen, ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die einen Transistor 76 und eine Induktivität 78 enthält.
Der Transistor 76 arbeitet als Schalter. Zu Beginn eines durch das Steuersignal 26 eingeleiteten Rücklaufintervalles
TR des Ablenkzyklus T„ sinkt der Strom in der Wicklung 12
plötzlich ab und an einer Wicklung 82 des Transformators tritt ein Impuls 87 (vgl. Kurve Eg0 in Fig. 2) auf. Die
Wicklung 82 ist zwischen die Basis 84 und den Emitter 86
geschaltet und der Impuls 87 der Spannung Eg0 bewirkt, daß
im Transistor 76 während des Rücklaufintervalles TR des
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_7_ 15H342.
Ablenkzyklus Kollektorstrom fließen kann. Der Kondensator 63 beginnt sich durch die Induktivität 78 und den Kollektor-Emitter-Kreis
des Transistors 76 zu entladen. Die Induktivität 78 bildet mit dem Kondensator 63 einen Resonanzkreis,
dessen Eigenschwingungsdauer TRf* im wesentlichen gleich der
doppelten Dauer des Rücklaufintervalles TR ist. Da der Transistor
während des Intervalles TR leitet, kann der Resonanzkreis
für einen halben Zyklus schwingen. Während der Schwingung wird die im elektrostatischen Feld des Kondensators
gespeicherte elektrische Energie in das elektromagnetische Feld der Induktivität 78 übergeführt, das zurzeit TR/2 (Fig.2)
seinen Maximalwert annimmt. Diese Energie wird mit umgekehrter Polarität während einer späteren Hälfte des Rücklaufintervalles
Tr dem Kondensator 63 wieder zugeführt. Der Hnergiepegel
des Kondensators 63 wird auf diese Weise (line nennenswerte
Verluste an elektrischer Energie auf den gewünschten
Wert zurückgebracht.
Eine in den Kreis elnreschaltete Diode 68 ver- | hindert ein Weiterschwingen und eino etwaige Rückführung von
Energie aus dem Kondensator cj in die Induktivität 78 für
den Fall, daß die Schwingungsdauer wegen Kreistoleranzen und -änderungen !deiner a".s dar Γ>- r-^elte de: Rücklauf intervalles
ist,
.Flg. ;■ zeigt ei::e w. itore Aus führung Ef orrr einer
Ltnesrit:5'ts!<o:'rektur3chal tunR £r. e r::' ir der Erfindung. Diese Anordnung
1:... erscne i deV ;;ie;: ν·,, π ■■';■■. ir Ii[Z. 1 s::w~.r,.i bezüf-
) UHiGiNAL
/ G19 a
^ -8- 15U342
lieh der Ausgangsverstärkerstufen als auch der zweiten
Stufe des Ausgangstransformators. Der Ablenkkreis hat einen vergleichsweise größeren Wirkungsgrad und der Ausgangsverstärkertransistor
100 arbeitet in der wie dargestellt geerdeten Emitterschaltung. Aus Wärmeableitungsgründen ist es
vorteilhaft, die Kollektorelektrode 101 an Masse zu legen.
Der Ausgangsverstärkertransistor 100 arbeitet als Schalter, während ein entsprechend angeordneter Transistor 102 einen
gewünschten Betriebsspannungspegel gewährleistet« Das Steuersignal 26 wird durch einen Kopplungstransformator 108
und eine Schaltungsanordnung, die Widerstände 110, 112 und einen Kondensator 114·- zur Herabsetzung der Schaltzeit des
Kreises enthält, zwischen die Basis 104 und den Emitter des Ausgangstransistors gekoppelt. Zwischen Kollektor und
Emitter des Ausgangstransistors ist eine Diodenanordnung geschaltet, welche Zenerdioden 116 zum Schutz des Transistors
und eine Dämpferdiode 118 umfaßt.
Eine-Primärwicklung 116 eines Ausgangstransi'ormators
119 ist mit einem Ablenkstromkreis, der eine Induktivität
20 und einen Kondensator 121 enthält, und eine Emitterelektrode 123 des Transistors 102 gekoppelt. Die Induktivität 12.C und der K ndensator 121 sind auf die dritte
Harmonische der Ablenksignalfrequenz gekoppelt und begrenze,n
die Spitzenspannungen am Ausgangstransistor 100. Ein Kondensator 122 stimmt den den Transformator und eine reflektierte
Impedanz enthaltenden Krelt; auf eine Frequenz ab,
r ist . ■ ■■■■■-. .■■-.·■ -■■
die größer/als die Frequenz dos Sjgnali: 26. Die Betriebs-
BAD
CO ib3C /0 1 9 8^ ■■■·■" "■ -: -
-9- - ' ■ ■
gleichspannung für die Transistoren wird von einer Quelle
124· geliefert und zwischen eine Kollektorelektrode 12β des
Transistors 102 und die Kollektorelektrode 101 des Transistors 100 gelegt. Die Vorspannung für eine Basis Γ56 des Transistors
102 wird durch einen Widerstandsspannungsteiler mit den Widerständen 130, 132, 154 erzeugt.
Der Transformator II9 enthält eine geteilte
Sekundärwicklungsanordnung mit Wicklungen 138, l40, deren
Wicklungssinn durch Punkte angegeben ist.Die Strahlablenkwicklung; 12 ist mit den getrennten Sekundärwicklungen in
Reihe geschaltet. Es ist vorteilhaft, die Ablenkwicklung
in der dargestellten Weise anzukoppeln»/ um ein Nachschwingen
am Ende -des■Rucklaufintervalles weitgehend zu vermeiden. Zur '
Zentrierung des Elektronenstrahles dient eine Schaltungsanordnung,
die eine Gleichspannungsquelle 142, einen einstellbaren Widerstand 144, eine Drossel l46, die einen hohen
Wechselspannungswiderstand darstellt, und einen Strombegrenzungswiderstand 148 für den Zentrierstrom enthält.
Der Linearitätskorrekturkreis enthält einen Speicherkondensator 150, der in der oben erwähnten Weise mit
einer einstellbaren Induktivität 152 einen Resonanzkreis
. . .- ■■■".■■'. ■-..■■ .
bildet, und einen Ladekreis. Der Ladekreis enthält die Spannungsquelle
142, einen einstellbaren Linearitätsstromsteuerwiderstand
154 und eine Induktivität 156. Die Spannungsquelle
142 ist durch einen Kondensator IbG für Signalwechselspannungen
überbrückt. Um sowohl eine von Spitze zu Spitze gerechnete Amplitude für das der Äblenkwlcklung zuzuführende
15143Λ2
Linearitätskorrektursignal zu erreichen als auch eine
Spannungsquelle 142 mit einer Spannung verwenden zu können,
die sich auch zur Speisung anderer Kreise des Gerätes eignet, wird die am Kondensator 150 entstehende KorrektUrspannung
über einen Transformator 158 auf den Ablenkkreis gekoppelt. Das Korrektursignal wird einer Primärwicklung I56 dieses
Kondensators zugeführt und an einer Sekundärwicklung entsteht eine Spannung, die über einen Gleichströme sperrenden Kondensator
±6k der Sekundärwicklung l40 des Ausgangstransformators 119 zugeführt wird. Der Ablenkwicklungsstrom fließt
durch einen Widerstand I65 relativ kleinen Widerstandswertes und die dabei an diesem Widerstand I65 entstehende Spannung
steht zur Steuerung von Ablenkkreisen anderer Einrichtungen zur Verfügung, z.B. von Vidiconröhren in einer Farbfernsehkamera
oder -anlage.
Die im Kondensator I50 gespeicherte Energie
wird ähnlich wie beim Kondensator 153 der Fig· 1 durch eine
Schaltungsanordnung wieder in den Kreislauf zurückgeführt, vrelche einen Schalttransistor 166 enthält, der durch einen
Impuls gesteuert wird., welcher an einer Wicklung I68 des
Transformators II9 entsteht. Eine Diode 170 verhindert, daß
die Energie im Kondensator nach Ablauf eines halben Sehwingungszyklus"
in den Kreis zurückfließt. Die Anordnung enthält aißerdem V/iderstände 172, Γ?4 und einen Kondensator I76 zur
Herabsetzung der Zeit, die zum Umschalten des Transistors
166 zwischen dem gesperrten und dem Kollektorstrom führenden
Zustand erforderlich ist.
ν / η 1 ω et BAD
Claims (1)
- ρ t *-11-P itentansprtlche.1. Schaltungsanordnung zum Ablenken eines)Elektronenstrahls mit einer Ablenkwicklung, die über einen Ausgangetransforinator mit einem periodisch veränderlichen* aMgesahnfönslgen Ablenkstron» gespeist wird und mit einem Kondensator gekoppelt ißt, gekennzeichnet du r ch eine Schaltungsanordnung, die den Kondensator derart Bit elektrischer Energie speist, daß an ihm w?ihrend eines HinlaufIntervallen (IL1' eine spannung mit einer LinearitMtßkorrekturschv/ingung auftritt; durch eine InduktivitKt, die mit dem Kondensator einen Schwingkreis bildet, dessen Eigenschwingungsdauer (TR) wenigstens annKhernö gleich den Doppelten der Dauer (TR) eines Rücklaufintervallee dee Ablenksyklue (T„) ist und durch eine Schalterkreieanordnung, die mit dem Kondensator und der Induktivit'Ht in eine Stromkreisechleife geschaltet let und autoraatiech in diese Schleife wührend des Hinlaufintervallee eine relativ hohe---Impedanz und während de« RücklaufintervalIce eine relativ niedrige Iapedanx einführt.i?« Ablenkschaltung nach Anspruch 1 bei welcher der den Ausgangetransformator enthaltende Kreis eine erste Spannung an einer mit der A-blenkKicldunc gekuppelten fekundSn*icklung erzeugt, d a d u r c.h g e ken η ζ e i c h-098 3,:7 0 1 9"8" : "'net« daß die Anordnung zum Koppeln von elektrischer Energie auf den Kondensator (63, 150) eine Induktivität (64« 156) und eine σIeIchstromquelle (66, 142) enthält, daß die Kondensatorspannung derart auf die Transformatorwloklung (60, 140) gekoppelt ist, daß an der Ablenkwicklung (12) die Summe aus der ersten Spannung und der Kondensatorspannung auftritt, daß die ersterwähnte Induktivität (78, 152) mit dem Kondensator bei einer F- equeriK schwingt, die einer Schwingungedauer (TRq) entspricht, die wenigsten« annähernd gleich dem Doppelten der Dauer (T ) eines RücklaufIntervalle· dee f-blenkzyklus ist; daß die Schalteranordnung einen Traniietor (76, 166) mit Emitter und Kollektor enthält, daß der Kondensator* die 2welte Induktivität, Kollektor und Emitter des Transistors in die Stromkreisschleife eingeschaltet sind, und daß dorn Transistor ein periodisches Signal zügefUhrt ist, da» den Kollektorstrom des Trane!store wahrend de» Hinlaufintervalles (TT) dee Ablenkzyklus eperrt, wahrend des Rucklaufintervalles (TR) jedoch einen Kollektoretrom fließen lSßt.j>. Ablenkschaltung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität durch eine Primärwicklung (I56) eines zweiten Transformators (15β) gebildet wird und daß eine Sekundärwicklung (3 62) dieses Transformators mit der Sekundärwicklung (140) des ersten Transformators (119) gekoppeltiSt' bad O009 830/0198•Ö-■■■■""' " " 4', Ablenkschaltung na eil einem der vorhergehendem Ansprüche, ge kennzeichnet d u r c h eine in den Schalterkreis eingeschaltete Diode (88, 170).5, Ablenkschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e fc, daß das Steuersignal für den Schaltertranaistor {76, 166) durch eine weitere Sekundärwicklung (82,^168) des Ausgangstransformators (1.Q]1 II9) goliefert wird.6. Ablenkschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e η η ζ e i ch net, daß die Ablenkspulen (12) die Zeilenablenkspulen einer Fornsehaufnahmeröhre sind,9830/0198
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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