DE1563633A1

DE1563633A1 - Regeleinrichtung zum gleichzeitigen Stabilisieren von Stroemen und Spannungen

Info

Publication number: DE1563633A1
Application number: DE19661563633
Authority: DE
Inventors: Cosgrove William Joseph
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1965-03-19
Filing date: 1966-03-18
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1117293A; NL6603564A; US3355621A; DE1563633B2; NL148768B; SE325049B

Description

P 15 β? 6ρ5.6 4. Juli 1969

(RCA 55 486 - 6301-66/Dr.v.B/Ro.

US-Ser.No. 44l,l86)

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

Regeleinrichtung zum gleichzeitigen Stabilisieren von Strömen und Spannungen.

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zum gleichzeitigen Stabilisieren von Strömen und Spannungen, und zwar insbesondere eine solche Regeleinrichtung, die nicht nur eine Stromquelle und zugleich eine Spannungsquelle weitgehend zu'stabilisieren sondern auch sicherzustellen vermag, daß etwaige Änderungen des Stromes jeweils von entsprechenden Spannungsänderungen begleitet sind.

In vielen Fällen ist es erwünscht, in einem bestimmten Strom kreis den Strom und in einem anderen Stromkreis die Spannung im wesentlichen konstant und zugleich die beiden Größen in einem festen Verhältnis zueinander zu halten. Beispielsweise im Betrieb einer Fernsehkamera mit einer Aufnahmeröhre vom Superorthikontyp erfolgt die Fokussierung des abtastenden Elektronenstrahls unter der gemeinsamen Steuerung eines innerhalb der Röhre erzeugten elektrostatischen Feldes und eines außerhalb der Röhre erzeugten elektromagnetischen Feldes. Dabei wird die Einrichtung zum Erzeugen des elektrostatischen Feldes durch eine Spannung, die Einrichtung zum Erzeugendes elektromagnetischen Feldes dagegen durch einen Strom gespeist. Da eine solche Aufnahmeröhre und ein Teil der dazugehörigen Energieversorgungseinrichtungen im normalerweise abgeschlossenen Inneren der Fernsehkamera angeordnet sind, ist bzw. sind eines-oder beide der Strahlfokussierungssysteme dem Einfluß der im Inneren der Kamera erzeugten Wärme ausgesetzt. Etwaige Temperaturänderungen in einer derartigen Kamera wirken sich daher im Sinne einer Änderung des Speisestromes und/oder der Speisespannung für die Fokussierungssysteme aus. Es

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ist erwünscht, daß einerseits sowohl der Fokussierungsstrom als auch die Fokussierungsspannung möglichst weitgehend konstant gehalten werden und andererseits aber auch dafür gesorgt wird, daß etwaige Änderungen z.B. des Stromes stets von entsprechenden Spannungsänderungen begleitet sind. !

Zweck der Erfindung ist es daher, eine Regeleinrichtung zum Stabilisieren von Strömen und Spannungen zu schaffen, bei der einerseits Strom und Spannung weitgehend konstant gehalten werden und andererseits etwaige trotz der Stabilisierung noch auftretende Stromänderungen von entsprechenden Spannungsänderungen begleitet sind.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird in der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung eine den zu stabilisierenden Strom darstellende Spannung mit einer festen Bezugsspannung verglichen und dieser im wesentlichen gleich gemacht. Sodann wird eine Probe der zu stabilisierenden Spannung mit der den Strom darstellenden Spannung verglichen und dieser im wesentlichen gleichgemacht.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsj3mäßen Regeleinrichtung.

Die Zeichnung zeigt eine bekannte Persehkameraröhre 1 vom Superorthikontyp, in deren Innerem ein Strahlerzeugersystem 2 mit Sekundärelektronen-Vervielfacher sowie eine elektrostatische Strahlfokussierungselektrode 3 angeordnet sind. Auf der Außenseite der Röhre sind die erforderlichen Zusatzeinrichtungen wie eine elektromagnetische Fokussierungsspule 4 und Strahlablenk- , wicklungen 5 angeordnet.

Die elektrostatische Fokussierüngselektrode J>, die einen Teil einer elektronenoptischen Strahlfokussierungslinse bildet, erhält eine geeignete Betriebsspannung von einem Potentiometer 6, das zu einem Spannungsteiler 7 gehört, der außerdem Widerstände 8 und 9 enthält, die im Emitterkreis eines Spannungsregeltransistors 11 liegen, dessen Kollektor an eine Spannungsquelle E, angeschlossen ist. Der Betriebsstrom für die Fokusslerungsspule 4 wird von der Spannungsquelle E₁ in einen Stromkreis eingespeist, der an den Kollektor eines Stromregeltransistors 12 angeschlossen ist, in dessen Emitterkreis ein aus Widerständen 14 und 15 bestehender

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Spannungsteiler IJ liegt.

PUr den Stromregeltransistor 12 verwendet man vorzugsweise einen Transistor mit großem Kollektorstrom-Basisstrom-Übertragungsverhältnis (Stromverstärkungsfaktor). Der Emitterstrom ist i daher im wesentlichen gleich dem Kollektorstrom, so daß der i. Spannungsabfall am Spannungsteiler IJ weitgehend dem Stromfluß ' im Kollektorkreis mit der Fokussierspule 4 entspricht. Eine Probe dieses Spannungsabfalls am Spannungsteiler IJ wird vom Verbindungspunkt l6 der Widerstände 14 und 15 abgenommen. Diese Span- ; nungsprobe entspricht dem jeweiligen Stromfluß in der Spule 4.

Die am Punkt 16 des Spannungsteilers IJ abgenommene Spannungs» probe wird mit einer gegenüber dem Schaltungsnullpunkt stabilen oder festen Bezugsspannung verglichen, die an der ungeerdeten Klemme einer Zenerdiode 17 ansteht. Dieser Vergleich erfolgt in einem Differenzverstärker 18 mit zwei Transistoren 19 und 21, deren Kollektorelektroden gemeinsam an eine Spannungsquelle E„ angeschlossen und deren Emitterelektroden zusammengeschaltet und geerdet sind. Die stabile Bezugsspannung liegt an der Basis des Transistors 19* während die Spannungsprobe auf die Basis des Tran-j sistors 21 gekoppelt wird. Die Kollektor- und Emitterkreise dieser* Transistoren sind identisch ausgebildet, so daß eine etwaige Differenz zwischen den an die Basiselektroden dieser Transistoren liegenden Spannungen die Erzeugung eines entsprechenden Fehlersignals an einer mit dem Kollektor des Transistors 21 verbundenen Ausgangsklemme 22bewirkt. Dieses Fehlersignal gelangt über einen Verstärker .25 zur Basis des Stroraregeltransistors 12 und bewirkt eine geeignete Veränderung des Kollektor-Emitterstromes dieses Transistors derart, daß am Punkt 16 des Spannungsteilers IJ eine Probenspannung erzeugt wird, die im wesentlichen gleich der Bezugsspannung an der Zenerdiode 17 ist. Auf diese Weise wird der Strom-; fluß in der Fokussierungsspule 4 geregelt und der Spannungsabfall . am Spannungsteiler IJ weitgehend stabilisiert.

Die am Punkt 24 des Spannungsteilers 7 anstehende Spannung entspricht der Speisespannung für die Fokussierelektrode J der Kameraröhre¹!. Diese Probenspannung wird mit dem Spannungsabfall, am Spannungsteiler IJ durch einen zweiten Differenzverstärker 25 verglichen, der zwei Transistoren 26, 27 enthält und ähnlich aus-

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gebildet ist und arbeitet wie der Differenzverstärker 18. Die der Basis des Transistors 2β zugeführte, im wesentlichen stabile Bezugsspannung, die dem Strobfluß in der Fokussierspule 4 entspricht wird als Vergleichsbezugsgröße für die am Punkt 24 des Spannungsteilers 7 anstehende Probenspannung, die der Basis des Transistors 27 zugeführt wird, verwendet. Eine etwaige Abweichung zwischen diesen beiden Spannungen erzeugt an einer mit dem Kollektor des Transistors 27 verbundenen Ausgangsklemme 28 ein Fehlersignal. Diese Fehlerspannung gelangt über einen Verstärker 29 zur Basis des Spannungsregeltransistors 11. Dadurch wird der Kollektor-Emitterstrom dieses Transistors in geeigneter Weise so verändert, daß die am Potentiometer β abgenommene und der elektrostatischen Fokussierelektrode 5 zugeleitete Spannung in einer vorbestimmten Beziehung zu dem in der elektromagnetischen Fokussierspule 4 fließenden Strom gehalten wird. Es wurde gefunden, daß ein im wesentlichen vollkommener Gleichlauf zwischen der elektrostatischen Fokussierspannung und dem elektromagnetischen Fokussierstrom durch geeignete Bemessung des Verhältnisses der Werte der Widerstände 8 und 9 sowie Einstellung des Potentiometers 6 des Spannungsteilers 7 erhalten werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1.) Regeleinrichtung zum gleichzeitigen Stabilisieren des Stromes in einem Stromkreis und der Spannung in einem anderen, damit ver-j knüpften Stromkreis, gekennzeichnet durch I eine erste Versorgungseinrichtung mit einem Stromregler (12) für ; die Stromversorgung des einen Stromkreises (4); eine zweite Ver- \ sorgungseinrichtung mit einem Spannungsregler (11) für die Spannungsversorgung des anderen Stromkreises (3); einen ersten Vergleicher (19* 21) zum Vergleichen einer stabilen Bezugsspannung mit einer den von der ersten Versorgungseinrichtung gelieferten Strom verkörpernden Spannung; einen zweiten Vergleicher (26, 27) zum Vergleichen einer den von der ersten Versorgungseinrichtung gelieferten Strom verkörpernden Spannung mit einer die von der zweiten Versorgungseinrichtung gelieferte Spannung verkörpernden Spannung, wobei die Ausgangsgröße des ersten Vergleichers die erste Versorgungseinrichtung regelt und die Ausgangsgröße des zweiten Vergleichers die zweite Versorgungseinrichtung regelt.

2.) Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei ohne t , daß mit dem Stromregler eine Einrichtung gekoppelt ist, die eine erste Probenspannung erzeugt, die

der Spannung entspricht, die den an den einen Stromkreis gelieferten Strom verkörpert; daß mit dem Spannungsregler eine Einrich-· ! tung gekoppelt ist, die eine zweite Probenspannung erzeugt, die ' der Spannung entspricht, welche die an den anderen Stromkreis ge- j lieferte Spannung verkörpert; daß der erste Vergleicher ein erstes Fehlersignal erzeugt, das die Differenz zwischen der ersten Pro- _; benspannung und der stabilen Bezugsspannung verkörpert und· den ^! Stromregler im Sinne einer Konstanthaltung des Stromes im einen Stromkreis und einer weitgehenden Konstanthaltung der ersten Probenspannung regelt; und daß der zweite Vergleicher ein zweites Pehlersignal erzeugt, das der Differenz zwischen der zweiten Pro- [ benspannung und der den Strom verkörpernden Spannung entspricht, ' wobei das zweite Pehlersignal den Spannungsregler im Sinne einer ^: weitgehenden Konstanthaltung der Spannung im anderen Stromkreis ' sowie so, daß diese Spannung in fester Beziehung zum Strom im j einen Stromkreis gehalten wird, regelt. . j

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3.) Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler ein Stromregeltransistor und der Spannungsregler ein Spannungsregeltransistor mit je einer Stromsteuerelektrode.ist, wobei das erste Pehlersignal der Steuerelektrode des Stromregeltransistors und das zweite Fehlersignal der Steuerelektrode des Spannungsregeltransistors zugeleitet wer-

den. j

4.) Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet⁵ durch einen Stromregeltransistor (12); einen Stromversorgungsjkreis mit der Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors zum Beliefern des einen zu regelnden Kreises mit Speisestrom; ein im ; Kollektor-Emitterkreis dieses Transistors liegendes Impedanzglied ! (1^) zum Erzeugen einer den Stromfluß im einen zu regelnden Kreis _; verkörpernden Spannung; eine Quelle (17) einer stabilen Bezugsspannung, wobei der erste Vergleicher (19* 21) durch Vergleichen > einer .ersten Probe der den Strom verkörpernden Spannung mit der j Bezugsspannung ein der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen! entsprechendes erstes Pehlersignal erzeugt, das der Basiselektrode des Stromregeltransistors zugeleitet wird; einen Spannungsrege1-

transistor (11); und einen die Kollektor-Emitterstrecke dieses i Transistors enthaltenden Spannungsversorgungskreis zur Belieferung; des anderen zu regelnden Kreises mit einer Speisespannung, wobei ; der zweite Vergleicher (26, 27) durch Vergleichen einer dem Spannungsversorgungskreis entnommenen zweiten Spannungsprobe mit der i den Strom anzeigenden Spannung ein zweites Pehlersignal erzeugt, das der Differenz zwischen der zweiten Spannungsprobe und der den ■ Strom anzeigenden Spannung entspricht, und wobei das zweite Fehlersignal der Basiselektrode des Spannungsregeltransistors zugeleitet¹ wird.

5.) Regeleinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichne;t| durch einen an den Emitter des Stromregeltransistors ange- i schlossenen ersten Spannungsteiler (14, 15)* wobei der erste Ver- ;

gleicher aus zwei Transistoren besteht, deren Kollektor- und Emit-' terelektroden gleichartig gespeist sind, und wobei die Basis des einen (19) dieser Transistoren an die Bezugsspannungsquelle (17) _; und die Basis des anderen (21) dieser Transistoren an den ersten Spannungsteiler angeschlossen sind derart, daß das erste Fehler-

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signal am Kollektor desjenigen Transistors, dessen Basis mit dem ersten Spannungsteiler verbunden ist, erzeugt wird; und einen an den Emitter des Spannungsregeltransistors angeschlossenen zweiten Spannungsteiler (6, 8, 9), der mit dem anderen zu regelnden Stromkreis verbunden ist, wobei der zweite Vergleicher ebenfalls aus zwei Transistoren (26, 27) besteht, deren Kollektor- und Emitterelektroden gleichartig gespeist sind, und wobei die Basis des einen (26) dieser Transistoren mit dem ersten Spannungsteiler und die Basis des anderen (27) dieser Transistoren mit dem zweiten Spannungsteiler verbunden sind derart, daß das zweite Fehlersignal am Kollektor desjenigen Transistors erzeugt wird, dessen Basis mit dem zweiten Spannungsteiler verbunden ist.

6.) Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn» zeichnet, daß das erste Fehlersignal der Basis des Strom-; regeltransistors über einen Verstärker (23) zugeleitet·wird, und daß das zweite Pehlersignal der Basis des SpannungsregeltransistorB über einen zweiten Verstärker (29) zugeleitet wird.

7.) Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für : die Strom- und Spannungsstabilisierung einer Fernsehkameraröhre, dadurch gekennzeichnet, daß der eine zu regelnde Stromkreis das elektromagnetische Strahlfokussiersystem und der andere zu regelnde Stromkreis die elektrostatische Fokussierelektrode der Kameraröhre enthalten.

Neue Unterlagen (Art. 7 % 1 Abs. 2 Nr. I Satt 3 de» Änderung·* ν. 4.9.1967J

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