DE1908276B2 - Zeilenablenksehaltung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Fernsehempfänger - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zeilenablenkschaltung nungen in Sperrichtung auf den Zeilenendtransistor für Kathodenstrahlröhren, insbesondere zur Anwen- vermieden. Diese vorgeschlagene Schaltung hat jedoch dung in Fernsehempfängern und hier wiederum beson- noch den Nachteil, daß die ganze Ablenk- und Verlustders für volitransistorisierte Empfänger dieser Art. energie während der im^N V^ergieiciTzüf"gesäinten Ab-Bekannte Zeilenablenkschaltungen weisen im allge- 5 Tenkperiode „seEfTTürzerf Zeiienrücklaufdauer eingemeinen einen Parallelresonanzkreis auf, bei dem in speist werden muß. Dies stellt große Forderungen an einem Zweig die Reihenschaltung einer Ablenkspule die Schalttransistoren hinsichtlich Sperrspannungsund eines Ladekondensators und im anderen Zweig festigkeit einerseits und notgedrungen höherer Ströme ein Rücklaufkondensator liegt, wobei der Parallel- während des kurzen Zeilenrücklaufs andererseits, resonanzkreis aus einer Gleichstromquelle über eine in io Diese Forderungen lassen sich bei Verwendung einer Reihe liegende Induktivität, d. h. die Primärwicklung Übertragerankopplung an der Basis der Schalttraneines Zeilenablenktransformators, gespeist und durch sistoren harmonisieren. Dann jedoch ist wiederum einen Schalter überbrückt wird, der durch einen Im- mindestens ein zusätzliches, relativ teures Übertragerpulsgenerator gesteuert wird, der während jeder Zeilen- element erforderlich, das bei Massengütern wie Fernabtastdauer den Schalter einmal öffnet und wieder 15 sehempfängern störend ins Gewicht fällt, schließt. Aufgabe der Erfindung ist, die mit den obengenann- j Angenommen, bei einem vollständig transistorisier- ten Lösungen verbundenen Nachteile durch eine ein- ' ten Fernsehempfänger würden an Stelle der mit Elek- fache volltransistorisierte Schaltungsanordnung zu be- \ tronenröhren bestückten Schaltkreise die einzelnen seitigen, durch die auch die noch bestehenden Probleme ; Röhren durch gleichwertige Transistoren ersetzt, so 20 der vorgeschlagenen Schaltung behoben werden. Dabei ^! würde eine solche Lösung bei Fernsehempfängern für soll es das Hauptziel sein, die Rücklaufimpulsspannormale 220 Volt Versorgungsspannung Transistoren nung zu erniedrigen, ohne gleichzeitig die an der erfordern, die gegenwärtig noch nicht existieren. Schaltung liegende Gleichspannungsversorgung abzu- ! Bei üblichen Zeilenablenkschaltungen mit Gleich- senken, und ohne Leistungsverlust in Form von Wärme, , Stromversorgungsspannung von etwa 310 Volt, d. h. 25 so daß handelsübliche bekannte Transistoren in : einer aus 220 Volt Wechselspannung der Netzversor- Zeilenablenkschaltungen verwendet werden können, gung gleichgerichtete Spannung, können beispielsweise die_mit der gleichgerichteten^.NeJzwechselspannung Zeilenrücklaufimpulse mit einer Spannung von etwa toe^tveriujiäeri.jind (d. h. mit 310VoIt GIeTcET" j i 3000 Volt beobachtet werden. Ein Transistor, der eine spannung bei einer Wechselspannung des Netzes von [ solche Impulsspannung auszuhalten in der Lage wäre, 30 220 Volt)". . Γ ""~ läge nahe an der theoretisch eventuell möglichen * "Dies" kann dadurch erreicht werden, daß die FeId-

Grenze des Transistorbaus. energie, die in dem Zeilenablenktransformator (oder in

Um dieses transistorisierten Ablenkschaltungen an- einer anderen Reiheninduktivität) einer normalen Abhaftende Problem zu lösen, wurde die speisende Gleich- lenkschaltung gespeichert wird und die auf den Rückspannung auf verschiedene Weise erniedrigt. Dies 35 laufkondensator und die Ablenkspule übertragen wird, wurde ohne Leistungsverlust mit Hilfe von Über- sich nur während eines Teils der Zeilenabtastdauer der trager-, Kondensator- oder Thyristorschaltkreisen er- Ablenkperiode aufbauen kann.

reicht. Es ist auch möglich, die Speisespannung mittels Demgemäß weist die erfindungsgemäße Schaltung

Spannungsteilung durch ein Widerstandsnetzwerk zu als besondere Merkmale eine Diode auf, die parallel

erniedrigen, jedoch steigt dadurch die unerwünschte 40 liegt zur Reihenschaltung der Induktivität und des

Wärmeentwicklung und der Leistungsverlust an. Die Resonanzkreises, und weiterhin liegt in Reihe zur

bis heute am häufigsten angewandte Methode zur Ver- Induktivität ein weiterer gesteuerter Schalter, der mit

ringerung der Speisegleichspannung verwendet jedoch dem Impulsgenerator so verbunden ist, daß er durch

einen Netztransformator. die Ausgangsimpulse desselben im gleichen Maß wie

Die Nachteile all dieser bekannten Methoden sind 45 der erste Schalter betätigt bzw. gesteuert wird, jedoch, daß der Empfänger mit zusätzlichen Schalt- Dj^^einjw^iten._S£halter zjugefjihrten^Impulse sind elementen ausgerüstet sein muß. Diese verursachen zu- vorzugsweise jiazu bestimmt,.. diesen, während einer sätzliche Kosten und erhöhtes Gewicht und können vorbestimmtenZeitspanne einer jeden Zeiieriäb* tastelektromagnetische Strahlungsprobleme und eine uner- „dauer zu schließen: Zur Regulierung der impulsdauer wünschte Wärmeentwicklung zur Folge haben. Zusatz- 50 und dajiurch au^^

lieh soll auch darauf hingewiesen werden, daß die Zu- Tcann die an dem Resonanzkreis liegende Spannung

verlässigkeit von Geräten mit steigender Anzahl der zur-..automatischen. Regulierung der AjLisgangsimpuls-

Schaltelemente und .mit ansteigender Temperatur ab- länge demjmpulsgenejato^

nimmt. Durch diese Variation der Zeitspanne, während der Zur Vermeidurig^v"iidieser Nachteile wurde nun für 55 die Energie in dem Zeilenablenktransformator getransistorisierte Zeilenablenkschaltungen der eingangs speichert werden kann, läßt sich auch die Spitzengenannten Art (sogenannte »Spardiodenschaltung«) spannung der Rücklaufimpulse verändern. Dies kann, bereits vorgeschlagen (deut^esJiatentl2&lJA9}, die wie oben angedeutet, zur einfachen automatischen zur Horizontalablenkung erforderliche Leistung ohne Amplitudenstabilisierung der Rücklaufimpulse heran-Verwendung eines Netztransformators direkt aus dem 60 gezogen werden. Bekannte Methoden zur Stabilisie-220-Volt-Wechselstromnetz nach normaler Gleichrich- rung dieser Größe(n) beruhen auf einer Stabilisierung tung zu entnehmen, wobei die Speisespannungsquelle der Versorgungsspannung, die wesentlich komplizierjrur'während der Sperrphase, 'd7 W. beim ZeilenfückTäuf ter und teuer ist.

i über einen elektronischen Schalter Energie zur Zeilen- Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

; ablenkung und Deckung der auf tretenden Verluste in 65 Schaltung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen

i den Schwingkreis der Zeilenablenkschaitung einspeist. in Einzelheiten näher beschrieben.

Durch die Verwendung eines geeignet angepaßten F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfin-Takttreibers als Schalter werden überhohe Stoßspan- dungsgemäßen Zeilenablenkschaltung, und

F i g. 2 zeigt in mehreren Zeitdiagrammen die. Verläufe der Ströme und Spannungen an mehreren in F i g. 1 näher bezeichneten Punkten der Schaltung.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird jeder der Schalter durch einen NPN-Transistor Tl und Tl gebildet, die negativ vorgespannt und daher normalerweise nicht leitend sind.

Von einem Impulsgenerator 1 werden jedoch den Basen der Transistoren solche positiven Impulse zugeführt, daß diese in ihren maximal leitenden Zustand umklappen und dann als Kurzschlüsse wirken. Die Impulse werden den entsprechenden Transistoren in gleichem Maße, d. h. mit gleicher Impulsanzahl, zugeführt, sie können jedoch verschiedene Impulsdauern aufweisen und können mit der Zeilenabtastdauer der Ablenkung gegeneinander versetzt sein. Die Basis-Emitter-Spannungen V₁, V₂ der beiden Transistoren Tl, Tl können so den in den beiden oberen Diagrammen der F i g. 2 angegebenen Wellenformen entsprechen, wobei die Spannung V₁ gestrichelt wiedergegeben ist. Die voll ausgezogenen Wellenformen entsprechen einer bekannten Ablenkschaltung, bei denen demzufolge der Transistor Tl und die Diode 10 in F i g. 1 nicht enthalten sind und bei dem die Induktivität 4 mit der Versorgungsquelle 3 direkt verbunden ist. Dieser Fall wird zunächst betrachtet.

Ist der Transistor Tl leitend, so liegt die gesamte Ausgangsspannung der Versorgungsquelle 3 an der Induktivität 4, die in diesem Fall aus der Primärwicklung eines Zeilenablenktransformators besteht. Dementsprechend wächst der Strom I₂ durch diese Induktivität an und damit die im magnetischen Feld der Induktivität entsprechend gespeicherte Energie. Gleichzeitig wächst der durch die Ablenkspule 5 fließende Strom I₁, da der Ladekondensator 6, der zuvor über die Induktivitäten 4 und 5 aus der Versorgungsquelle 3 und einen Kondensator 7 aufgeladen worden war, nun über die Ablenkspule 5 entladen wird. Wie in den Diagrammen der Fig. 2 dargestellt, werden die Spulen 4 und 5 so dimensioniert, daß die Ströme I₁ und I₂ annähernd linear ansteigen, solange der positive Generatorimpuls an dem Transistor Tl liegt.

Wird der Transistor Tl etwas später in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet, so wird der Kondensator 7 durch die Ströme I₁ und I₂ geladen, wobei die in den Spulen 4 und 5 gespeicherte Energie auf den Kondensator? übertragen wird, wie dies durch die Wellenform 8 für die Kondensatorspannung V_c in dem entsprechenden Zeitdiagramm der Fig. 2 angedeutet ist.

Die Wellenform 8 besteht aus Sinushalbwellen, deren Dauer durch die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises bestimmt ist, der in diesem Fall als aktives Element wirkt und die Rücklaufzeit T der durch die vorliegende Schaltung gesteuerten Ablenkung bestimmt.

Ist der Spitzenwert der Kondensatorspannung V_c erreicht, so kehrt sich die Richtung des Stromes I₁ durch die Ablenkspule 5 um, und der Ladekondensator 6 wird durch den Rücklauf kondensator 7 über die Spule 5 geladen. Nach der vollständigen Entladung des Kondensators 7 wird ein Ladevorgang in umgekehrter Richtung durch eine Diode 11 verhindert (gestrichelt eingezeichnet), die dem Kondensator so parallel geschaltet ist, daß eine weitere Ladung des Kondensators 6 nach der Entladung des Kondensators 7 durch die in der Spule 5 gespeicherte Feldenergie erfolgen kann.

Dies ist der Zustand, wenn dem Transistor Tl zur Öffnung ein neuer Impuls zugeführt wird, worauf der oben beschriebene Ablauf erneut erfolgt.

Wenn der Impulsgenerator 1 jedoch mit einem Transformatorausgang 1 α (gestrichelt dargestellt) versehen ist, so kann die Diode 11 in Praxis weggelassen werden, da in diesem Fall der Ablenkstrom I₁ über einen niederohmigen Weg fließen kann, der a\is der Sekundärwicklung la des Ausgangstransformatorsund

ίο der Basis-Kollektor-Strecke des Transistors Tl besteht, welch letztere eine im richtigen Sinn gepolte Diode bildet.

In einem erfindungsgemäßen Schaltkreis, d. h. etwa in dem in Fig. 1 dargestellten, bewirkt der Tran-

¹S SistorJQjdaß die Induktivität 4 mit der Versörgiingsquelle 3...nur während eines "Teils der" Zeilenabtastdauer ^verbunden ist, d. h. in der Zeitspanne, während der die in Fi g. 2 gestrichelt dargestellten positiven Impulse den Transistor Tl in den leitfähigen Zustand schalten. In diesem Fall fließt nur während dieser wirksamen Phase (Zeitdauer) ein zunehmender Strom I₂ durch die Induktivität 4, wie dies in dem entsprechenden Zeitdiagramm, in F i g. 2 dargestellt ist. Dadurch wirdjder- Verlauf des Stromes I₂ verändert und auf einen niedrigeren Maximalwert begrenzt als in dem bekannten Fall. In" der'Spüle"4 wird während der Zeilenabtastdauer weniger Feldenergie gespeichert, und der Kondensator 7 wird auf eine weniger hohe Spitzenspannung aufgeladen als in dem vorigen Fall, mit dem Erfolg, daß als Transistor Tl handelsübliche Typen in der Lage sind, diese Spannung auszuhalten, wenn die am meisten gebräuchliche Netzspannung von 220VoIt nach der Gleichrichtung an die Schaltung angelegt wird. Wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für wahlweisen Anschluß an niedere Netzspannung, z. B. 110 Volt, ausgelegt ist, so können Mittel vorgesehen sein, um den Transistor Tl kurzzuschließen, wenn diese niedrigere Spannung angelegt wird. Dann arbeitet die Schaltung in diesem Fall wie eine der bekannten Schaltungen.

In dem erfindungsgemäßen Fall erhält auch der Kondensator 6 eine geringere Ladung, woraus sich ein geringer Strom durch die Ablenkspule 5 ergibt. Die entsprechenden Strom- und Spannungsverläufe sind

für diesen Fall in Übereinstimmung mit der Erfindung gestrichelt in F i g. 2 dargestellt. Der tatsächliche Verlauf des Stromes /₂ variiert in Abhängigkeit der Dauer τ der Steuerimpulse und deren Einstellung bzw. Auftreten innerhalb der Zeilenabtastdauer F, wie im obersten Diagramm der F i g. 2 dargestellt.

_Ist der Steuerimpuls vor djmjinile_d.er-Zeilenabtastdauer_be_endet, wöa^TCrrffi„e3tabindun.g.mit.der_Ver-

Strom /₂ von der Induktivität 4 durch., die Diode 10, wobei der Diodenstrom I₃ gleichjJsm Strom I₂ ist, wie diesTin den entsprechenden Diagrammen der F i g. 2 ausgewiesen ist.

Dadurch hängt die über dem Kondensator 7 und dem Transistor Tl stehende Spitzenspannung (Kurvenverlauf 8) von der Dauer τ der Impulse ab, die dem Transistor Tl über den Ausgang Ib zugeführt werden. Die Spannung V₀ und alle in gestrichelter Kurvenf orm in F i g. 2 dargestellten Größen können so durch eine Rückkopplung der Zeilenrücklaufimpulse 8 auf den Impulsgenerator 1 über die Verbindung 9 reguliert werden. Der Generator 1 kann durch bekannte Mittel so ausgelegt werden, daß die erzeugten Impulse mit steigender Rücklaufspannung kürzer werden.

Parallel zum Transistor Tl kann eine Diode 12 (gestrichelt gezeichnet) liegen, die als Schutz gegen hohe Spannungsstöße dient, die während des Lade- und Entladevorgangs des Kondensators 7 auftreten können. In diesem Fall ist der Strom I₂ durch die Induktivität 4 für eine bestimmte Periode im allgemeinen negativ, wie in Fig. 2 im entsprechenden Diagramm dargestellt, da der Strom I₂ dann durch die Diode 12 und die Versorgungsquelle 3 fließen kann. Diese Diode 12 kann jedoch eingespart werden, wenn der Impulsgenerator 1 mit einem geeigneten Ausgangstransformator 1 b (gestrichelt dargestellt) versehen ist. Der Strom I₂ der Induktivität 4 fließt dann durch die Sekundärwicklung Xb des Ausgangstransformators und die durch die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors TX gebildete Diode, die im richtigen Sinn gepolt ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zeüenablenkschaltung, insbesondere für Bildröhren in Fernsehempfängern, mit einem Parallelresonanzkreis, bei dem in einem Zweig die Reihenschaltung einer Ablenkspule und eines Ladekondensators und im anderen Zweig ein Rücklauf kondensator liegt, wobei der Resonanzkreis aus einer Gleichstromquelle über eine in Reihe liegende Induktivität, z. B. die Primärwicklung eines Zeilenablenktransformators, gespeist und durch einen Schalter überbrückt ist, der durch einen Impulsgenerator gesteuert wird, der während jeder Zeilenabtastdauer den Schalter einmal· öffnet und wieder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung der Induktivität (4) und des Resonanzkreises (5, 6, 7) eine Diode (10) liegt und daß in Reihe mit der Induktivität (4) ein zweiter gesteuerter Schalter (TX) liegt, der mit dem Impulsgenerator (1) so verbunden ist, daß er durch die Ausgangsspule desselben mit gleicher Impulsanzahl wie der erste Schalter (T2) betätigt bzw. gesteuert wird.

2. Zeüenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator so ausgelegt ist, daß dem zweiten Schalter (7Ί) zum Schließen während einer vorbestimmten Zeitspanne (τ) einer jeden Zeilenabtastdauer (F) einstellbare Impulse zuführbar sind.

3. Zeüenablenkschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelresonanzkreis (5, 6, 7) mit dem Impulsgenerator (1) in der Weise verbunden ist, daß die Impulsdauer (τ) der dem zweiten Schalter (TX) zugeführten Impulse in Abhängigkeit von der über dem Parallelresonanzkreis stehenden Spitzenspannung einstellbar ist.

4. Zeüenablenkschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (TX) beim Umschalten von einer Versorgungsspannungsquelle (3) auf eine andere kurzschließbar ist.

5. Zeüenablenkschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (7Ί) einen Transistor aufweist, der durch die vom Impulsgenerator (1) ausgehenden Impulse in den leitenden bzw. den nichtleitenden Zustand geschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen