DE1563633C3 - Stromversorgungsschaltung - Google Patents

Description

Es sind Regelschaltungen bekannt, bei welchen die Last über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Regeltransistors an der Spannungsquelle liegt und der Regeltransistor an seiner Basis mit Hilfe eines aus Schwankungen der an der Last liegenden Spannung abgeleiteten Fehlersignals im Sinne einer Konstanthaltung der Lastspannung als steuerbarer Vorwiderstand angesteuert wird (deutsche Auslegeschrift

1 134 742). Weiterhin' ist eine Schaltungsanordnung bekannt (deutsche Patentschrift 1 169 569), bei welcher zwei Spannungsstabilisierungsstufen in Reihe mit einer Stromstabilisierungsstufe geschaltet sind lind jede Stabilisierungsstufe eine eigene Zenerdiode als Bezugsquelle enthält. Diese Schaltung liefert einen konstanten Strom, welcher jeweils an der Reihenschaltung eines Spannungsregeltransistors mit einem Widerstand einen gesondert konstant gehaltenen Spannungsabfall hervorruft. Bei einer weiterhin bekannten Regelschaltung (»Stromversorgung elektronischer Schaltungen und Geräte« von S. W. Wagner, Hamburg 1964, S. 465, 475 und 480) zur Strom-Versorgung von Transistorgeräten sind ebenfalls mehrere Serienregler in Reihe geschaltet, die verschiedene stabilisierte Spannungen liefern und als Bezugsspannungsquelle eine einzige Zenerdiode verwenden.

In vielen Fällen ist es erwünscht, in einem bestimmten Stromkreis 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 der Erzeuger des elektrostatischen Feldes durch eine Spannung, der Erzeuger des elektromagnetischen Feldes dagegen durch einen Strom gespeist. Da eine solche Aufnahmeröhre und ein Teil der dazugehörigen Energieversorgungseinrichtungen im normalerweise abgeschlossenen Innern 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.

Bei einer bekannten Stromversorgungsschaltung für eine Fernsehkamera (USA.-Patentschrift

2 939 042) richtet sich die Höhe der erzeugten Fokussierspannung nach dem Spannungsabfall, den der erzeugte Fokussierstrom an einem Widerstand her-

vorruft. Auf diese Weise folgt die Fokussierspannung Änderungen des Fokussierstromes, jedoch ist eine besondere Regelung von Fokussierspannung und Fokussierstrom auf einen konstanten Wert nicht vorgesehen. Da ferner die Nachführung der Fokussierspannung hinsichtlich des Fokussierstromes in einem offenen Koppelkreis — also ohne Rückführung —· erfolgt, führen Veränderungen der Verstärkung oder Vorspannung einer vorgesehenen Gleichspannungsverstärkerröhre zu Nachführungsfehlern. Das gleiche tritt ein, wenn sich die der Fokuselektrode zugeführte Spannung durch andere Einflüsse, die nicht in den Nachführungskreis eingehen, verändert. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Schaltung liegt darin, daß trotz der Nachführung infolge der nicht vorgesehenen Regelung der Absolutwerte Änderungen der Rastergröße bei Änderungen der Versorgungsspannungen auftreten können.

Die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung besteht darin, zur Vermeidung dieser Nachteile außer einer Nachführung der Fokussierspannung nach dem Fokussierstrom auch eine möglichst gute Konstanthaltung der Absolutwerte von Fokussierstrom und Fokussierspannung zu gewährleisten. Bei einer einerseits weitgehenden Konstanthaltung von Fokussierstrom und -spannung sollen also andererseits trotz der Konstanthaltung etwa auftretende Stromänderungen zugleich entsprechende Spannungsänderungen hervorrufen.

Durch diese Maßnahmen wird die Fokussierung des Elektronenstrahls gegenüber den bekannten Schaltungen, welche nur eine Nachführung der Fokussierspannung nach dem Fokussierstrom ohne zusätzliche Stabilisierung der beiden Absolutwerte bewirken, wesentlich verbessert. Außerdem werden Änderungen der Rastergröße, welche andernfalls bei Änderungen der Versorgungsspannungen auftreten können, bei der erfindungsgemäßen Schaltung vermieden. Auch ist der schaltungsgemäße Aufwand gegenüber anderen bekannten Schaltungen, bei denen mehrere Ströme oder Spannungen konstant gehalten werden, vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung liegt darin, daß infolge der Rückführung der Fokussierspannung in die Regelschaltung Änderungen der Fokussierspannung, welche durch außerhalb des Stromregelkreises bedingte Einflüsse auftreten können, ausgeregelt werden, so daß die Fokussierspannung nicht nur durch die Konstanthaltung des Fokussierstromes, sondern durch einen zusätzlichen eigenen Regelkreis auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Dadurch wird jedoch die Nachführung entsprechend etwaigen Änderungen des Fokussierstromes nicht beeinträchtigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.

Die Zeichnung zeigt eine Fernsehkameraröhre 1 vom bekannten Superorthikontyp, in deren Innerem das Strahlerzeugersystem 2 mit Sekundärelektronen-Vervielfacher sowie die elektrostatische Strahlfokussierungselektrode 3 angeordnet sind. Auf ihrer Außenseite trägt die Röhre die erforderlichen Zusatzeinrichtungen wie die elektromagnetische Fokussierungsspule 4 und die Strahlablenkwicklungen 5.

Die elektrostatische Fokussierelektrode 3, die einen Teil einer elektronenoptischen Strahlfokussierungslinse bildet, erhält eine geeignete Betriebsspannung, die von einem Potentiometer 6 abgenommen wird, das zu einem Spannungsteiler? gehört, der außerdem Widerstände 8 und 9 enthält, die im Emitterkreis eines Spannungsregeltransistors 11 liegen,, dessen Kollektor an eine Spannungsquelle E₁ angeschaltet ist. Der Betriebsstrom für die Fokussierungsspule4 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 Spannungsteiler 13 liegt.

Für den Stromregeltransistor 12 verwendet man vorzugsweise einen Transistor mit großem Kollektorstrom-Basisstrom-Übertragungsverhältnis. Der Emitterstrom ist daher im wesentlichen gleich dem Kollektorstrom, so daß der Spannungsabfall am Spannungsteiler 13 weitgehend den Stromfluß im Kollektorkreis mit der Fokussierspule 4 reflektiert. Eine Probe dieses Spannungsäbfalls am Spannungsteiler 13 wird vom Verbindungspunkt 16 der Widerstände 14 und 15 abgenommen. Diese Spannungsprobe repräsentiert den jeweiligen Stromfluß in der Spule 4.

Die am Punkt 16 des Spannungsteilers 13 abgenommene Spannungsprobe wird mit einer gegenüber dem Schaltungsnullpunkt stabilen oder festen Bezugsspannung verglichen, die an der ungeerdeten Klemme einer Zenerdibde 17 ansteht. Dieser Vergleich erfolgt in einem Differentialverstärker 18 mit zwei Transistoren 19 und 21, deren Kollektorelektroden gemeinsam an eine Spannungsquelle E₂ und deren Emitterelektroden zusammengeschaltet und geerdet sind. Die stabile Bezugsspannung wird der Basis des Transistors 19 zugeleitet, während die Spannungsprobe auf die Basis des Transistors 21 gekoppelt wird. Die Kollektor- und Emitterkreise dieser Transistoren sind identisch ausgebildet, so daß eine etwaige Differenz zwischen den auf die Basiselektroden dieser Transistoren gelangenden Spannungen die Erzeugung eines entsprechenden Fehlersignals an einer· mit dem Kollektor des Transistors 21 verbundenen Ausgangsklemme 22 bewirkt. Dieses Fehlersignal gelangt über einen Verstärker 23 zur Basis des Stromregeltransistors 12 und bewirkt eine geeignete Veränderung des Kollektor-Emitterstromes dieses Transistors derart, daß am Punkt 16 des Spannungsteilers 13 eine Probenspannung erzeugt wird, die im wesentlichen gleich der Bezugsspannung an der Zenerdiode 17 ist. Auf diese Weise wird der Stromfluß in der Fokussierungsspule 4 reguliert und der Spannungsabfall am Spannungsteiler 13 weitgehend stabilisiert.

Die am Punkt 24 des Spannungsteilers 7 anstehende Spannung repräsentiert die Speisespannung für die Fokussierelektrode 3 der Kameraröhre 1. Diese Probenspannung wird mit dem Spannungsabfall am Spannungsteiler 13 durch einen zweiten Differentialverstärker 25 verglichen, der ähnlich ausgebildet ist und arbeitet wie der Differentialverstärker 18. Die der Basis des Transistors 26 zugeleitete, im wesentlichen stabile Bezugsspannung, die den Stromfluß in der Fokussierspule 4 repräsentiert, wird als Vergleichsbezugsgröße für die am Punkt 24 des Spannungsteilers 7 anstehende Probenspannung, die auf die Basis des Transistors 27 gekoppelt 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 Wei^e so verändert, daß die am Potentiometer 6 abgenommene und der elektrostatischen Fokussierelektrode 3 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 Proportionierung der Werte der Widerstände 8 und 9 sowie durch die Einstellung des Potentiometers 6 des Spannungsteilers 7 erhalten werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsschaltung zur Lieferung eines Stromes für die Fokussierspule und einer Spannung für die Fokussierelektrode einer Fernsehkamera, wobei die Fokussierspannung von dem Spannungsabfall an einem vom Fokussierstrom durchflossenen Widerstand abhängt, gekennzeichnet durch eine einzige Bezugsspannungsquelle (Zenerdiode 17) zur Konstanthaltung des Fokussierstromes und der Fokussierspannung, eine an diese Bezugsspannungsquelle angeschlossene, erste Regelschaltung für den Fo*- kussierstrom, welche ein Stromregelglied (Stromregeltransistor 12) und eine dieses mit einem ersten Fehlersignal ansteuernde erste Vergleichsschaltung (18) enthält, die das erste Fehlersignal aus einem Vergleich einer Teilspannung (am Widerstand 15) des vom Fokussierstrom hervorgerufenen Spannungsabfalls mit der Bezugsspannung erzeugt, und durch eine mit diesem Spannungsabfall (am Widerstand 13) beaufschlagte zweite Regelschaltung für die Fokussierspannung, welche ein Spannungsregelglied (Spannungsregeltransistor 11) und eine dieses mit einem zweiten Fehlersignal ansteuernde zweite Vergleichsschaltung (25) enthält, die das zweite Fehlersignal aus einem Vergleich einer von der Fokussierspannung abgegriffenen zweiten Teilspannung (am Widerstand 9) mit dem durch den Fokussierstrom erzeugten Spannungsabfall (am Widerstand 13) erzeugt.

2. Schaltung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelglied einen Stromregeltransistor (12) aufweist, dessen Kollektor mit der Fokussierspule. (4) verbunden ist und in dessen Emitterkreis der vom Fokussierstrom durchflossen Widerstand (13) liegt und dessen Basis das erste Fehlersignal vom Ausgang der als Differenzverstärker ausgebildeten ersten Vergleichsschaltung (18) zugeführt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang des Differenzverstärkers (18) an einer Zenerdiode (17) liegt und der andere Eingang an einen Abgriff (Teilwiderstand 15) des Emitterwiderstandes (13) des Stromregeltransistors (12) angeschlossen ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang der ersten Vergleichsschaltung (18) und die Basis des Stromregeltransistors (12) ein Verstärker (23) für das erste Fehlersignal geschaltet ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsregelglied einen als Emitterfolger geschalteten Spannungsregeltransistor (11) aufweist, an dessen Emitterwiderstand (7) die Fokussierelektrode (3) angeschlossen ist und dessen Basis die zweite Fehlerspannung als Ausgangssignal der als Differenzverstärker ausgebildeten zweiten Vergleichsschaltung (25) zugeführt wird.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang des Differenzverstärkers der zweiten Vergleichsschaltung (25) an den Emitterwiderstand (13) des Stromregeltransistors (12) und der andere Eingang an einen Abgriff (Teilwiderstand 9) des Emitterwiderstandes (7) des Spannungsregeltransistors (11) angeschlossen ist.

7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang der zweiten Vergleichsschaltung (25) und die Basis des Stromregeltransistors (11) ein Verstärker (29) für das zweite Fehlersignal geschaltet ist.