DE1762024B2 - Stromversorgungsteil fuer eine fernsehkamera - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Stromversorgungsteil Verhältnisses eines den Schalter ansteuernden Impulszur Erzeugung einer relativ niedrigen Gleichspannung generators ableitet, erfindungsgemäß dadurch gelöst, aus einer impulsweise abgetasteten Hochspannung daß zur Anwendung bei einer Fernsehkamera der mit einer Hochspannungsquelle, die über einen Impulsgenerator so angesteuert wird, daß er nur steuerbaren Schalter und einen Tiefpaß an eine Last 5 während der Austastlücken des Fernsehsignals öffangeschlossen ist, und mit einer Regelschaltung, nungsimpulse für den Schalter erzeugt, welche aus dem Vergleich der Ausgangsspannung Dadurch wird erreicht, daß die Flanken der aus

mit einer Bezugsspannung ein Regelsignal zur Ver- der Hochspannung herausgeschnittenen Impulse änderung des Tastverhältnisses eines den Schalter an- nicht während des Bildinhaltes auftreten, sondern steuernden Impulsgenerators ableitet. io während der Austastintervalle, so daß keine Störun-

Es ist bekannt, eine ungeregelte Gleichspannung gen im Bild mehr verursacht werden können, über einen gesteuerten Schalter und einen Tiefpaß Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben

einem Verbraucher zuzuführen und die an diesem sich aus den Unteransprüchen, auftretende Spannung über eine Veränderung des Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines

Tastverhältnisses der dem Schalter zugeführten 15 Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Steuerspannung konstant zu halten. Die Steuerspan- F i g. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen

nung für den Schalter wird als Rechteckspannung Niederspannungs-Stromversorgungsteils, mit Hilfe eines mit konstanter Frequenz schwingen- F i g. 2 ein Schaltbild eines der in F i g. 1 dar-

den Sperrschwingers erzeugt, bei dem das Verhältnis gestellten Bauteile, durch welches die Hochspannung zwischen Sperrzeit und Öffnungszeit innerhalb einer 20 geregelt wird, und

Schwingungsperiode mit Hilfe einer Regelspannung F i g. 3 ein Schaltbild eines der in F i g. 1 gezeigten

veränderbar ist, die aus einem Vergleich der an dem Bauelemente, welches die erzeugte Niederspannung Verbraucher liegenden Gleichspannung mit einer durch Vergleich mit einer festen Bezugsspannung Bezugsspannung gewonnen wird. regelt.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Erzeu- 25 Der in Fig. 1 dargestellte Niederspannungs-Stromgung einer Hochspannung für den Bildschirm einer versorgungsteil ist in einen Modul eingebaut, der Fernsehröhre bekannt, bei der ein Rechteckwellen- einen Eingangsanschluß 11 hat, welcher beispielsgenerator mit den Horizontalsynchronimpulsen an- weise an ein Kabel angeschlossen sein kann und gesteuert wird und seinerseits eine Röhre ansteuert, dem eine relativ hohe Gleichspannung, im vorin deren Anodenkreis ein Schwingkreis liegt. Beim 30 liegenden Fall 150 V, zugeführt wird, periodischen Sperren der Röhre durch die Rück- Die am Anschluß 11 liegende hohe Spannung wird

flanke der an ihrem Gitter liegenden Rechteckimpulse durch einen Tiefpaß 12 zu einem Abtaster, wie wird der Schwingkreis zu gedämpften Schwingungen dem Schalter 13, zugeführt. Der Tiefpaß 12 verhinangeregt, deren Anfangsamplitude vom Wert des dert, daß Schaltvorgänge durch den Anschluß 11 zum Anodenstromes der Röhre im Abschaltaugenblick 35 Fernsehkamerakabel reflektiert werden und etwa unabhängt. Die Röhrenschaltung ist dabei so ausgebil- erwünschte Auswirkungen während der Austastdet, daß der Anodenstrom um so weiter ansteigt, je Intervalle verursachen, beispielsweise durch Überlanger der Öffnungsimpuls am Gitter der Röhre an- koppeln auf andere Leitungen des Kabels, durch liegt. Über die Breite der Gitterimpulse läßt sich welche Videosignale übertragen werden. Solche zusomit die Anfangsamplitude der im Anodenkreis 40 fälligen Signale haben zwar keine nachteiligen Wirauftretenden gedämpften Schwingungen bestimmen, kungen auf die dem Bildinhalt entsprechenden die nach Gleichrichtung die gewünschte Hochspan- Videosignale, jedoch können sie sich nachteilig auf nung ergeben. Abweichungen dieser Hochspannung den Betrieb einzelner Signalverarbeitungsgeräte, wie vom einzuhaltenden Wert werden zur Änderung des beispielsweise Clampschaltungen, auswirken, die Tastverhältnisses der die Röhre ansteuernden Recht- 45 während der Austastintervalle in Betrieb sind, eckspannung benutzt. Der Schalter 13 wird durch Schaltimpulse ge-

Beim Betrieb von Fernsehgeräten, insbesondere steuert, welche vom Ausgangsanschluß 14 eines Fernsehkameras, werden die benötigten Versorgungs- monostabilen Multivibrators 15 abgegeben werden. Spannungen häufig über recht lange Kabel heran- Der Multivibrator wird seinerseits mit Hilfe eines geführt. Im Interesse möglichst niedriger Verluste 50 Triggerimpulses, der seinem Eingang 16 von einem in den Kabeln verwendet man zweckmäßigerweise Impulsformer 17 zugeführt wird, aus seinem Ruheeine hohe Übertragungsgleichspannung, die am Ort zustand in seinen instabilen Zustand umgeschaltet, der benötigten Niederspannung durch impulsartiges Der Regenerator 17 leitet seine Impulse ursprünglich Abtasten und anschließende Integration der Abtast- von einem Synchronisiersignalgenerator 18 ab, der impulse in die gewünschte Niederspannung um- 55 mit einem Impulseingangsanschluß 19 verbunden ist. gewandelt wird. Wenn diese Abtastung mit einer be- Der Generator 18 wird unabhängig von dem Niederliebigen Frequenz erfolgt, können jedoch durch die spannungs-Stromversorgüngsteil der Fig. 1 betrie-Schaltimpulse Störungen im Videosignal auftreten. ben, und die von ihm abgeleiteten Impulse sind Hori-

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermei- zontal- oder Zeilensynchronisierimpulse 21. dung dieses Nachteils und wird dadurch gelöst, daß 60 Der Schalter 13 erzeugt an seinem Ausgang eine bei einem Stromversorgungsteil zur Erzeugung einer Reihe von Hochspannungsimpulsen 22. Diese Imrelativ niedrigen Gleichspannung aus einer impuls- pulse erscheinen mit der Horizontalzeilenfrequenz weise abgetasteten Hochspannung mit einer Hoch- während der Horizontalaustastintervalle. Die Vorderspannungsquelle, die über einen steuerbaren Schal- flanken der Impulse 22 entstehen, wenn der Multiter und einen Tiefpaß an eine Last angeschlossen 65 vibrator 15 in seinen instabilen Zustand umschaltet. ist, und mit einer Regelschaltung, welche aus dem Die Rückflanken der Impulse 22 entstehen, wenn der Vergleich der Ausgangsspannung mit einer Bezugs- Multivibrator 15 wieder zurückkippt. Die Zeitspannung ein Regelsignal zur Veränderung des Tast- dauer »ί« oder Breite der Impulse 22 wird damit

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durch die Haltezeit des Multivibrators 15 bestimmt. schaltung 17 mit einer relativ niedrigen Spannung Wie im folgenden näher erläutert ist, ist diese Zeit von beispielsweise 2,5 V gegeben. Die Horizontalabhängig von einer Steuersignalspannung, welche treiberimpulse 32 werden andererseits auf den Eineiner Zeitkonstantenschaltung des Multivibrators 15 gang des Impulsformers 17 über einen Widerstand zugeführt wird. 5 37 mit einer wesentlich höheren Spannung von bei-

Die Reihe der Impulse 22 wird integriert, indem spielsweise 10 V gegeben. Hierbei wird der Niedersie einen Tiefpaß 23 durchläuft, so daß am Aus- spannungs-Stromversorgungsteil anfangs zur Erzeugangsanschluß 24 des Moduls eine relativ niedrige gung der gewünschten niedrigen Gleichspannung Gleichspannung entsteht. Im vorliegenden Fall be- durch die Horizontalsynchronisierimpulse gesteuert, trägt diese Spannung etwa 12,5 V und ist vom Ver- io Sobald das Niederspannungs-Stromversorgungsgerät hältnis der Ein- und Ausschaltzeiten des Schalters in Betrieb ist und den Horizontal-Treiberimpuls-13 abhängig. generator 29 versorgt, wird der Betrieb des Strom-

Bei den Impulsen 22 ist die Einschaltzeit mit »i« Versorgungsteils durch die größeren Horizontal-

und die Ausschaltzeit mit »T« bezeichnet. Sollte sich treiberimpulse 32 gesteuert. Diese Impulse werden

die dem Anschluß 11 zugeführte hohe Gleichspan- 15 mit der Zeilenfrequenz erzeugt und sind keinen Ver-

nung von ihrem Nominalwert von 150 V ändern, so änderungen während der Vertikalaustastintervalle

würde sich die am Anschluß 24 erzeugte niedrige unterworfen, wie es bei den Horizontalsynchronisier-

Spannung ebenfalls ändern. Damit die Niederspan- impulsen 21 der Fall ist.

nung konstant auf 12,5 V gehalten wird, muß in Die Art, in der die Breite der Impulse 22 zur Regediesem Fall das Schaltverhältnis t/T verändert 20 lung der Niederspannung auf einen konstanten Wert werden. verändert wird, läßt sich aus den Schaltungseinzel-

Eine Veränderung des Schaltverhältnisses t/T kann heiten des monostabilen Multivibrators 15 erkennen,

durch eine Veränderung der Breite oder zeitlichen der in F i g. 2 dargestellt ist. Der Multivibrator 15

Dauer der Impulse 22 erreicht werden. Da die enthält ein Paar über Kreuz gekoppelte Transistoren

Vorderflanken dieser Impulse immer zu bestimmten 25 38 und 39, wobei der Transistor 39 im stabilen Zu-

Zeiten auftreten, läßt sich die Impulsbreite durch stand des Multivibrators leitet. Auf positiv gerichtete

eine Veränderung der zeitlichen Lage der Rück- Impulse 40 hin, welche dem Eingang 16 des Multi-

flanken der Impulse variieren. Zu diesem Zweck wird vibrators vom Impulsformer 17 zugeführt werden,

die niedrige Gleichspannung vom Anschluß 24 auf wird der Transistor 38 leitend und erzeugt einen

den Eingangsanschluß 25 eines Differentialverstärkers 30 negativ gerichteten Impuls 41, welcher einer Zeit-

26 geführt. Weiterhin wird dem Differentialverstärker konstanten-Schaltung zugeleitet wird, die einen Kon-

26 eine feste Bezugsspannung von einer Bezugs- densator 42 und einen Widerstand 43 umfaßt. Diese

Spannungsquelle 27 zugeführt. Zeitkonstantenschaltung erzeugt einen negativ ge-

Stellt der Differentialverstärker 26 eine Abwei- richteten Impuls 44 mit einer steilen Vorderflanke 45.

chung der Spannung am Anschluß 24 von der Be- 35 Dieser Impuls wird der Basis des Transistors 39 zu-

zugsspannungsquelle 27 fest, so erzeugt er an seinem geführt und macht diesen nichtleitend. Der Impuls

Ausgangsanschluß 28 ein Steuersignal, das der Zeit- 44 hat eine flach verlaufende Rückflanke 46, deren

konstantenschaltung des Multivibrators 15 zugeführt Neigung durch die Werte des Kondensators 42, des

wird und in entsprechender Weise die Haltezeit des Widerstandes 43 und der positiven Steuerspannung

Multivibrators verändert. 40 bestimmt wird, welche dem Anschluß 28 vom Diffe-

Die vorstehende Betriebsbeschreibung des Strom- rentialverstärker 26 her zugeführt wird.
Versorgungsteils geht von der Verwendung der Hori- Der Transistor 39 bleibt nichtleitend, bis die seiner zontalsynchronisierimpulse 21 aus, welche von einem Basis durch den Impuls 44 zugeführte Spannung auf unabhängig versorgten Synchronisiersignal-Generator ihren Ruhewert zurückkehrt: Zu diesem Zeitpunkt 18 stammen. Diese Horizontalsynchronisierimpulse 45 wird der Transistor 39 wieder leitend,
sind nur zur Einleitung des Betriebs des Niederspan- Als Folge dieses Betriebs entsteht ein positiv genungsteils nützlich, da sie während der Vertikal- richteter Impuls 47 am Kollektor des Transistors 39. austastintervall so verändert werden, daß sie un- Wenn der Transistor 39 wieder seinen leitenden Zugeeignet für die ständige Verwendung bei solchen stand einnimmt, wird der negativ gerichtete Impuls Geräten sind. 50 an seinem Kollektor, der durch die ausgezogene

Nachdem der Niederspannungsteil in der beschrie- Rückflanke des Impulses 47 dargestellt wird, über benen Weise durch die Horizontalsynchronisier- einen Widerstand 48 auf die Basis des Transistors 38 impulse in Betrieb gesetzt worden ist, wird diese gegeben, so daß dieser nichtleitend wird.
Spannung zur Kamera geführt, welche einen Hori- Wenn die hohe Gleichspannung nun ihren Wert zontal-Treiberimpulsgenerator 29 enthält, der an 55 verändert, dann erzeugt das Regelsystem eine Steuereinen Eingangsanschluß 31 eines Moduls angeschlos- spannung, welche dem Anschluß 28 zugeführt wird, sen ist, an den der Stromversorgungsmodul in der Diese Steuerspannung hat einen solchen Wert, daß dargestellten Weise angeschlossen werden kann. Die die Rückkehr des Impulses 44 auf seinen Ruhewert Horizontal-Treiberimpulse 32, welche der Generator verzögert wird, wie durch die gestrichelte Linie 49 29 erzeugt, werden zur Steuerung der Horizontal- 60 angedeutet ist. Der Transistor 39 wird auf diese ablenkung der Fernsehkamera in üblicher Weise be- Weise eine längere Zeit in seinem nichtleitenden nutzt. Der Ausgangsanschluß 33 des Treiberimpuls- Zustand gehalten und erzeugt einen Impuls 47 längenerators 29 ist über die Anschlüsse 34 und 35 mit gerer zeitlicher Dauer durch die Verzögerung des dem Eingang des Impulsformers 17 verbunden, so Entstehens seiner Rückflanke, wie die gestrichelte daß die Treiberimpulse 32 praktisch parallel zu den 65 Linie 51 veranschaulicht.
Horizontalsynchronisierimpulsen 21 geschaltet sind. Da der Impuls 47 den in F i g. 1 dargestellten

Die Synchronisierimpulse 21 werden über einen Schalter 13 steuert, ist erkennbar, daß, wenn dieser

Widerstand 36 auf den Eingang der Impulsregenerier- Impuls breiter wird, das Einschalt-Ausschalt-Ver-

hältnis t/T vergrößert wird, so daß die niedrige Span^ nung im wesentlichen konstant gehalten wird.

Die Funktionsweise des Differentialverstärkers 26 der Fig. 1, welcher ein Steuersignal erzeugt, das einer Abweichung der Niederspannung von ihrem Sollwert entspricht, sei an Hand von F i g. 3 erläutert, welche Einzelheiten des Differentialverstärkers zeigt. Er besteht aus zwei Transistoren 52 und 53, deren Kollektoren in gleicher Weise an eine positive Spannung geschaltet sind. Die Emitter der Transistoren 52 und 53 sind über einen Widerstand 54 an eine konstante Gleichspannungsquelle angeschlossen.

Wenn die erzeugte niedrige Gleichspannung den gewünschten Wert hat und dem Anschluß 25 zugeführt wird, dann sind die Basisspannungen der Transistoren 52 und 53 gleich, so daß beide Transistoren gleiche Ströme führen. In diesem Fall wird am Anschluß 28 eine Sollsteuersignalspannung erzeugt, welche dem Multivibrator 15 zugeführt wird. Wenn die Spannung am Anschluß 25 von ihrem Sollwert abweicht, führen die Transistoren 52 und 53 unterschiedliche Ströme, deren Summe jedoch die gleiche wie im vorigen Zustand ist. Dies wird erreicht durch den Anschluß von Zenerdioden 27 a und 55 und Widerständen 56 und 57. Die Zenerdiode 27 a liefert die Bezugsspannung 27 der F i g. 1.

Die Zenerdioden 27 a und 55 sind ein ausgesuchtes Paar, deren Gesamtspannungsabfall nach Auftreten des Spannungsdurchbruchs im wesentlichen gleich der gewünschten Spannung der Niederspannungsquelle ist. Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem konstanten Stromfluß durch den Widerstand 54 die Emitter der Transistoren 52 und 53 immer auf dem gleichen Potential gegenüber Masse liegen. Ferner hält die Zenerdiode27a eine konstante Spannung gegenüber Masse an der Basiselektrode des Transistors 52 aufrecht, unabhängig von der Höhe der dem Anschluß 25 zugeführten Spannung. Auf diese Weise bleibt die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 52 konstant.

Die Basisspannung des Transistors 53 gegenüber Masse bestimmt sich jedoch nach dem Spannungsabfall am Widerstand 57. Wenn die Spannung am Anschluß 25 vom Sollwert abweicht, ändert sich der Spannungsabfall am Widerstand 57, weil der Spannungsabfall an der Zenerdiode 55 konstant bleibt. Demnach ändert sich auch die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 53 und der Kollektor-Emitter-Strom dieses Transistors. Da der Strom im Widerstand 54 konstant bleibt, ändert sich der Strom im Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 52 in entgegengesetztem Sinne. Die Steuerspannung am Anschluß 28 wird dabei verändert, so daß sich die Haltezeit oder die Breite der Tastimpulse 48 zur Regelung der Spannung in der beschriebenen Weise verändert.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsteil zur Erzeugung einer relativ niedrigen 'Gleichspannung aus einer impulsweise abgetasteten Hochspannung mit einer Hochspannungsquelle, die über einen steuerbaren Schalter und einen Tiefpaß an eine Last angeschlossen ist, und mit einer Regelschaltung, welche aus dem Vergleich der Ausgangsspannung mit einer Bezugsspannung ein Regelsignal zur Veränderung des Tastverhältnisses eines den Schalter ansteuernden Impulsgenerators ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung bei einer Fernsehkamera der Impulsgenerator (15) so angesteuert wird, daß er nur während der Austastlücken des Fernsehsignals Öffnungsimpulse (47) für den Schalter (13) erzeugt.

2. Stromversorgungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (15) einen monostabilen Multivibrator aufweist, der mit den während der Kamera-Austastintervalle auftretenden Ausgangsimpulsen (40) eines Impulsformers (17) angesteuert wird.

3. Stromversorgungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Haltezeit des Multivibrators (15) bestimmenden Zeitglied (42, 43) eine Steuerspannung (Klemme 28) zur Variierung der Haltezeit zuführbar ist.

4. Stromversorgungsteil nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung eine Bezugsspannungsquelle (27) und einen Differentialverstärker (26) enthält, welcher aus dem Vergleich der erzeugten Gleichspannung (Klemme 24) mit der Bezugsspannung die Steuerspannung für die Bestimmung der Haltezeit des Multivibrators (15) ableitet.

5. Stromversorgungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulsformer (17) zur Synchronisierung Horizontalsynchronimpulse relativ niedriger Spitzenspannung von einem unabhängig von dem Stromversorgungsteil gespeisten, den Takt bestimmenden Synchronsignalgenerator (18) zugeführt werden.

6. Stromversorgungsteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte niedrige Gleichspannung zur Speisung eines Horizontal-Treiberimpulsgenerators (29) verwendet wird, dessen Ausgangstreiberimpulse (32) mit relativ hoher Spitzenspannung auf den Impulsformer (17) zurückgekoppelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen