DE1614589B2

DE1614589B2 - Gegentaktablenkschaltung zur schrittweisen, elek tromagnetischen positionierung des elektronenstrahls auf dem schirm einer kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1614589B2
Application number: DE19671614589
Authority: DE
Inventors: chaner Thomas Leo Minneapolis Minn Ev (V St A )
Original assignee: Sperry Rand Corp New York N \ (VStA)
Priority date: 1966-09-02
Filing date: 1967-08-30
Publication date: 1971-07-08
Also published as: GB1185089A; DE1614589A1; US3421046A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gegentaktablenkschaltung zur schrittweisen, elektromagnetischen Positionierung des Elektronenstrahls auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mit mindestens zwei Stromverstärkern, die mit ihrer Ausgangsklemme an je einem Ende einer Gegentaktablenkspule angeschlossen sind, an deren Mittelabgriff eine Potentialquelle liegt.

Aus der britischen Patentschrift 836 060 ist eine elektromagnetische Ablenkschaltung für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Ablenkspule bekannt, deren Mittelanzapfung mit einer konstanten Stromquelle verbunden ist, während an den Spulenenden zwei Steuergeräte angeordnet sind, von denen die relative Stärke des Stromes eingestellt wird, der von einer konstanten Stromquelle aus durch die beiden Hälften der Ablenkspule fließt. Wenn die Ströme in den beiden Hälften der Spule gleich sind, hebt sich ihre Wirkung gegenseitig auf, weswegen der Elektronerfstrahl dann nicht abgelenkt wird. Wenn jedoch der Strom in der einen Hälfte der Spule vergrößert und in der anderen Hälfte verkleinert wird, wird der Strahl radial in einer Richtung abgelenkt, die durch die Orientierung der Spule festgelegt ist. Vorzugsweise ist eine konstante Stromquelle angeordnet, damit die maximale Ablenkung erzielt wird, wenn der gesamte Strom durch die eine Spulenhälfte und kein Strom durch die andere Spulenhälfte fließt. Eine lineare Form der Ablenkung wird dadurch erhalten, daß die Geschwindigkeit der Stromänderung in den beiden Steuergeräten passend eingestellt wird. Als Steuergerät wird ein Transistor benutzt, der den durch seinen Kollektorkreis hindurchtretenden Strom derart steuert, daß Änderungen der Kollektorspannung den Stromfluß nicht wesentlich beeinflussen. Wenn also der Kollektor an dem einen Ende der Ablenkspule liegt, haben Spannungsänderungen, die auf einen durch die Induktivität der Spule sich ändernden Strom zurückzuführen sind, kaum eine Wirkung auf den vom Transistor hindurchgelassenen Strom, der über den Basis-Emitter-Kreis gesteuert wird.

Gemäß einem eigenen, älteren Vorschlag, der der französischen Patentschrift 1 470 179 oder der deutschen Offenlegungsschrift 1524 512 zu entnehmen ist, wird die Position des Elektronenstrahls in Zeile und Spalte auf dem Röhrenschirm durch eine binäre Ziffernfolge festgelegt, die vorübergehend in den von je einem Flipflop gebildeten Stufen eines Registers festgehalten wird. So lange wie die binäre Ziffernfolge im Register ungeändert bleibt, nimmt der Elektronenstrahl die durch diese Folge festgelegte Position auf dem Röhrenschirm ein, in der über elektrostatische Ablenkplatten ein alphanumerisches Zeichen geschrieben wird. Anschließend wird der Inhalt des Registers um Eins vergrößert oder verringert, wodurch der Elektronenstrahl zu der benachbarten Position innerhalb der Zeile weitergeschaltet wird. An den Löschausgangsklemmen der Flipflops ist über einen Satz von Digital-Analog-Umsetzer-Schaltungen der Emitter des Transistors der zuvor erläuterten, bekannten Gegentaktablenkschaltung angeschlossen, während mit den Setzausgangsklemmen derselben Flipflops über einen komplementären Satz von Digital-Analog-Umsetzer-Schaltungen der Emitter des am anderen Spulenende liegenden Transistors in Verbindung steht. Jeder Satz von Digital-Analog-Umsetzer-Schaltungen besteht aus mehreren von je einer Flipflopausgangsklemme ausgehenden Leitungszweigen, die einen Verstärker und einen Bemessungswiderstand enthalten und schließlich am Emitter des betreffenden Transistors zusammengeschlossen sind. Die Größe der Bemessungswiderstände in den parallelen Leitungszweigen ist durch eine geometrische Reihe von R, R/2, R/4, R/8, R/16 usw. festgelegt, weil der Inhalt der Registerstufen um jeweils eine binäre Eins vergrößert oder verkleinert wird. Wenn beispielsweise die erste Stufe gesetzt ist, tritt ein Gesamtstrom von N Einheiten in den Emitter ein. Bei einer Vergrößerung um Eins wird die erste Stufe gelöscht und die zweite gesetzt, so daß nun der Gesamtstrom im Emitter 2 N Einheiten beträgt. Falls die beiden ersten Stufen gemeinsam gesetzt sind, wird der Gesamtstrom von 3 N Einheiten hervorgerufen. Wenn alle drei ersten Stufen gesetzt wären, würde sich ein Gesamtstrom von 7 N Einheiten ergeben.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß die Größen der in den parallelen Zweigen befindlichen Widerstände, die durch eine geometrische Reihe festgelegt sind, bei längerem Betrieb gewisse Abweichungen z. B. infolge der Alterung des Materials erfahren. Bei einer geringen Abweichung auch nur eines Wider-Standes verschiebt sich die zugehörige Zeichenposition auf dem Schirm, so daß das in dieser Position wiederzugebende Zeichen mit einem benachbarten Zeichen in Berührung kommt oder dasselbe sogar überschneidet. Ferner hat sich gezeigt, daß das Aussuchen und Prüfen von Widerständen, die genau einer geometrischen Reihe folgen müssen, beim Zusammenbau der vorgeschlagenen Schaltung mühselig und zeitraubend sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgeschlagene Steuerschaltung für die Stromverstärker mit mehreren an ihrem Eingang zusammengeschlossenen, parallelen Zweigen derart abzuändern, daß Widerstände verwendet werden können, deren Größe leicht feststellbar und überprüfbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb eines Zählers bistabile Stromgeneratoren nach Art der Flipflops, deren eine Art Ausgangsklemmen über je einen konstanten Widerstand an der Eingangsleitung des einen Verstärkers und deren andere Art Ausgangsklemmen über je einen weiteren konstanten Widerstand an der Eingangsleitung des anderen Verstärkers zusammengeschlossen sind, der Reihe nach von einer Steuerschaltung von ihrem einen Zustand (Rückstellzustand) in ihren anderen Zustand (Setzzustand) überführbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein ausführliches Schaltbild der Gegentaktschaltung zur Positionierung des Elektronenstrahls,

F i g. 2 ein Raster, also eine Fläche, in der das Bild von der Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden soll,

Fig. 3 ein Schaltbild eines bistabilen Stromgenerators,

F i g. 4 das Symbol für diesen Generator und
F i g. 5 eine Auftragung von Stromschritten gegenüber der Zeit.

In F i g. 1 ist die Kathode 14 einer Kathodenstrahlröhre mit einer den Strahl und die Strahlintensität steuernden Schaltung 12 verbunden, von der der Strahl über die Röhrenlänge in Richtung der Stirn-

fläche 10 geworfen wird, wobei er von einem hori- Anschlußpunkt 51 direkt in eine Leitung 52 abgeführt zontalen und/oder vertikalen Magnetjoch 16,18 ein- wird, wird für eine logische Verknüpfung, nämlich gestellt wird. Ein Beispiel für ein Raster mit sieben zum Einschalten der nächsten Stufe des Zählers 50, horizontalen Strahlpositionen in vier vertikalen Posi- 58 benutzt. Wenn der Stromgenerator CG zurücktionen ist in F i g. 2 dargestellt, die voneinander etwa 5 gestellt wird, entsteht in der Leitung 52 ein relativ den gleichen Abstand haben. Der Abstand zwischen hohes Potential, da der Transistor Q 2 leitet. Im anden horizontalen Positionen braucht nicht mit dem deren Zustand liegt auf der Leitung 52 ein niedriges in der vertikalen Richtung übereinzustimmen. Von Schaltpotential. Am Anschlußpunkt 51 ist außerdem einer Anfangsposition 20 aus wird der Strahl in der ein Präzisionswiderstand R angeschlossen, über deshorizontalen Richtung von Position zu Position bis io sen anderes Ende ein Rückstellstrom abgegeben zu einer Endposition 22 weitergeschaltet, worauf er wird. Vom Kollektor des Transistors Q1 wird demzu einer etwas tieferen Position 24 am anfänglichen entsprechend über einen Präzisionswiderstand R' ein Rand zurückgenommen wird. In dieser Höhe wird Setzstrom geliefert. Diese Widerstände R und R' beder Strahl wieder in der horizontalen Richtung von tragen vorzugsweise 80 Ohm und liefern einen Strom-Position zu Position bis zu einer Position 26 weiter- 15 anteil von annähernd 0,075 A, der zur Erzielung der geführt und darauf zu einer etwas noch tieferen Posi- Abstände erwünscht ist. Von diesen Widerständen R tion 28 am anfänglichen Rand zurückgeholt. In ahn- und R' wird also der Stromanteil festgelegt, der inlicher Weise läuft er zu den Positionen 30, 32 und 34 folge der Umschaltung des bistabilen Stromgeneraweiter; von der letzteren wird er schließlich zur Posi- · tors CG vom zurückgestellten in den gesetzten Zution20 zurückgebracht, von der aus der Zyklus von 20 stand an den beiden Enden der Joche addiert bzw. neuem beginnt. Statt des dargestellten Rasters kön- subtrahiert wird. Die Rückstelleingangsklemme ist nen auch 64 horizontale und 16 vertikale oder auch über Dioden CR3 und CRl und einen Widerstand 42 horizontale und 12 vertikale oder auch 32 hori- fi3 an der Basis des Transistors O2 angeschlossen, zontale und 8 vertikale Positionen vorgesehen sein, Die Anordnung der Widerstände ist dabei so getrofwobei die Rastergröße der Röhrenstirnfläche ange- 25 fen, daß in Abwesenheit eines Rückstellimpulses an paßt sein muß. der Rückstelleingangsklemme die Basisvorspannung

Die Hauptfunktion der erfindungsgemäßen Schal- den Transistor Q 2 normalerweise im nichtleitenden

tung besteht darin, eine solche Linearität sicherzu- Zustand hält. Bei der Zuführung eines negativen

stellen, daß der Abstand zwischen den Strahl- Rückstellimpulses wird der Basis-Emitter-Übergang

Positionen 20 und 36 praktisch dem zwischen den 30 in Durchlaßrichtung derart vorgespannt, daß der

Positionen 36 und 38 entspricht. Es ist nämlich von Transistor Q 2 nun den vorgegebenen Stromanteil

Bedeutung, daß dieser Abstand zwischen den Strahl- hindurchläßt. Weitere Dioden Ci? 4 und CR 5 bilden

Positionen möglichst identisch ist, um bei einer Auf- gemeinsam mit einem Widerstand R 6 und einer

prägung von Zeichen in diesen Positionen zu gewähr- Gleichspannungsquelle von —15 V eine UND-Schal-

leisten, daß auch der Abstand zwischen den Zeichen 35 tung, in der an der Zähl- und Taktpulseingangs-

praktisch konstant erscheint. Wie später erläutert sei, klemme eingehende Impulse ein Signal hervorrufen,

sind η Stufen eines horizontal weiterschaltenden Zäh- das über eine Diode CR 2 und einen Widerstand R 4

lers 50 für η + 1 horizontale Strahlpositionen und zur Basis des Transistors Q1 läuft. Wenn also diese

m Stufen eines vertikal weiterschaltenden Zählers 58 beiden Impulse gleichzeitig auftreten, wird der

für m + 1 vertikale Positionen vorgesehen. 40 Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q1 in der

Nach F i g. 1 ist der Mittelabgriff des horizontalen Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch dieser Tran-Magnetjoches 16 über einen Leiter 40 und der des sistor den vorgegebenen Stromanteil abgibt, was als vertikalen Joches 18 über einen Leiter 42 mit einer Setzzustand des bistabilen Generators CG bezeich-Gleichspannungsquelle von —15 V verbunden. Das net sei.

eine Ende 44 des Joches 16 ist an den Kollektor 45 In F i g. 4 ist für den Generator der F i g. 3 das eines summierenden Stromverstärkers QH und das logische Symbol angegeben, das aus einem Hauptandere Ende 46 an den Kollektor eines summieren- block 54 und einem Zusatzblock 55 gebildet ist; der den Stromverstärkers QH' angeschlossen. Die Basis letztere stellt die UND-Schaltung aus den Dioden dieser beiden Verstärker QH und QH' liegt an einem CR 4 und CR 5 dar, an denen die zugehörige Setzgemeinsamen Punkt 48, der von einer Gleichspan- 5° eingangsklemme liegt. Die Rückstelleingangsklemme nungsquelle auf einer Spannung von — 6 V gehalten ist durch eine Leitung 56 mit einem Pfeil wiederwird. Mehrere in einem gestrichelten Block angeord- gegeben. Die Ausgangsklemme des Rückstellstroms nete bistabile Stromgeneratoren CG sind zum schritt- ist eine 0-Klemme und die des Setzstroms eine weise schaltenden Zähler 50 miteinander verbunden 1-Klemme, während über eine L-Ausgangsklemme und treiben die beiden Verstärker QH und QH' an. 55 das logische Signal abgeführt wird.

In F i g. 3 ist ein solcher bistabiler Stromgenerator Wenn der Transistor Q1 leitet, wird der Span-CG im einzelnen wiedergegeben, der zwei Transisto- nungsabfall zwischen seinem Emitter und Kollektor ren Ol und Q 2 enthält, deren Basis über je einen kleiner. Wegen der wechselseitigen Verbindung mit Widerstand R2 bzw. Al an einer positiven Gleich- dem Transistor Q1 bewirkt die mit der Basis des Spannungsquelle von +15V liegt, während deren 60 Transistors Q 2 verbundene, der Vorspannung die-Kollektoren über Kreuz an der Basisleitung des je- nende Schaltung, daß der Transistor Q2 in den nichtweils anderen Transistors angeschlossen sind. Im leitenden Zustand gebracht wird. In diesem Sperr-Grunde genommen bildet er eine Art Flipflop, das zustand erscheint eine ziemlich negative Spannung jedoch eine Stromstärke herstellt, die normalerweise an seinem Kollektor, also am Punkt 51. Wenn somit die der für rein logische Operationen benutzten Flip- 65 der bistabile Stromgenerator CG einen Setzstrom abflops übersteigt. Der Emitter der beiden Transistoren gibt, steht an der L-Klemme als logisches Signal eine liegt auf Erd- oder einem Bezugspotential. Das Signal, negative Spannung zur Verfügung, die die nächste das vom Kollektor des Transistors Q 2 an einem Stufe einschaltet. Falls der Generator sich im zurück-

gestellten Zustand befindet, weil seiner Rückstelleingangsklemme ein Rückstellimpuls zugeleitet wird, ruft der Transistor Ql wegen der Vorspannung des Basis-Emitter-Überganges in Durchlaßrichtung einen vorgegebenen Stromanteil hervor. Wenn die Stromleitung zunimmt, wird in einer ähnlichen Weise, wie bereits erläutert, der Spannungsabfall zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q 2 geringer. Dieses erhöhte Potential am Punkt 51 bewirkt an der L-Klemme ein inaktives logisches Signal, von dem die mit ihr verbundene Stufe abgeschaltet wird.

Die zuvor beschriebenen Stromträgersignale werden zum Weiterschalten des Zählers 50 bzw. 58 benutzt, der das horizontale bzw. vertikale Joch speist. Von den dargestellten Stufen dienen sechs, nämlich CG-Hl bis CG-H 6 dem horizontalen und drei dem vertikalen Ablenksystem. Mit Hilfe dieser sechs Stufen des Zählers 50 werden sieben horizontale Strahlpositionen hergestellt, wobei der O-Zustand · jeder Stufe eine Position bedeutet. Die O-Ausgangsklemmen aller Stromgeneratoren CG des Zählers 50 sind an einem gemeinsamen Leiter 60 angeschlossen, der einen Strom IH' dem Emitter des Verstärkers QH' zuführt. In dieser Verbindung sind tatsächlich alle Präzisionsbemessungswiderstände R mit ihrem einen Ende zusammengeschlossen. In ähnlicher Weise sind alle 1-Ausgangsklemmen an einem Leiter 62 zusammengeführt, der einen Strom IH zum Emitter des summierenden Verstärkers QH hin abgibt. Diese Verbindungen der 0- und 1-Ausgangsklemmen können für eine beliebige Zahl von η Stufen benutzt werden. Der Zähler 58 für die vertikale Ablenkung enthält drei bistabile Stromgeneratoren CG-Fl, CG-F2 und CG-F3. Auch in diesem Fall kann die Zahl der Stufen beliebig bis zur Zahl m vergrößert werden. Für vier vertikale Positionen (F i g. 2) sind ebenfalls nur drei Stufen notwendig, wobei alle 0-Zustände je eine vertikale Position wiedergeben. Die 0-Klemmen der Stromgeneratoren des Zählers 58 liegen an einem gemeinsamen Leiter 64, der Stromanteile IV dem Emitter eines Transistorverstärkers QV zuführt. Alle !.-Ausgangsklemmen der Stufen sind über einen Draht 66 mit dem Emitter eines summierenden Stromverstärkers β F verbunden, der Stromanteile IV hindurchläßt. Die L-Klemme dieser Stufen liefert ein Schaltsignal (einen Taktpuls) an die nächste Stufe, wenn von der Stufe höchster Ordnung abgesehen wird. Beispielsweise ist der Generator CG-H1 des Zählers 50 über einen Draht 68 mit der Taktpulseingangsklemme der UND-Schaltung am Eingang des bistabilen Stromgenerators CG-H 2 verbunden. Im Zähler 58 liefert die L-Klemme des Generators CG-Fl über einen Leiter 70 ein Schaltsignal an den Generator CG-F2.

Um den Zähler 50 weiterzuschalten, muß eine Signalquelle vorhanden sein, die als Rechteckwellentaktgeber72 dargestellt ist. Dieser kann von einem frei schwingenden Multivibrator oder einem Kristalloszillator gebildet sein. Die Taktpulse dieses Gebers 72 laufen über einen Leiter 74 zur T-Klemme eines Auslöseflipflops TF-H, die das regelmäßig wiederkehrende Signal aufnimmt, wodurch die Ausgangssignale an einer Φ_χ- und Φ,,-Klemme abwechselnd zwischen dem aktiven und inaktiven Zustand bzw. umgekehrt umgeschaltet werden, selbst wenn die Eingangssignale identisch sind. Die ^-Klemme ist mit einem UND-Glied 78 und die Φ,-Klemme mit einem UND-Glied 80 verbunden; das Ausgangssignal des UND-Gliedes 78, also das i&j-Signal läuft über einen sich teilenden Draht 82 zur Zähleingangsklemme der UND-Schaltung der Generatoren CG-Hl, CG-H 3 und CG-H 5. In ähnlicher Weise kommt das <2>₂-Signal aus dem UND-Glied 80 und tritt über einen sich teilenden Draht 84 entsprechend in die Stromgeneratoren CG-H 2, CG-H 4 und CG-H 6 ein. Die .R-Klemmen aller Generatoren sind durch eine Schiene 86 miteinander verbunden.

ίο Die vom Taktgeber 72 erzeugten Signale werden außerdem einem Rücklaufverzögerungsglied 88 zugeleitet, von dem eine Zeitspanne vorgegeben wird, während der der Elektronenstrahl vom einen Rand des Rasters aus zum ursprünglichen Rand zurückgeschaltet werden kann, bevor er wieder horizontal Schritt um Schritt über die Stirnfläche der Röhre geführt wird. Von einem Steuerflipflop FF-H wird der horizontal weiterschaltende Zähler 50 eingeschaltet, und alle Generatorstufen werden im passenden Zeitpunkt gelöscht. Der vom Verzögerungsglied 88 gelieferte Taktpuls läuft über einen Leiter 92 zu einem ODER-Glied 94, dessen Ausgangssignal über einen Leiter 96 der Setzeingangsklemme des Steuerflipflops zugeführt wird. Wenn also der Taktpuls vom Taktgeber 72 durch das Verzögerungsglied 88, das ODER-Glied 94 und den Draht 96 hindurchläuft, setzt er das Flipflop FF-H, das über einen Leiter 98 zu den UND-Gliedern 78 und 80 ihr eines Schaltsignal heranbringt. Unter dieser Bedingung lassen die UND-Glieder 78 und 80 die sich abwechselnden Φ_χ- und Φ,,-Signale zu den entsprechenden Stufen des Zählers 50 hindurchgehen. Die 0-Ausgangsklemme des Flipflops FF-H steht über einen Leiter 100 mit einem ODER-Glied 102 in Verbindung.

Wenn das Signal im Leiter 100 den Löschzustand des Flipflops FF-H anzeigt, läuft es durch das ODER-Glied 102 als 1-Signal zur Schiene 86 hindurch, über die alle Stufen des Zählers 50 zurückgestellt werden. Wenn der letztere durch alle Stufen hindurchgeschaltet und dadurch der Stromgenerator CG-H 6 gesetzt ist, gibt seine L-Ausgangsklemme an einen Leiter 104 ein Signal ab, das über ein Verzögerungsglied 105 zur Löscheingangsklemme des Steuerflipflops FF-H läuft und dieses löscht. Von diesem Verzögerungsglied 105 wird die Zeitspanne zwischen dem Setzer, des Generators CG-H 6 und dem Rückstellen des gesamten Zählers 50 festgelegt. Die O-Ausgangsklemme des Flipflops FF-H ist außerdem über den Leiter 100 mit der T-Klemme eines Auslöseflipflops TF-V vernbunden. Die Funktion des in der Leitung 100 laufenden Impulses besteht darin, dem vertikal weiterschaltenden Zähler 58 ein Taktsignal zuzuführen. In der Schaltung für die vertikale Ablenkung ist ebenfalls ein Steuerflipflop FF-V vorgesehen, das ein bistabiler Multivibrator sein kann. Die Taktpulse des Taktgebers 72 werden über den Leiter 74, ein ODER-Glied 112 und einen Draht 114 der Setzeingangsklemme des Flipflops FF-V zugeleitet und bringen das letztere in den Setzzustand, in dem ein 1-Signal aus der 1-Ausgangsklemme zu UND-Gliedern 116 und 118 geleitet wird. In Abhängigkeit von den über den Leiter 100 empfangenen Impulsen liefert das Auslöseflipflop TF-V abwechselnd an seiner Φ_χ- bzw. Φ,-Ausgangsklemme ein aktives Signal. Das «T^-Signal läuft über einen Leiter 120 zum UND-Glied 116 und das Φ₂-Signal über einen Leiter 122 zum UND-Glied 118. Das vom UND-Glied 116 herbeigeführte Signal wird über einen Leiter 124 an die Setzeingangs-

klemme der Generatoren CG-Vl und CG-V 3 und das vom UND-Glied 118 gelieferte Signal über einen Leiter 126 an die Setzeingangsklemme des Generators CG-V 2 geführt. Wie bereits erwähnt ist, wird jedes Phasensignal einer anderen Stufe der Zähler 50 und 58 zugeleitet. Die L-Ausgangsklemme des Generators CG-V 3 gibt ihr Signal über einen Leiter 128 an die Löscheingangsklemme des Flipflops FF-V jedesmal dann ab, wenn der Zähler 58 durch alle Stufen hindurchgeschaltet ist. Die O-Ausgangsklemme dieses Flipflops liegt über einen Leiter 132 an einem ODER-Glied 130, dessen Signal über eine Rückstellschiene 134 allen Rückstellklemmen des Zählers 58 zugeleitet wird.

Um das System einzuschalten, wird ein Hauptlöschimpuls aus einer Spannungsquelle 136 z. B. durch Drücken eines Knopfes von Hand oder mit Hilfe einer logischen Steuerschaltung abgegeben; er schaltet über einen Leiter 142 den Taktgeber 72 ein und setzt über das ODER-Glied 94 und den Leiter 96 das Steuerflipflop FF-H. In ähnlicher Weise läuft er durch das ODER-Glied 102 zu allen Stufen des Zählers 50 und stellt diese zurück. Schließlich tritt er in der horizontal ablenkenden Schaltung in die Löscheingangsklemme des Auslösefiipfiops TF-H ein und bringt es in einen Zustand, in dem der aus dem Taktgeber 72 herangeführte Taktpuls ein 1-Signal an die 0_x-Ausgangsklemme legt. In der vertikal einstellenden Schaltung läuft der Hauptlöschimpuls zur Löschklemme des Auslöseflipflops TF-V, zum ODER-Glied 112, wodurch das Steuerflipflop FF-V gesetzt wird, und zum ODER-Glied 130, über das alle Stufen des Zählers 58 zurückgestellt werden. In den vorangehenden Ausführungen ist das 1-Signal als aktives und das 0-Signal als inaktives Signal betrachtet worden.

Zu Beginn werden vom Hauptlöschimpuls der Quelle 136 die beiden Steuerflipflops FF-H und FF-V gesetzt, die beiden Zähler 50 und 58 zurückgestellt und die Auslöseflipflops TF-H und TF-V und der Taktgeber 72 eingeschaltet. Infolgedessen legt das Auslöseflipflop den ersten (ZJ₁-ImPuIs 200 durch das UND-Glied 78 und die Leitung 82 auf den Generator CG-Hl, der in den Setzzustand gebracht wird, wodurch von dessen O-Ausgangsklemme der Stromanteil weggenommen und auf die 1-Ausgangsklemme gelegt wird. Gemäß F i g. 5, in der die Stromanteile für die horizontale Ablenkung aufgetragen sind, fließt zu Anfang durch das horizontale Magnetjoch 16 der maximale Strom IH' und der minimale Strom IH, von denen der Strahl in die Position20 (Fig. 2) gebracht wird. In ähnlicher Weise weist der durch das vertikale Joch fließende Strom IV seine maximale Stärke und der Strom IV seine minimale Stärke auf, die etwa null beträgt. Infolge des ersten Φ_χ-\τά-pulses 200, von dem die Stufe CG-Hl umgeschaltet wird, wird der Gesamtstrom IH' um einen Anteil vermindert, der zum Strom IH hinzukommt. Da die Ströme in die betreffenden Enden des horizontalen Joches 16 eintreten, wird durch ihre Gesamtwirkung der Elektronenstrahl zur horizontalen Strahlposition 36 weitergeschoben.

Da die Stufe CG-Hl nun gesetzt ist, wird ein aktives logisches Signal der Setzeingangsklemme des Generators CG-H 2 zugeleitet. Bei der Ankunft des nächsten Taktpulses aus dem Taktgeber 72 an der Γ-Eingangsklemme des Auslöseflipflops TF-H wird ein Φο-Impuls 202 über das UND-Glied 80 der Setzeingangsklemme aller abwechselnden Stufen des Zählers 50 zugeführt. Da nur die Stufe CG-Hl gesetzt ist, kann nur die Stufe CG-H 2 eingeschaltet werden, da an ihrer Zählklemme ein Signal liegt, das gemeinsam mit dem ersten Φ,-Impuls 202 die Stufe CG-H 2 setzt. Alle weiteren Stufen sind blockiert, da alle anderen Stufen in diesem Zeitpunkt zurückgestellt sind. Wie hier bemerkt sein, müssen die Taktpulse eine abwechselnde Phase besitzen, damit die

ίο Zähler 50 und 58 beim Anlegen eines Zählimpulses nicht weglaufen können. Wenn ein Impuls der Setzeingangsklemme zugeleitet wird, hängt die Einschaltung der Stufe nur von der Verzögerung, also der Zeitspanne ab, bis das Schaltsignal für die nächste Stufe an der L-Ausgangsklemme verfügbar wird. Da im zuverlässigen Betrieb das Taktsignal so lange andauern muß, bis die Umschaltung sichergestellt ist, steht wahrscheinlich das Zählsignal für die nächste

• Stufe schon vor dem Ende des Taktsignals zur Verfügung. Wenn also dasselbe Taktsignal allen Stufen zugeführt wird, würde daher während eines einzelnen Eingangstaktpulses das Problem der Impulsfortpflanzung von Stufe zu Stufe entstehen. Dieses Problem wird dadurch beseitigt, daß die Stufen von zwei Taktpulsen abwechselnder Phase beaufschlagt werden.

In der Auftragung der horizontalen Ablenkströme IH und IH' der F i g. 5 erkennt man, daß durch eine Umschaltung des Generators CG-H2 ein Anteil vom Strom IH' weggenommen und ein Anteil zum Strom IH hinzugefügt wird. Wie hieraus folgt, fließen nun zwei Anteile des Stroms IH und vier Anteile des Stroms IH', von denen der Elektronenstrahl in die Position 38 gebracht wird. Beim nächsten Taktimpuls wird das Auslöseflipflop TF-H wieder geschaltet, so daß wieder ein Impuls an der Φ,,-Klemme austritt. Da nur der Generator CG-H3 zu zählen imstande ist, wird er in der bereits erläuterten Weise umgeschaltet. Die sich ergebenden Ablenkströme sind als Strahlposition 3 in F i g. 5 wiedergegeben. Beim nächsten Taktimpuls wird an der Φ,-Klemme des Auslöseflipflops TF-H ein Impuls hervorgerufen, der die Ströme IH und IH' ins Gleichgewicht bringt, also nahezu gleich macht. In diesem Fall ist der Strahl auf die Mitte der Stirnfläche gerichtet. Bei den nächsten Taktpulsen werden die restlichen Stufen der Reihe nach gesetzt, wobei die Ströme IH und IH' in den Positionen 4, 5, 6 und 7 (F i g. 5) dargestellt sind. Nachdem die Stufe CG-H 6 gesetzt ist, ist der Elektronenstrahl auf die Position 22 im Raster der F i g. 2 eingestellt, wobei das Ausgangsignal von der L-Klemme über die Leitung 104 zur Löscheingangsklemme des Steuerflipflops FF-H läuft. Infolge dieser Löschung wird über die Leitung 100 und das ODER-Glied 102 ein Rückstellsignal zum Zähler 50 geführt.

Wie man aus der F i g. 5 erkennt, wächst in diesem Zeitpunkt der Strom IH' bis zur maximalen Stärke an, und der Strom IH sinkt bis zur minimalen Stärke ab, weil alle Generatoren des Zählers vom gesetzten in den zurückgestellten Zustand gebracht werden.

Hierdurch läuft der Strahl von der Position 22 zur ursprünglichen Seite des Rasters zurück. Gleichzeitig wird das Rückstellsignal des Flipflops FF-H zur T-Eingangsklemme des Auslöseflipflops TF-V geleitet, wodurch das letztere umgeschaltet wird und an der Φ^ΚΙείηΐηε ein 1-Signal abgibt. Das Steuerflipflop FF-V war ja vom Hauptlöschimpuls gesetzt, so daß nun das UND-Glied angeschaltet ist. Der Impuls aus der Φ₁-Κ1εΓτπη6 wird über das UND-Glied 116 zur

109 528/215

Setzeingangsklemme der Generatoren des Zählers 58 geführt. Da alle Generatoren dieses Zählers 58 zuvor gelöscht waren, kann von diesem Impuls nur der Generator CG-Vl gesetzt werden. Beim Setzen wird der Strom IV um einen Anteil vermindert und der Strom IV um einen Anteil vergrößert, wodurch der Strahl im Raster (F i g. 2) in die Position 24 gebracht wird. Das Rücklaufverzögerungsglied 88 verzögert den nächsten Taktimpuls aus der Quelle 72, der das Steuerflipflop FF-H setzt. In dieser Periode kann sich der Strahl von der Position 22 zur Position 24 bewegen und die Schaltung beruhigen. Die Ströme IV und IV werden während der nächsten Folge von Taktpulsen konstant gehalten, bis alle Stufen des Zählers 50 wieder gesetzt sind. Dann wird das horizontale Steuerflipflop FF-H wieder gelöscht, wodurch alle Stufen des Zählers 50 zurückgestellt werden und wieder ein Impuls über die Leitung 100 zur T-Klemme des Auslöseflipflops TF-V gelangt. Dadurch läuft ein 1-Signal im Leiter 122 zum UND-Glied 118 und'zur Eingangsklemme des Generators CG-V2. Da der Generator CG-Fl zuvor gesetzt war, liegt an der Leitung 70 ein Schaltsignal, mit dessen Hilfe der Generator CG-Vl gesetzt werden kann. Hierdurch ändert sich der Strom IV um einen Anteil, und der Strom IV nimmt entsprechend ab. Zugleich wird der Strahl von der Position 26 auf die Position 28 des Rasters eingestellt. Nachdem der Zähler 50 völlig durchgeschaltet ist. wird schließlich die Stufe CG-Vb gesetzt; das vertikale Steuerflipflop FF-V wird dann von dem in der Leitung 128 auftretenden Impuls gelöscht, wodurch an desen O-Ausgangsklemme ein 1-Signal erscheint, das durch das ODER-Glied 130 und die Rückstellschiene 134 läuft und die Stufen des Zählers 58 zurückstellt. Die Ströme IV und IV werden in ähnlicher Weise verändert, wie bereits für die Ströme IH und IH' beschrieben ist. Ihre Gesamtwirkung besteht darin, daß der Elektronenstrahl wieder zur Position 20 zurückläuft. Zugleich leitet der nächste Taktpuls wieder die gesamte Folge von Ereignissen ein.

Wie man sieht, wird jede Strahlposition in der horizontalen Linie und in der Vertikalen durch das Umschalten eines einzelnen bistabilen Stromgenerators festgelegt. Daher ist wegen der Differenz zwischen den Stromanteilen von Stufe zu Stufe die Abstandsänderung zwischen zwei Positionen nicht größer als die durch den einzelnen bistabilen Stromgenerator bewirkte Stromänderung. Die Änderungen des Ausgangsstroms haufen sich also nicht an und erscheinen nicht als grober Abstandsfehler hinsichtlich der Strahlposition, wie es bei den bisherigen Systemen der Fall ist. Von der Gegentaktschaltung wird ein trapezartiges Raster dadurch vermieden, daß die Änderungen in den summierenden Verstärkern ausgeglichen werden, da die Stromanteile addiert und subtrahiert werden. Die Toleranzdifferenzen in der Schaltung und Unterschiede in den Spannungsabfällen werden dadurch kompensiert, daß die Änderungen in der anderen Hälfte der treibenden Schaltungen ausgeglichen werden. Außerdem ist die Schaltung aus relativ unkostspieligen Komponenten aufgebaut, ohne daß teure Spannungs- und Stromregler wie bei den bekannten Systemen eingebaut zu werden brauchen.

Claims

65 Patentansprüche:

1. Gegentaktablenkschaltung zur schrittweisen elektromagnetischen Positionierung des Elektronenstrahls auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mit mindestens zwei Stromverstärkern, die mit ihrer Ausgangsklemme an je einem Ende einer Gegentaktablenkspule angeschlossen sind, an deren Mittelabgriff eine Potentialquelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß bistabile Stromgeneratoren (CG-Hl, CG-H 2, CG-H 3, ...) eines Zählers (50), deren eine Art Ausgangsklemmen (0) über je einen konstanten Widerstand (R) an der Eingangsleitung (60) des einen Verstärkers (QH') und deren andere Art Ausgangsklemmen (1) über je einen weiteren konstanten Widerstand (R') an der Eingangsleitung (62) des anderen Verstärkers (QH) zusammengeschlossen sind, von einer Steuerschaltung (72, TF-H) der Reihe nach von ihrem einen Zustand (Rückstellzustand) in ihren anderen Zustand (Setzzustand) überführbar sind.

2. Schaltung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zähler (50) η Stufen (CG-Hl, CG-Hl. ... CG-Hn) und in einem weiteren Zähler (58) m Stufen (CG-Kl, CG-V2, ... CG-Vm) vorgesehen sind, die η + 1 bzw. m +1 Positionen des Elektronenstrahls längs der einen (horizontalen) bzw. anderen (vertikalen) Achse festlegen, wobei η eine ganze Zahl und größer als 1 ist, daß jede Stufe einen bistabilen Generator (CG) aufweist, in dem der Setzeingangsklemme (S) ein UND-Glied (55) vorgeschaltet ist und Stromquellen angeordnet sind, die auf ein die Setzeingangsklemme (S) erregendes Signal hin über die Setzausgangsklemme (1) und auf ein die Rückstelleingangsklemme (R) erregendes Signal hin über die Rückstellausgangsklemme (0) je einem vorgegebenen Stromanteil liefern und mit einer logischen Einrichtung verbunden sind, die auf das die Setzeingangsklemme (S) bzw. auf das die Rückstelleingangsklemme (R) erregende Signal hin je ein logisches Signal an der Klemme (L) hervorruft, die mit Ausnahme der /i-ten bzw. m-ten Stufe (CG-Hn bzw. CG-Vm) an die Setzeingangsklemme (S) der nächsten Stufe angeschlossen ist, daß beim Auftreten des die Setzeingangsklemme (S) erregenden Signals die zugehörige Stufe mit Hilfe des einen logischen Signals setzbar und mit Hilfe des anderen logischen Signals blokkierbar ist und daß die Anzahl der den beiden Stromverstärkern (QH, QH') zugeführten Stromanteile von der Zahl der einen Stromanteil an ihrer Setzausgangsklemme (1) bzw. an ihrer Rückstellausgangsklemme (0) abgebenden η Stufen und die Anzahl der zwei weiteren Stromverstärker (QV, Q V) zugeführten Stromanteile von der Zahl der einen Stromanteil an ihrer Setzausgangsklemme (1) bzw. an ihrer Rückstellausgangsklemme (0) abgebenden m Stufe abhängt.

3. Schaltung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung eine Quelle (72) regelmäßig wiederkehrender Zählsignale mit einem Schaltmittel (TF-H) verbunden ist, das die Zählsignale ((P₁ und Φ₂) abwechselnd an je eine Klemme ((P₁ und Φ.₂) legt, und daß die eine Klemme ((P₁) an die Setzeingangsklemme (S) einer Gruppe von nicht benachbarten Stufen (CG-Hl, CG-H 3, CG-H 5, ...) des Zählers (50) und die andere Klemme (Φ.,) an die Setzeingangsklemme (S) einer weiteren Gruppe von nicht be-

nachbarten Stufen (CG-H 2, CG-H 4, CG-H 6,...)
anschließbar ist.

4. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung
mit der das logische Signal abgebenden Klemme 5
(L) der η-ten Stufe (CG-Hn) des Zählers (50) ein
weiteres Schaltmittel (TF-V) verbunden ist, an
dessen Ausgangsklemmen (Φ₁ und Φ₂) abwechselnd in Abhängigkeit vom logischen Signal weitere Zählsignale (Φ/ und Φ₂') herstellbar sind, io
und daß die eine Ausgangsklemme (Φ_χ) an die
Setzeingangsklemme (S) einer Gruppe von nicht
benachbarten Stufen (CG-Fl, CG-V3, ...) und
die andere Apsgangsklemme (Φ₂) an die Setzeingangsklemme (S) einer weiteren Gruppe von nicht 15
benachbarten Stufen (CG-V 2, ...) des zweiten
Zählers (58) anschließbar ist, so daß der zweite
Zähler (58) jedesmal um einen Schritt weiterschaltbar ist, wenn der erste Zähler (50) 77-mal
durchgeschaltet ist. 20

5. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung
eine Steuervorrichtung (FF-H) gemeinsam mit
den UND-Gliedern (78, 80) die Zählsignale ((P₁
und Φ.,) abwechselnd zu den beiden Gruppen von 25

Stufen (CG-Hl, CG-H3, CG-H5, ... und CG-H 2, CG-H 4, CG-H 6, ...) hindurchläßt und nach der n-maligen Durchschaltung des Zählers (50) durch Empfang eines entsprechenden Signals an ihrem Eingang (R) die UND-Glieder (78, 80) blockiert und daß eine weitere Steuervorrichtung (FF-V) gemeinsam mit UND-Gliedern (116, 118) die weiteren Zählsignale (Φ/ und Φ₂') abwechselnd zu den beiden Gruppen von Stufen (CG-V 1, CG-F 3, ... und CG-V 2, ...) hindurchläßt und nach der m-maligen Durchschaltung des Zählers (58) durch Empfang eines entsprechenden Signals an ihrem Eingang (R) die UND-Glieder (116,118) blockiert.

6. Schaltung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptlöschimpulsquelle (136) über ein ODER-Glied (102) mit den Rückstelleingangsklemmen (R) des ersten Zählers (50) verbunden ist und nach dem Setzen der η-ten Stufe (CG-Hn) diesen Zähler (50) zurückstellt sowie über ein weiteres ODER-Glied (130) mit den Rückstelleingangsklemmen (R) des zweiten Zählers (58) verbunden ist und nach dem Setzen der m-ten Stufe (CG-Vm) diesen Zähler (58) zurückstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen