DE1589840A1

DE1589840A1 - Treiberschaltung fuer magnetische Ablenksysteme

Info

Publication number: DE1589840A1
Application number: DE1967G0050828
Authority: DE
Inventors: Perkins Donald William
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-11-07
Filing date: 1967-08-05
Publication date: 1970-06-25
Also published as: DE1589840B2; GB1183074A; US3426241A; DE1589840C3

Description

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r- Wilhelm Boichel ^{4 ü}

Fiankfuri/Main-l

Parksiraße i3 5202

General Jilectric Company, Schenectady, H".Y./USA

Treiberschaltung für magnetische Ablenksysteme

Die Erfindung bezieht sich auf Treiberschaltungen für magnetische Ablenksysteme mit Jochen, wie sie bei Katodenstrahlröhren verwendet werden und befaßt sich insbesondere mit solchen Schaltungen, durch die sich hohe Ablenkgeschwindigkeiten erzielen lassen, ohne daß eine entsprechende Hochspannungsquelle vorhanden zu sein braucht.

Zu den Schwierigkeiten, die man für lange Zeit für den Aufbau von magnetischen Ablenksystemen für sehr erschwerend hielt, insbesondere bei Anwendungen, die veränderliche Strahlablenkgeschwindigkeiten erfordern, zählt, daß die Speisespannung so groß sein muß, daß sie über das magnetische Ablenkjoch die größte geforderte Ablenkgeschwindigkeit erzeugt; bei einer Spannungsquelle so hoher Spannung ist die Verlustleistung in den Treiberverstärkern bei kleinen Ablenkungsgeschwindigkeiten oder im Ruhezustand unerwünscht groß. Da sich die Gesamtverlustleistung gewöhnlich proportional zur Speisespannung vergrößert, ergibt, sich durch die Notwendigkeit einer sehr hohen Spannungsquelle eine entsprechend große Verlustleistung und ein relativ kleiner Wirkungsgrad, der besonders bei Festkörperschaltungen ungünstig ist.

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Um diese Schwierigkeiten zu vermindern, wurden verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, die Energiespeichervorrichtungen verwenden, die so geschaltet sind, daß sie ihre gespeicherte Energie über die Ablenkjoche abgeben, wenn hohe Ablenkgeschwindigkeiten erwünscht sind und die während der Zeitabschnitte, während denen mit geringen Ablenkgeschwindigkeiten gearbeitet wird, wieder geladen werden. Bei einer dieser | bekannten Anordnungen wird die Snergiespeichervorrichtung durch einen Transformator gebildet.

Gemäß der Erfindung wird ein Treibersystem für magnetische Ablenkung verwendet, welches einen induktiven Energiespeicher verwendet, der die Leistung für die Spitzenwerte der Ablenkgeschwindigkeit abgibt, der jedoch nur eine Spule mit einer einzigen Wicklung erforderlich macht, die in ihrem Aufbau und in ihren Arbeitskenngrößen nicht kritisch ist und einen relativ hohen Arbeitswirkungsgrad ermöglicht.

Gemäß der Erfindung ist in einem bevorzugten Ausführungsbeik spiel eine Treiberschaltung für magnetische Ablenkung vor-r gesehen, die zwei im Gegentakt geschaltete Umkehrverstärker enthält, und die differenzmäßig den Treiberstrom durch die Wicklungen des Ablenkjoches steuert, welche vorzugsweise als einzelne Wicklung mit einer Mittelanzapfung ausgebildet ist, wobei die Mittelanzapfung mit der Treiberspannungsquelle über ein induktives Energiespeicherelement verbunden ist. Dieses Element hat einen Induktivitätswert, der verglichen mit dem der Jochwicklung relativ groß ist. Um sicher zu stellen, daß sich die in der Spule gespeicherte Energie auf einem bestimmten Wert befindet,

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enthält die Schaltung einen Rückkopplungswiderstandszweig, durch den eine gewöhnliche Stromrückkopiplung erreicht wird, die so wirkt, daß der Gesamtstrom durch die beiden Jochwicklungen nahezu konstant sich auf einem so hohen Wert befindet, daß das Produkt aus Strom und Induktivität eine entsprechende Energiespeicherung ergibt. Es kann auch Differenzstromrückkopplung vorgesehen sein, damit die Linearität zwischen dem Ablenktreibersignal und dem Eingangssignal sichergestellt ist. Jeder der Umkehrverstärker enthält vorzugsweise einen Ausgangstransistor, dessen Basissignaleingang und dessen Differenzrückkopplungswiderstand in Reihe mit der Kollektoremitterschaltung geschaltet ist. Eine solche Anordnung kann eine Kompensation des Basisstromes erforderlich machen, und es können Einrichtungen zu diesem Zweck in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen sein. Mit dieser Anordnung werden relativ große Strahlablenkgeschwindigkeiten möglich, ohne daß eine entsprechende Hochspannungsquelle vorhanden sein muß und wobei nur ein relativ kleines und nicht kritisches induktives Bauelement notwendig ist, um die gewünschte Verminderung der Treiberspannung zu erreichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig.. 1 ein schematisches Schaltbild einer Treiberschaltung für magnetische Ablenkung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schar von Kurven der Spannungs- und Strombe::iehunf": ir. äer Schaltung nach Fi^. 1;

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Pig. 3 ein schematisches Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Treiberschaltung für magnetische Ablenkung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Teil eines Schaltbildes, der eine abgewandelte Ausführung einer Teilschaltung der Schaltung nach Fig. 3 enthält und

Fig. 5 ein Teil eines Schaltbildes, das eine andere abgewandelte Ausführungsform einer Teilschaltung der Schaltung nach Fig. 3 enthält.

In Fits". 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein magnetisches Ablenkjoch für eine Katodenstrahlröhre (nicht dargestellt) enthält zwei entgegengesetzt gepolte Wicklungen 11 und 13, die an einer Mittelanzapfung 15 mit einem induktiven Energiespeicherelement 17 verbunden sind und über dieses Element mit einer Klemme 19 einer Hochspannungsqüelle verbunden sind, wodurch die primäre Leistungsschaltung für das Ablenkjoch gebildet wird. Der Treiberstrom durch die Wicklungen 11 und 13 der Ablenkspule wird durch zwei Umkehrverstärker 21 und 23 gesteuert, die wiederum durch die I/ifferenzausgangsspannungen eines Verstärkers 25 gespeist werden, und zwar entsprechend der Steuerung durch Eingangs signale, die den i»iff er enz eingangs klemmen 27 und 29 des Verstärkers 25 zugeführt v/erden.

Die Verstärker 21 und 23 enthalten je einen Hochstromtransistor 31 bzw. 33, die in Emitterbasisschaltung geschaltet sind und deren Basis der Eingang ist. Die emitter sind über

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zwei stromempfindliche Rückkopplungswiderstände 35 und 37 mit Masse verbunden, an denen ein Differenzstromrückkopplungssignal abgegriffen wird und dem Differenzeingang des Differenzverstärkers 25 durch Widerstände 39 bzw. 41 gegengekoppelt zugeführt wird, wodurch der Rückkopplungssignalpegel gesteuert wird. Die so erzielte Differenzstromrückkopplung dient dazu, die Arbeitsweise des ganzen Treiberverstärkers zu linearisieren und Proportionalität zwischen dem Ablenktreiberstrom und den Eingangssignalwerten in allgemein üblicher Weise sicherzustellen.

Zusätzlich zu dieser Differenzstromrückkopplung ist auch eine gewöhnliche Stromrückkopplung vorgesehen, dadurch daß zwei mittelwertbildende Widerstände 43 und 45 vorgesehen sind, zwischen denen eine gemeinsame Verbindung 46 einen Mittelwert des Gesamtstromes bildet und dieses gewöhnliche Stromrückführungssignal dem Differenzverstärker 25 über eine Gegenkopplungsleitung so zuführt, wie es weiter unten in Einzelheiten beschrieben ist. Dieses gemeinsamsRückkopplungsstromsignal hilft hohe Ablenkgeschwindigkeiten dadurch zu erzielen, daß es die Größe der Änderungen in der Summe der YiTic kl ungs ströme des Ablenk Joches begrenzt, so daß dann wenn der Strom durch eine der Wicklungen des AblenkJoches vermindert wird, der Strom durch die andere Wicklung erhöht wird, so daß der Gesamtstrom nahezu auf einem konstanten Wert bleibte Die gewöhnliche Stromrückkopplung dient ferner dazu, den Gesamtstrom auf einem Wert zu halten, daß diein der Spule 17 induktiv gespeicherte Energie immer genügend so groß ist, daß sie eine Spannungsanhebung hervorruft, die ausreicht, um die gewünschte hohe Ablenkgeschwindigkeit zu

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erzeugen. Aus diesem Grund ist die Spule 17 so ausgewählt, daß ihre Induktivität ein Vielfaches der Wicklungen des Ablenkjoches ist, wobei ein Verhältnis von 50:1 kennzeichnend ist. Wenn die Induktivität des AblenkJoches beispielsweise 120 mikrohenry beträgt, dann wären für die Induktivität 17 6 millihenry ein geeigneter Wert und die Spule kann als bekannte Eisenkernspule mit diesem Induktivitätswert ausgebildet sein.

Das bis jetzt beschriebene System arbeitet mit geringeren Ablenkgeschwindj^eiten als ein einfacher A-Verstärker und als ein einfaches Ablenkjoch. Wenn jedoch die Ablenkgeschwindigkeit erhöht wird, dann wird sich einer der Transistoren 31 oder 33 sättigen und zu diesem Zeitpunkt wird das Anwachsen des Stromes auf der einen Seite der Schaltung langsamer vor sich gehen als das Abnehmen des Stromes auf der anderen Seite, wodurch eine Verminderung des Gesamtstromes auftritt. Die Induktivität der Spule 17, die, wie oben erwähnt wurde, sehr groß im Vergleich zu der Jochinduktivitat ist, wirkt der Änderung des Gesamtjochstromes entgegen und erhöht die Spannung an der Jochmittelanzapfung, um den Wert dieses Stromes konstant zu halten. Das Anwachsen der Spannung hält so lange an, bis die Summe des Wertes des Spannungsanstieges auf der gesättigten Seite und des Wertes des Abfalles auf der entgegengesetzten Seite gleich dem Wert der Änderung ist, der durch das Eingangssignal ge- / fordert wird.

In der eben beschriebenen Weise wird durch die Spule 17 die notwendige Sρannungserhöhung vorgesehen, damit die geforderten

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Spitzenwerte der Ablenkgeschwindigkeit erzielt werden, während die mittlere Treiberverlustleistung auf einem gleichen Wert wie die mittlere Ablenkgeschwindigkeit gehalten wird. Bei dieser Betriebsweise erhält die Spule eine wesentliche Unterstützung durch die oben beschriebene allgemeine Stromrückkopplungsschaltung. Wie diese Arbeitsweise erzielt wird, kann man am besten dann verstehen, wenn man die Spannungs- und Stromverhältnisse betrachtet, die in den Kurven der Fig. 2 dargestellt sind.

Wenn ein rechteckiges Eingangssignal, wie es in Fig; 2 A dargestellt ist, zugeführt wird, dann wird der Differenzverstärker 25 einen der Transistoren 31 bzw. 33 nichtleitend machen und den anderen in Sättigung bringen; zur Erläuterung sei angenommen, daß das Eingangssignal derart gepolt ist, daß der Transistor 31 nichtleitend wird. Wie oben erwähnt wurde, wird der in dem Transistor abgeschaltete Strom rascher abnehmen als der Wert des Stromes in dem Transistor zunehmen kann, der sich in Sättigung befindet, so daß der Gesamtstrom durch die Schaltung abnehmen wird. Dies ist in Fig. 2 B in der Kurve i. dargestellt, die den in die Mittelanzapfung des Joches fließenden Strom und somit den Gesamtstrom zeigt. Der Strom ip, der durch den Transistor 31 fließt, der nichtleitend wird, fällt sehr schnell auf Hull ab, wie es in Fig. 2 0 gezeigt ist, so daß die Spannung am Kollektor dieses Transistors, nämlich die Spannung ν ρ sehr stark anwächst, wie es durch die Kurve Vp in Fig. 2 G dargestellt ist. Ein oberer Grenzwert für diesen Spannungsanstieg ist durch eine Einrichtung gegeben, die weiter unten beschrieben wird, damit keine Spannungs-

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werte erzeugt werden, die die Spannungen übersteigen, denen die Transistoren ausgesetzt werden können.

Wie in Fig. 2 B dargestellt ist, wird die Spannung v^ an der Mittelanzapfung 15 des Joches stark ansteigen, weil die Schaltung trotz der wirksamen höheren Impedanz, die sich aus dem Nichtleitendwerden des Transistors 31 ergibt, fc einen konstanten Strom aufrechterhält. Diese Spannung wird normalerweise auf einen Wert anwachsen, der etwa halb so groß ist wie die Spitzenspannung Vp, wobei sich diese deshalb auf einem höheren Viert befindet, weil die Selbstinduktivität der Wicklung 11 des Joches vorhanden ist und weil sich der Strom durch die Wicklung infolge des liichtleitendwerdens des Transistors 31 ändert.

Diese hohe Spannung v.. an der llitteianzapfung 15 des Joches erhöht das Anwachsen .es Stromes i, durch den anderen Transistor 33, wodurch sich der Gesamtstrom durch die Wicklung 13 des' Joches erhöht und die Ablenkgeschwindigkeit des Strahles der Katodenstrahlröhre sich vergrößert, die natürlich proportional zur Differenz zwischen diesem Strom und dem Strom i_? ist. D.h., daß die Strahlablenkgeschwindigkeit proportional zu dem Jochdifferenzstrom ip - i·* ist, wie es in Fig. 2 E dargestellt ist. Eine Spannung v^ fällt so ab, v/ie es in Fig. 2 D dargestellt ist, da der Widerstand des Transistors 33 bei der Sättigung dieses Transistors ganz niedrig wird, und sie wächst dann allmählich mit dem Anwachsen des Stromes durch den Transistor 33 an, wodurch sich der Spannungsabfall an diesem Transistor und an dem

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stromempfindlichen Widerstand 37, der in Reihe dazugeschaltet ist, erhöht.

Wie man in den Jig. 2 B und 2 G sieht, zeigen der Strom und die Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Eingangsstufenwert'einen abrupten Übergang, wobei der Augenblick, zu dem dies geschieht, mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, bei dem der Differenzstrom (i₂ - i*) des Joches einen Wert erreicht, der von dem Eingangssignal gefordert wird. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Spannung V₂ auf den Wert der Spannung v, ab, bis der gewöhnliche Strom i- wieder seinen hohen Wert erreicht, wobei zu diesem Zeitpunkt die Spannungen Vp und v, wieder auf ihren anfänglichen Ausgangswert anwachsen» Entsprechend aufeinander folgende Werte ergeben sich bei der Spannung v.., deren Kurve in Jig. 2 B die zusammengesetzten Vierte der entsprechenden Kurven in Fig. 2 C und 2 D darstellt. Ein scharfes Anwachsen der Spannung v.. zu dem Zeitpunkt, wenn ein stufenförmiger Eingangsimpuls zugeführt wird, verursacht ein sehr rasches Anwachsen der Strahlablenkgeschwindigkeit, welche andernfalls eine Speisespannung erfordern würde, die wesentlich höher läge als auf diese Weise möglich ist. Wie schon oben erwähnt wurde, ist es erwünscht, die Differenzspannung zwischen den Schalttransistoren "zu begrenzen, damit eine-Zerstörung durch außerordentlich große Spannungen während des Schaltens vermieden wird. Eine Möglichkeit, diese notwendige Begrenzung zu erreichen, besteht darin, Avelanche- bzw. Lawinendioden zu verwenden, die den Transistoren parallel geschaltet sind, wobei sie entweder die Kollektoremitterstrecke überbrücken, wie es durch Dioden 47 und 49 in Jig.

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dargestellt ist oder aber dadurch, daß sie der Kollektorbasisstrecke parallel geschaltet werden. Ein solches Parallelschalten wird jedoch nicht in allen Fällen notwendig sein und die Dioden 47 und 49 können durch geeignete Wahl der Spannungsbetriebswerte der Transistoren und der Betriebsparameter entbehrlich werden.

In dem letzteren Falle wird der obere Grenzwert der Spannung durch die verteilten Kapazitäten der Spulenwicklung 17 und der Jochwicklungen 11 und 13 gegenüber LIasse bestimmt, wenn auch die Kapazität der zuletzt genannten Wicklungen normalerweise sehr klein verglichen mit der der Spule ist. Da der Strom durch die verteilte Kapazität der Spulenwicklungen direkt nach Masse fließt, umgeht er die stromempfindlichen Widerstände 35 und 37, und er könnte somit die Genauigkeit der Lage des Strahles der Katodenstrahlröhre beeinträchtigen. In der Praxis ist ^ies jedoch nicht bedeutsam, weil sich dieser Strom in einem Teil der Schaltung befindet, in dem die Linearität des Eingangssignals nicht kritisch und weil der Hebenstrom selbst sehr klein ist.

In Fig. 3 ist eine Schaltung ohne Avelanche- bzw. Lawinendioden dargestellt, bei der die Differenzverstärker-Schaltungen und die zugehörigen Rückkopplungsverbindungen ausführlicher gezeigt sind» In Fig. 3 ist der Differenzverstärker als ein Zweistufenverstärker dargestellt, wobei , die erste Stufe 51 einen üblichen Aufbau hat und beispielsweise als handelsüblicher Differenzverstärker in Mikrominiaturtechnik ausgebildet sein kann. Diese Stufe enthält Transistoren 53 und 55, deren gemeinsamer Emitteranschluß mit einer konstanten Stromquelle 57 verbunden ist»

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Der Differenzverstärker 59 der zweiten Stufe ist ähnlich aufgebaut und enthält am Emitter verbundene Transistoren 61 und 63, deren gemeinsamer Emitteranschluß mit einer Stromquelle 65 verbunden ist. Diese Stromquelle 65 gibt jedoch nicht wie die Stromquelle 57 des Differenzverstärkers 51 der ersten Stufe einen konstanten Strom ab, sondern ändert den Wert ihres Vorstromes entsprechend dem normalen Rückkopplungssignal, welches zwischen den Rückkopplungswiderständen 43 und 45 in einer -Treiberstufe abgenommen wird. Dieses Stromrückkopplungs'signal stellt den Arbeitspunkt des Transistors 67 ein, so daß es eine Änderung seines Kollektorstromes proportional zur Größe des Rückkopplungssignals bewirkt, und zwar in einer solchen Richtung, daß die Wirkung auf die Arbeitsweise der Transistoren 61 und gegengekoppelt ist, so daß der übliche Stromwert in der Ausgangsstufe auf einem nahezu konstanten Wert gehalten wird, der durch die Größe von stromempfindlichen Widerständen 35 und 37 ebenso wie durch die Größe von Widerständen 69 und 71 in der Stromquelle 65 bestimmt wird, wobei die letzteren beiden Widerstände vorzugsweise einstellbar gemacht werdan, wie es auch dargestellt ist, damit die Rückkopplung eingestellt werden kann. Die Verstärkung durch diese Schaltung ist bei gewöhnlichem Betrieb und bei offener Schleife so bemessen, daß sie relativ kleiner ist, als die Verstärkung bei offener Schleife im Differenzbetrieb, so daß bei hohen Ablenkgeechwindigkeiten geringe Schwankungen im Gesamtstrom auftreten können, wie es in der Kurve I₁ in Pig. 2 B dargestellt ist. Diese vorübergehende Verminderung des genannten Stromwertes unter den normalen konstanten Wert ist, wie es oben mit bezug auf Fig. 2

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erklärt wurde, notwendig, damit die induktive Spule 17 den Wert der Treiberspannungen v., und ν ρ oder v,, die für hohe Ablenkgeschwindigkeiten erforderlich sind, in gewünschter Weise ansteigen lassen kann.

In Pig. 3 ist die Ausgangsstufe, die Umkehrverstärker 21 und 23 enthält, dargestellte Sie unterscheidet sich jedoch von Fig. 1 darin, daß sie Vorrichtungen enthält, die die Wirkung der Änderungen des Transistorbasisstromes auf die gewünschte Linearität der Beziehung zwischen Jochtreiberstrom und Eingangssignal vermindert. Die stromempfindlichen Widerstände 35 und 37 führen nicht nur den Strom, der ihnen durch die entsprechenden WicKlungeri 11 und 13 des Ablenkjoches zufließt, sondern es fließen auch die Eingangssignalströme für die Steuerelektroden 32 und 34 der Ausgangstransjsfcoren 31 und 33, d.h. die entsprechenden Transistorbasisströme durch sie hindurch. Bei einigen Be_ triebsbedingungen können diese Transistorbasisströme Werte erreichen, die so groß sind, daß die durch sie hervorgerufenen Abweichungen bei der Jochstrommessung unzulässig hoch sind. Um auf diese V/eise gegebene Fehler zu vermindern oder zu vermeiden, kann irgendeine der Schaltungsanordnungen der Fig. 3_} 4 und 5 verwendet werden.

In Fig. 3 sind die ./irkunren des Basisstromes dadurch vermindert, daß ein zusätzlicher Treibertransistor 73 für den Ausgangstransistor 31 und ein ähnlicher Treibertransistor 75 für den Ausgangstransistor 33 verwendet wird, wobei der Treiber- und der Ausgangstransistor so in Reihe geschaltet sind, daß sie eine Darlingtonschaltung bilden. In dieser Anordnung ist der Treibertransistorbasisstrom der einzige

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.Eingangsstrom von beiden Transistoren, der nicht durch die Wicklung des Ablenkjoches fließt und wegen der großen Stromverstärkung der Darlingtonschaltung sind die Treibertransistorbasisströme verglichen mit den Ausgangsströmen vernachlässigbar klein« Deshalb werden Schwankungen des Treiberstromes die Genauigkeit der Jochstrommessung nicht wesentlich beeinflussen.

In Fig. 4 und 5 sind Anordnungen dargestellt, bei denen anstelle der nach Jig. 3 erzielten Verminderung der Wirkungen der BasisstrUmänderungen durch eine prozentuale Herabsetzung

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der Größe des Basiseingangsstromes eine Basis^kompensation verwendet wird«, Diese kommt dadurch zustande, daß dem Basisstrom ein komplementärer Strom hinzugefügt wird, dessen Größe sich so.ändert, daß sich der Basisstrom und der komplementäre Strom zu einem gemeinsamen konstanten Wert addieren. Mit anderen Worten, der komplementäre Strom ändert sich entgegengesetzt wie der Basisstrom, so daß beide zusammen einen konstanten Strom ergeben, der das Rückkopplungssignal, welches von den stromempfindlichen Widerständen 35 und 37 abgenommen wird, nicht beeinflußt.

In Fig. 4, welche nur einen Teil der Treiberausgangsstufe zeigt, die so abgewandelt worden ist, daß sie eine andere Möglichkeit der Basisstromkompensation ergibt, werden den Ausgangstransistoren 31 und 33 Basissignaleingangsspannungen von i'reibertransistoren 77 bzw. 79 zugeführt, und diesen werden wiederum Basiseingangsfipannungen von dem Differenzverstärker 59» der weiter oben anhand von Fig. 3 beschrieben worden ist, zugeführt. Der Spannungsabfall an Widerständen

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81 und 83, die jeweils mit -jem Kollektor einer der Treibertransistoren 77 und 79 verbunden sind, wird im wesentlichen durch zwei Kompensationstransistoren 85 und 87 konstant gehalten, die in der dargestellten Weise so verbunden sind, daß sie den Treibertransistoren parallel geschaltet sind, so daß sie einen Parallelstrom aufnehmen, der sich umgekehrt proportional wie aer Kollektorstrom

t des jeweiligen Treibertransistors ändert. Der aus Kollektorstrom des kompensierenden Transistors 85 und Jümitterstroms des Treibertransistors 77 zusammengesetzte Strom und der in ähnlicher Weise zusammengesetzte Strom der Transistoren 87 und 79 wird dann in jedem Fall auf einem konstanten Wert gehalten. Dadurch wird jede Änderung des Stromes in den, stromempfindlichen Widerständen ausgeschaltet, die andernfalls durch Änderungen des Basisstromes in den Ausgangstransistoren 31 und 33 entstünden, und die einzig mögliche Veränderung besteht darin, daß sich der Basisstrom des Treibertransistors und des Kompensationstransistors ändern; jedoch ist dies we^en der sehr hohen Verstärkung

. dieser Transistoren vernachlässigbar klein.

Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung, die sich darin unterscheidet, daß Dioden 89 und 91 zur Gewinnung der Kompensationsströme verwendet v/erden, welche parallel zu den Treibertransistoren 77 und 79 geschaltet sind. Wenn diese mit dem Smitterstrom vereinigt werden, welche die Basen der Ausgangstransistoren speisen, erhält man einen im wesentlichen konstanten Wert. Die Dioden 89- und 91 sind Avelanche- bzw. Lawinendioden, die mit nahezu konstanter Spannung arbeiten, wenn sie in Sperrichtung getrieben werden. Der

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Der Strom durch einen Widerstand 81 kann "beispielsweise durch die Diode 89 oder den Treibertransistor 77 und den Ausgangstransistor 31 fließen, es sind jedoch beide Ströme am Emitter des Transistors 31 wieder vereinigt, so daß der ganze Strom, der durch den Y/iderstand 81 fließt, auch durch den stromempfindlichen Widerstand 35 (Fig. 3), der mit dem Emitter des Transistors 31 verbunden ist, fließen muß. Da der Spannungsabfall an der Diode 89 unabhängig von j Änderungen des hindurchfließenden Stromes im wesentlichen konstant ist, bleibt· der Spannungsabfall am Widerstand 81 und der durch ihn hindurchfließende Strom auch im wesentlichen konstant, unabhängig von Änderungen des Verhältnisses, wie dieser Strom zwischen der Diode 89 und der Basis des Transistors 31 aufgeteilt .."ird. Auf diese Weise wird der Strom nahezu auf einem konstanten Wert gehalten, wobei der Anteil des Stromes der Treiberschaltung an dem Gesamtstrom durch den stromempfindlichen Widerstand 35 die Genauigkeit der Messung des vorübergehenden Jochstromes nicht beeinflußt.

Der Strom durch den Widerstand 81 wird sich in Abhängigkeit ' vom Kollektorstrom des Transistors 31 ändern, jedoch geschieht dies linear und nur als deine Änderung der Verstärkung und nicht als Faktor der Linearität. Die dynamische Impedanz der Diode 89 und der Basisstrom des Transistors 77 liefern einen ^erin^en Beitrag zu dem Gesamtstrom, jedoch sind diese Werte im allgemeinen vernachlässigbar zu dem Strom, der durch die Jochwicklung 11 und den Transistor 31 in den stromempfindlichen V/iderstand 35 fließt. Der Basisstrom des Transistors 33 wird auf ähnliche Y/eise mit Hilfe einer Diode 91, eines Transistors 79 und eines

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Widerstands 83 kompensiert.

In dieser Schaltung sind ebenso wie in der Schaltung nach Fig. 4 die Treibertransistoren 77-79 und auch die kompensierenden Transistoren 85-87 in Fig. 4 "von der Hochspannungsquelle für die Ausgangstransistoren getrennt und erfordern keine Hochspannungsbetriebsbasen. Diese Bauelemente können dershalb von den Verstärkertypen mit hoher Signalverstärkung uii·.- r'iit kleinen Basisströmen ausgesucht v/erden, wodurch jeder dadurch entstehende Fehler vermindert wird.

Beim Betrieb der Treiberschaltungen gemäß der Erfindung dient die Basisstromkompensationsanordnung, die eben beschrieben wurde, entweder dazu, den wirksamen Basiseingangsstrom zu vermindern, wie bei der Schaltung nach Fig. 3, oder solche Änderungen auszuschalten wie bei den Schaltungen nach Fig. 4 und Fig. 5. Bei jeder Anordnung kann die gewünschte Linearität des Ansprechbereiches und die gewünschte Linearität der Beziehung zwischen Ausgangs- und iiingangs-Signalen erfolgreich aufrechterhalten werden. Die Ablenktreiberschaltunren gemäß aer Erfindung ergeben einen relativ hohen ArbeitswirKurgsgrad, da die an der Klemme 19 ^ugtführte Spannung wesentlich geringer sein kann, als es sonst notwendig v/äre, und sie erreichen diese wesentliche Verringerung der erforderlichen Spannung ohne entsprechende aufwendigere Schaltung oder Verschlechterung der Arbeitsweise.

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Claims

Pa tentansprüche

1. Treiberschaltung für magnetische ATdlenkjoche mit gegensinnig gepolten Wicklungen mit einer gemeinsamen I-littelanzapfung und mit einem primären Leistungsstromkreis mit einer Eingangsklemme für eine Hochspannungs-uelle, gekennzeichnet durch eine Spule (17), deren Induktivität relativ groß im Verhältnis zur Induktivität des Joches ist und die die Hochspannungsquelle mit der · | Mittelanzapfung der Jochwicklung verbindet, wobei die Kapazität gegen Masse an der gemeinsamen Mittelanzapfung gleich der verteilten Kapazität der Jochwicklungen und der Spule gegen Masse ist, und durch zwei Umkehrverstärker (21, 23), von denen jeder mit einer der Jochwicklungen in Eeihe geschaltet ist und den Strom durch diese entsprechen· einem Eingangssteuersignal (27, 29), das den Verstärkern zugeführt wird, differenzmäßig steuert.

2. Treiberschaltung nach Anspruch 1,gekennzeichnet durch Stromabtaster (43, 45), die auf die Ströme in den Jochwicklungen ansprechen, wodurch ein Rückkopplungssignal abgeleit:t wird, welches ein Maß für den gemeinsamen ätromwert darstellt, und durch eine Rückkopplungsschaltung (25), die das Rückkopplungssignal den Verstärkern als Gegenkopplungssignal zurückführt, wodu ch die Größe der !.naerungen uer gemeinsamen Stromwerte bei großen Ablenkwerten durch uas Joch begrenzt werden.

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3. Treiberschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Differenzstromabtaster (35, 37) für den Jochstrora, die zwei Rückkopplungssignale erzeugen, von denen jedes ein Hab für den Strom in einer eier Jochwicklungen darstellt, und durch Schaltungselemente (39, 41, -^J1 » 59), die das Differeiizstromrückkopplungssignal für jede Jochwicklung dem zugehörigen Verstärker als Gegenkopplungssignal zuführen, v/o durch die '.rbeitsv/eise der Treiberschaltung linearisi-rt ^;.vird.

4. Treiberschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Diff erenzverst·' rker (25) mit ζ v/ei am Emitter verbundenen Transistoren (53, 55, 61, 63), die derart geschaltet sind, dak in den Umkehrvers'ji.'.rkern Jiffer· nzausgangssignale entsprechend den Differenzeingan.jS-signalen zuführen, v/obei sich ^r.as Verst^rkersi^nal entsprechend eier Größe dor Vnrstrora Tuelle ("5) ^r~es V rst^; "rke -κ ^;nde τ, und durch eine _f:est-.uerte :-;~;r·: e.'iuelle (57), die so rait α en .Transistoren verbunden ist, äaü sie ihnen Vorströne zuführt, die entsprechend dem gemeinsamen Stromrückkopplungssi^nol \^rerrndert v/erden.

5. Treiberschaltung nach Anspruch 2,dadur ch gekennzeichnet, daß jeder Verstärker eine SteuereleÄrode (32 oder 34) für einen Eingangsstrom enthr.lt, v/elcher den Strömen in den Jochwicklungen zugefügt v/ird, bevor sie durch den Stromabtaster gemessen v/erden, und eine Schaltung (73, 75 oder 77, 79, 85, 87, 61, 83 oder 77, 79, 89, 91, 81, 83) die jeden Fehler bei der Jochstrommessung ausgleicht, andernfalls durch den Strom der Steuerelektrode eingeführt würde.

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6. Treiberschaltung nach Anspruch 5, dadurch gek e η η ζ e ichnet, daß die Verstärker jeweils eine Ausgangsstufe (31 oder 33) und eine Treiberstufe (73, 75 oder 77, 79) aufweisen, die in Kaskade geschaltet sind, wobei "beide Stufen ihre großen Eingangsströme von der zugehörigen Jochwicklung (11 oder 13) erhalten, v/o durch der Ausgangsstrom der Treiberstufe,'der der Steuerelektrode der Ausgangsstufe zugeführt wird, nicht die Meßgenauigkeit des abgeleiteten Jochstromes (Pig. 3,4 und 5) beeintrfchtigt.

7. Treiberschaltung nach Anspruch 6, dadurch ge- I kennzeichnet, daß die .Kompensationsschaltung aus einer Stromquelle (77,79,81,63,85,87) besteht, die derart geschaltet ist, daß sie dem Jochstrom und dem Steuerelektrodenstrom einen Kompensationsstrom zuführt, dessen Größe in einem solchen Verhältnis zu dem Steuerelektroo.enstrom steht, daß ihre Summe nahezu konsta t ist, und der deshalb die Genauigkeit der Messung des Jochßtrcmes durch die Stromabtaster nicht beeinträchtigt (Pig. 4 und 5).

8. Treiberschaltung nach Ans ruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, da.;-, die Kompensationsscnaltung eine Stromquelle ist, die ein spannungsempfindliches L.ehaltungs- * element (6y oder 91) enthrlt, das in beiden Stufen parallel geschaltet ist., wodurch es den Kompensationsstrom so ver naert, daß'der Spannungsabfall an den stufen konstant gehalten wird. (Fig. 5)

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