DE1914427A1

DE1914427A1 - Verstaerker fuer die Ablenkstufe einer Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1914427A1
Application number: DE19691914427
Authority: DE
Inventors: Neilsen Asger Torben
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-03-25
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1969-11-06
Also published as: DE1914426A1; US3622836A; GB1270342A; GB1270341A; FR2004638A1

Description

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33/74 3.3.1969

PATENTAN V/ ALTE

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, Reg.-Nr. 121 833

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD
7 STUHGART-N, LANGE STSASSE 51

EASTMAM KODAK COMPANY, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Verstärker für die Ablenkstufe einer Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft einen Verstärker für die Ablenkstufe einer Kathodenstrahlröhre mit Ablenkmagnet.

Bei den bekannten Kathodenstrahlröhren mit magnetischer Ablenkung des Strahles bereitet es Schwierigkelten, den Strahl mit hoher Geschwindigkeit geradlinig über den Bildschirm zu führen. Diese Schwierigkeiten sind dadurch bedingt, daß die Induktivität der Ablenkspule eine rasche Änderung des magnetischen Flusses verhindert. Diese hemmende Wirkung führt au einer Sättigung des Verstärkers, der den Erregerstrom für die Ablenkspule liefert, wodurch der Ausgangsstrom des Verstärkers der Eingangsgröße erst wieder zu folgen vermag, wenn nach einiger Zeit der Spitzenwert des Ausgleichsstromes sich vermindert hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe au Grunde, einen Verstärker zu schaffen, der nicht durch die Reaktion der Ablenkspule auf einen Ausgleiehsvcrgang gesättigt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen 909845/0914

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PNP-Transistor und einen HPH-Transistor, deren Kollektoren über zwei Dioden miteinander verbunden sind, wobei die Anode der einen Diode mit der Kathode der anderen Diode und mit der Spule des Ablenkmagneten verbunden ist.

Durch die beiden Dioden im Ausgang dieses Verstärkers wird der Ausgang von der Ablenkspule getrennt, der Verstärker also gewissermaßen abgeschaltet, während die Ablenkspule auf den Ausgleichsvorgang reagiert, wodurch der Verstärker nicht in die Sättigung getrieben wird und in der Lage ist, die Steuerung wieder zu übernehmen, sobald der Ausgleichsstrom seinen Spitzenwert überschritten hat.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verstärkers besteht darin, daß mit seiner Hilfe in einfacher V/eise eine dynamische Fokussierung des Strahles der Röhre möglich ist. Für eine dynamische Fokussierung brauchen nämlich nur parallel zu den Dioden zwei in Reihe liegende und unmittelbar neben der Hauptfokussierspule angeordnete Hilfsfokussierspulen geschaltet au werden, deren Verbindungsstelle mit der Ablenkspule verbunden 1st. Wählt man die statische Fokussierung mit der Hauptfokussierspule so_s daß der Strahl im Zentrum des Bildschirms fokussiert ist, so wird«, da je nach Ablenkung jeweils eine der beiden Hilfsfokussierspulen vom Erregerstrom der Ablenkspule durchflossen wird, eine Fokussierung des Strahles in jedem Punkt d.es Bildschirmes erzielt.

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Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kathodenstrahlröhre mit den Spulen zur magnetischen Ablenkung und Fokussierung des KathodenStrahls.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltbild zeigt nur den Verstärker für die Ablenkung in der einen Ebene, also in der X-Koordinate oder der Y-Koordinate» Für die Ablenkung in der anderen Koordinate ist ein gleich aufgebauter Verstärker vorgesehen. .

Eine Eingangsleitung 10 führt einem Verstärker 12 die Ablenkungssignale zu. Parallel zum Verstärker 12 ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 14 und einem Widerstand 16 geschaltet. Dieser Teil der Schaltung bildet zusammen mit der Leistungsstufe einen Betriebsverstärker, der eine Spannungsverstärkung mit einem Verstärkungsfaktor kleiner 1, jedoch eine sehr große Stromverstärkung besitzt.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 12 wird den Basen von Transistoren 18 und 20 zugeführt. Solange am Eingang des Verstärkers 12 kein Signal ansteht, liegt der Ausgang nahezu auf Massepotential. Wird Jedoch der Eingang positiv oder negativ, so wird auch die Ausgangsgröße entsprechend negativ oder positiv.

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Die Transistoren 18 und 20 sind derart vorgespannt, daß sie beide geringfügig leitend sind, wenn kein Eingangssignal ansteht. Wird der Ausgang des Verstärkers 12 positiv, so wird der PNP-Transistor 18 gesperrt und der NPN-Transistor 20 vollständig leitend. Umgekehrt wird, wenn der Ausgang des Verstärkers 12 negativ wird, der Translator 20 gesperrt und der Transistor 16 vollständig leitend. Die Verbindungsstelle zwischen zwei Widerständen 22 und 24, die in Reihe geschaltet sind und die Emitter der Transistoren 18 und 20 miteinander verbinden, wird auf einem Potential.gehalten, das annähernd gleich dem Masoepotential 1st, um die erforderliche Stabilität zu gewähr- ' leisten. Der Verstärker, der den Erregerstrom für eine Ablenkspule d erzeugt, besitzt einen NPN-Transistor 26 und einen PHP-Transistor 28. Wenn die Transistoren 18 und 20/leitend sind, was der Fall ist, wenn kein Eingangssignal ansteht, sind auch die Transistoren 26 und 28 leitend. Hierdurch erhält man einen gleich grossen Strom durch die Transistoren 26 und 28, wodurch die Verbindungsstelle ,von zwei llilfsfokussierspulen f* und f₂, die in Reihe geschaltet sind und zwischen den Kollektoren der Transistoren 26 und 28 liegen, auf einem Potential gehalten wird ,das annähernd gleich dem Massepotential ist. Hierdurch wird jeglicher Strom durch eine Ablenkspule d verhindert, die einerseits an die Verbindungsstelle zwischen den beiden Hilfsfokussierspulen ϊ^ und f₂, andererseits Über einen Widerstand 37 an Masse angeschlossen 1st,

Wenn der Transistor 20 vollständig leitend wird und der Transistor 18 abschaltet, wird der PNP-Transistor 28 vollständig leitend und der NPN-Transistor 26 abgeschaltet.

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Die Folge hiervon ist ein Strom vom Kollektor des Transistors 28 über eine Diode 30 die Hilfsfokussierspule f^, die Ablenkspule d und den Widerstand 37 zur Masse. Da der Transistor 26 in diesem Zustand des Verstärkers abgeschaltet ist, fließt kein Strom in der entgegengesetzten Richtung durch die Ablenkungsspule d oder durch die Hilfsfokussierspule fp. Ist hingegen der Transistor Ib vollständig leitend und der Transistor 20 nicht leitend, so ist der Transistor 26 leitend und der Transistor 28 nicht leitend. Es fließt deshalb ein Strom vom Massepotential über den Widerstand 37» die Ablenkspule d, die Hilfsfokussierspule fp sowie eine zweite Diode 32 zum Kollektor des Transistors 26.

In Pig. 2 1st die räumliche Anordnung der Ablenkspule und der Fokussierspulen bei einer üblichen Kathodenstrahlröhre 34 mit magnetischer Ablenkung und Fokussierung dargestellt. Die Ablenkspule d ist in üblicher Weise an der Verbindungsstelle zwischen dem Hals und dem Trichter der Röhre angeordnet. Die Hauptfokussierspule f ist auf dem Hals etwas hinter der Ablenkspule d angeordnet. Die Hilfsfokussierspulen f^ und fp, die der dynamischen Fokussierung dienen, befinden sich unmittelbar hinter der Haupt fokussierspule f » Fig. 2 zeigt zwei zusätzliche Fokussierspulen für eine dynamische Fokussierung hinter den beiden Spulen £* und T₀, Diese beiden Fokussierspulen werden für die dynamische Fokussierung in der anderen Ablenkungsebene benötigt, deren Schaltung nicht dargestellt ist, da sie mit der dargestellten Schaltung übereinstimmt. Selbstverständlich können alle Fokussierspulen gemeinsam gewickelt sein oder in irgendeiner Kombination, wie dies gewünscht wird.

Die Wirkungsweise des Äblenkungsteils ist folgendeι Wenn eine Änderung in der Ablenkung auftritt, ändert sich der Strom durch die Ablenkspule d ziemlich abrupt. Dies hat

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eine sehr hohe Gegenspannung zur Folge, die normalerweise die Transistoren 26 und 28 in die Sättigung bringen würde. Die Dioden 30 und 32 verhindern jedoch, daß die hohe Gegenspannung die Transistoren 26 und/oder 28 erreicht. Die Ablenkspule d wird also vorübergehend von den Transistoren 26 und 23 getrennt. Da Proportionalität zwischen den Parametern der Ablenkspule d herrscht, diese also kritisch gedfmpft /erfolgt der Anstieg der Gegenspannung bis zum Spitzenwert und die Rückkehr bis zum Wert der Speisespannung der Transistoren 26 und 28 in etwa 1/*! Periode. Sobald die Gegenspannung abgeklungen und die Speisespannung wieder erreicht ist, steilen die Dioden 30 und 32 sofort wieder die leitende Verbindung zwischen.den Transistoren 26 und 28 einerseits und der Ablenkspule d andererseits her, wodurch die Transistoren 26 und 2 8 sofort wieder die Steuerung übernehmen können* Ohne· die üfoden 30 und 32 könnten die Transistoren 26 und 28 die Steuerung erst wieder übernehmen, nach-dem sie die Auswirkung.des Ausgleichsvorganges überwunden haben, was viel mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Von demjenigen Ende der Ablenkspule d, das über den Widerstand 37 mit Masse verbunden ist₉ führt eine Rückkopplung über einen Widerstand 36 sur Eingangsleitung 10, Diese Rückkopplung führt die Gegenspannung der Ablenkspule direkt zum Eingang zurück. Der Verstärker 12 ist jedoch so ausgelegt, daß er verhältnismäßig langsam auf eine Änderung der Eingangsgröße anspricht, so daß der Ausgleichsstrom die Ausgangsgröße des Verstärkers 12 erst beeinflußt, nach-dem die Transistoren 26 und 2δ die Steuerung wieder übernommen haben.

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Da es wünschenswert ist, den Strahl in jedem Punkt des Schirmes der Röhre fokussiert zu haben, muß der Fokussierstrom in Abhängigkeit von der Auslenkung des Strahls geändert werden. Der Strom durch die Hauptfokussierspule f ist hier so justiert, daß der Strahl im Zentrum der Röhre, das heißt, wenn die Ablenkspule d stromlos ist, genau fokussiert ist. Fließt ein Strom durch die Ablenkspule d zur Hasse, dann wird durch die Hilfsfokussierspule ζ* ein magr.etisches Feld erzeugt, das dem von der Hauptfokussier spule erzeugten Feld entgegenwirkt. Das Ergebnis hiervon ist, daß die Brennweite größer wird, wodurch die Defokussierwirkung korrigiert wird, die durch die Ablenkung des Elektronenstrahls vom Zentrum der Kathodenstrahlröhre hervorgerufen wird« Fließt der Strom von .. der Masse durch die Ablenkspule und die Hilfsfokussierspule f₂, so erzielt man ebenfalls eine Korrektur der durch die Ablenkung bewirkten Defokussierung, weil die Wicklungsrichtung der Fokussierspule fp der V/icklungsrlchtung der Hilfsfokussierspule f., entgegengesetzt ist.

Parallel zu Widerständen 38 und 40, die zwischen die beiden Dioden 30 und 32 in Reihe geschaltet sind, ist je ein Kondensator 42 bzw. 44 geschaltet. Diese Kodensatoren haben die Aufgabe, die von der Ablenkspule d erzeugten Ausgleichsströme abzuleiten, so daß die Fokussierung nicht durch Ausgleichsstrome, sondern nur durch den Ablenkungsstrom selbst beeinflußt wird.

Da die Fokussierung so eingestellt ist, daß der Strahl im Mittelpunkt der Röhre fokussiert ist, wenn kein Strom durch die Ablenkspule d fließt, ist es offensichtlich, daß die Änderung in der Fokussierung dieselbe ist ,· ob

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der Strom durch die Ablenkspule positiv oder negativ ist, so lange die Stromstärke gleich ist. Aus diesem Grunde sind für die dynamische Fokussierung zwei Spulen vorgesehen. Wenn der Transistor 28 leitend ist, ist die Erregung der Hilfsfokussierspule f<, proprotional dem durch die Ablenkspule d fließenden Strom. Das Feld der Hilfsfokussierspule ändert das von der Hauptfokussierspule f_merzeugte Feld derart, daß der Brennpunkt weiter von der Ablenkspule weg zuliegen kommt.

Die Hauptfokussierspule f wird selbstverständlich von einem konstanten Gleichstrom durchflossen.

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Claims

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P a t entan Sprüche

Verstärker für die Ablenkstufe einer Kathodenstrahlröhre mit Ablenkmagnet, gekennzeichnet durch einen PNP-Transistor (28) und einen NPH-Transistor (26), deren Kollektoren über zwei Dioden (30,32) miteinander verbunden sind, wobei die Anode der einen Diode (30) mit der Kathode der anderen Diode (32) und mit der Spule(d) des Ablenkmagneten verbunden ist. , f

2. Verstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Verstärker (12) dessen Ausgang mit den Basen der beiden Transistoren (26,28) und dessen Eingang mit der Spule (26) des Ablenkmagneten verbunden ist.

3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Dioden (30,32) zwei in Reihe liegende und unmittelbar neben der Hauptfokussierspule (f_.) angeordnete Hiifsfokussierspulen (fjjfp) geschaltet sind, deren Verbindungsstelle mit

der Spule (d) des Ablenfcraagneten verbunden ist, δ

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