DE1963425B2

DE1963425B2 - Vertikalablenkschaltung fuer fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE1963425B2
Application number: DE19691963425
Authority: DE
Inventors: William Thomas Harrow Kirwan James Northwood Middlesex Edwards, (Großbritannien)
Original assignee: Communications Patents Ltd., London
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1971-12-30
Also published as: FR2026747B1; GB1288560A; DE1963425A1; CH504138A; NL6919122A; AT309545B; US3671799A; BE743421A; FR2026747A1

Description

Die l-rliiuluiiu betrillt eine Veriikalablenkschaliiint» für Fernsehempfänger, mil einem /wischen seiner Hingangs- und seiner Ausgangskleivime eine hohe Stromverstärkung aufweisenden Transistorverstärker, dessen Ausgangsklemme über die Primärwicklung eines Übertragers am Bezugspoiential liegt und an dessen Ausgangsklemme eine Vertikalablenkspule und ein erster und ein /weiter Rüekkopplungszweig angeschlossen sind, die zum Eingang des Transistors erstärkers geführt sind, und von denen der erste eine kapazitive Kopplung der Ausgangsklemme mit der Eingangsklenime bildet, deren Kondensator periodisch über eine Widerstandsserienschaliung geladen Lind mit einer zwischen die Eingangsklemme des Transistorverstürkers und ein Bezugspoteniiul geschalteten Sehaluinheit entladen wird, wogegen der zweite Rückkoppiungszwcig ein von der Ausgangssignalform über ein RCft-Integrierglied abgeleitetes Korrektursignal an den Hingang des Transislorverstärkers liefert.

I£ine derartige Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger ist durch die deutsche OITenlegungsschrift 1 462 925 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Schaltung ist ein dreistufiger Transistorverstärker vorgesehen, von dessen Ausgangsklemme ein erster Rückkooplungszweig aus der Serienschaltimg eines Widerstandes und eines Kondensators zur Lungangsklemme des Tra-isistorerstärkers geführt ist. Durch einen Schalttrans'stor wird die Eingangsklemme des Transistorverstärker· periodisch mit einem Bezugssignal verbunden, wodurch der Kondensator des ersten Rückkopplungszweiges entladen wird. Ein zweiter Rückkopplungszweig, der vom Ausgang des Transistorverstärkers zu dessen Hingangsklemme geführt ist. is: -jk /\Cft-C7f-Integrierglied ausgebildet, das auch durch ein /x'CK-Intcgrierglied ersetzt sein könnte. F-Is liegen dabei die Widerstände in Serie zwischen Ausgangs- und Eingangsklemme, und zwischen den Widerständen ist der eine Belag der Kondensatoren angeschlossen, deren anderer Belag mit dem Bezugspotential verbunden ist. Durch den ersten Rüekkopphingszweig (Miller-Kopplung) wird ein annähernd lineares Ansteigen der Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme erreicht. Der zweite Rückkopplungszweig liefert ein von der Ausgangssignalform abgeleitetes Korrcktursignal an den Hingang des Transistorverstürkers zurück, das zum Abrunden der Spitzen der Sägezahnspannung beiträgt. In dieser bekannten Schaltung sind noch zwei weitere Rückkopplungszweige vorgesehen, die jedoch vom Ausgang des Transistorverstärkeis nicht zu dessen Hingang, sondern /um Hingang der vorgeschalteten Schaltstufe führen. Diese Rüekkopplungszwcige haben daher keinen Einfluß auf die Kurvenform des Ausgangssignals, sondern sie beeinflussen lediglich die Schaltzeitpunkte der Schaltstufe. Eine zeitlieh lineare Bewegung des Leuchtpunktes auf der Oberfläche einer Bildröhre würde mit dieser Schaltung dann erreicht, wenn die Bildröhrenoberfläche eine Kugelkalotte bilden würde. Da dies jedoch nicht der Fall ist, die Oberfläche der Bildröhre vielmehr möglichst weitgehend plan sein soll, wird keine lineare Abtastgeschwindigkeit über die Bildröhrenhöhe hinweg mit dieser Schaltung erreicht.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 557 648 ist e^;ne Vertikalablenkschaltung bekanntgeworden, die nur einen Rückkopplungszweig aus der Serienschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators aufweist. Als Schalter dient ein Sperrschwinger, dessen Ausgang über eine Diode an den Hingang des Transisiorverstärkers angeschlossen ist. Diese Schal-Hing ergibt einen sägezahnlormigen Spannungsvorlauf. Auch bei dieser Schaltung ergibi sich keine lineare Bewegungsgeschwindigkeit des ßilapvinkles über die Höhe der Bildröhie mit annähernd ebener Schirmfläche.

ίο Durch die deutsche Patentschrift 1 172 302 ist schließlich eine Vertiüalablenkschaltung bekanntgt.vorden, bei der eine extrem linear verlaufende Sägezahnspannung erzielt werden soll. Ein erster Rückkopplungszweig (4, 5, 2, 6) ergibt einen nichtlinearen Verlauf der Ausgangsspannung. Ein zweiter Rückkopplungszweig (3, 6, 7, 8) dient der Linearisierung der sägezahnförmigen Ausgangsspannung. Diese Rückkopplungen liegen innerhalb des Transistorverstärkers. Zur weiteren Linearisierung ist am Ausgang des Transistorverstärkers ein Widerstand vorgesehen, der vom Vertikalablenkstrom durchflossen ist. An diesem Widerstand wird eine Wechselspannung abgenommen, die durch Dioden gleichgerichtet und durch ein Integrierglied integriert wird.

Die so erhaltene Spannung wird über einen zusätzlichen Transistor dem Emitter des Eingangstransistors des Transistorverstärker zugeführt. Dieser Rückkopplungszweig ist sehr aufwendig. Außerdem ergibt die durch diese Vertikalablenkschaltung erzeugte extrem lineare Sägezahnspannung keinen linearen Verlauf des Bildpunktes auf der Fernsehröhre, da diese keine kugelkalottenförmige Bildfläche aufweist. Schließlich ist noch eine Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 1 099 S"*"⁷), die drei Rückkopplungszweige zwischen Ausgang und Eingang des Transistorverstärkers sowie zwei weitere Rückkopplungszweige zwischen dem Ausgang des Transistorverstärkers und dem Eingang der Schaltstufe

(80) aufweist. Der erste Rückkopplungszweig besteht aus der Serienschaltung eines Widerslandes und eines Kondensators. Der zweite Riickkopplungs/.weig besteht aus einem /fC/f-Integrierglied. Der dritte Rückkopphmgszweiu schließlich besteht lediglich aus

■*5 einem Widerstand (140). Dieser dritte Rückkopplungszweig soll eine besonders hohe Verstärkung für Jic Stellerstufe und die l.eistungsstule während des let/ten Teiles des Sägezahnes ergeben (Spalte 6. letzte Zeile bis Spalte 7. Zeile 3). Ziel der Schaltung ist ebenfalls das Erzielen eines linearen Spannungsbzw. Ausgangsstromverlaufes. In der bekannten Schaltung ist eine gewisse, in erträglichen Grenzen liegende Nichtlinearität zu Beginn des sägezahnförmigen Verlaufes des Ausgangsstromes vorhanden (Spalte 7, Zeilen 16 bis 19). Auch bei dieser bekannten Schaltung wird der Einfluß auf die vertikale Bildpunktablcnkung nicht berücksichtigt, der durch das Abweichen der Bildschirmoberfläche von der Kugelkalottenform bedingt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger zu schaffen, durch die ein Vertikalablenkstrom erzeugt wird, der von einem exakt linearen Sägczahnvcrlaiif in der Art abweicht, daß der Elektronenstrahl der Bildröhre deren ebenen Schirm linear überstreicht.

Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Schaltung der eingangs geschilderten Art dadurch,

daß zusätzlich zum /weilen Rückkooplungszweig l-iii driller Rüekkopplungszweig /um Steuern der Ablasilineariiät vorgesehen is!, in (.'essen Verlauf ein (ileichrichterclement geschallet isi, über das ein an der Sekundärwicklung des Übertragers abgenommenes, gegenüber dem Verslärkerausgangssignal invertiertes Signal nach Gleichrichtung mittels des Gleichrichters und eines zwischen Gleichrichter und Bezugspoiential liegenden Hadekondensators über mindestens einen Widerstand zu dem Hingang des Transistorwiderstande·, geführt ist.

Der besondere Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß ein zeitlicher Verlauf des Vertikalablenkstromes erzielt wird, bei dem am Beginn und am H η eic der Ablenkperiode ein Abweichen von der exakt linearen Sägezahnform in der Art erzielt ist, daß der Elektronenstrahl der Bildröhre den ebenen Schirm dieser Rohre zeitlich linear überstreicht. Bei einem exakt zeitlinearen Sägezahnverlauf des A.blenkstromes würde ein zeitlineares Abtasten des Bildschirmes nur bei einem kugelkalotlenförmigen Bildschirm erzielt werden, bei dem die Elcktronenstrahlquelle im Kugclmitlelpunkl angeordnet ist. Durch die am Anfang und am Ende der Ablenkperiode erzielte Verzerrung des Sagezahnes wird eine verbesserte Linearität der Abtastung eines ebenen Bildschirmes erzielt. Dabei ist der Aufwand für diese Delinearisierung relativ gering.

Der ohnedies geringe Aufwand läßt sich, wie bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, noch dadurch weiter vermindern, daß der mit dem Hingang des Transislorverslärkers verbundene Widerstand des zweiten Rückkopplungszweiges gleichzeitig als zwischen Gleichrichter und Eingang des Transistorverstärkers geschalteter Widerstand des dritten Rückkopplungszweiges dient, so daß auch der Kondensator des zweiten Rückkopplungszweiges dem dritten Rückkopplungszweig zugehört. Der ganze zusätzliche Aufwand für den dritten Rückkopplungszwcig besteht also nur noch aus einem Gleiehrichterelement und e'.nigcn Windungen Draht auf dem Ausgangstransformator, sowie gegebenenfalls noch einem Vorsehaltwidcrstand.

Der dem /weiten und dem dritten Rückkopplungszweig gemeinsame Widerstand, der zum Hingang des Transistorverstärkers führt, kann als Hcst- oder als Stellw'.derstand ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser Widerstand in die Serienschaltung eines Festwideistandes und eines Stellwiderstandes unterteilt.

Die Verbindung des zweiten mit dem dritten Rückkopplungszweig kann unterschiedlich ausgebildet sein. Bei bevorzugten Ausführungsfonncn der Erfindung weist der zweite Rückkopplungszweig einen der Primärwicklung des Transformators parallelgeschaUeten Spannungsteil auf, von dessen Abgriff die Verbindung /aim dritten Rückkopplungszweig über einen Widerstand erfolgt, dessen anderer Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen Gleichrichter und dem dem zweiten und dritten Rückkopplungszweig gemeinsamen WiJerstand verbunden ist.

Bevorzugt ist der Ladekondensat'ir zwischen die Anode des Glcichrichterelemcntes und ein Bezugspotential geschäumt. Der Ladekondensator ist somit dem zweiten und dem dritten Rückkopplungszweig gemeinsam.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Ausführuugslonn der Erfindung näher erläutert. Hs /eigi I-'ig. I einen Sehalihildausschnitl der Vertikalablenkschallimg eines l-'ernsehemplängers und die

I ig. 2 bis 6 die in der in H i μ. 1 dargestellten

Schallung auftretenden zeitlichen Spuniumgsverläule.

In der" in Fig. 1 dargestellten Schallung sind zwei

Transistoren KVI und I Ί 2 in Darlington-Schalumg

angeordnet. Der Kollektor des Transistors 17 2

arbeitet auf eine von einer Drosselspule I gebildeten

ίο Lastimpedanz. Dabei sind die Ablenkspulen 2 an den Kollektor des Transistors VTl über einen Kondensator 3 angeschlossen; die Sendeschaltung aus Kondensator 3^ und Spulen 2 liegt parallel zur Kollektor-Emilter-Strecke I⁷T 2. An die Verbindung zwischen den Ablenkspulen 2 und dem Kondensator 3 ist ein Rückkopnlungs/.weig angeschlossen, der einen Signalpfad umfaßt, der aus der Serienschaltung eines Festwiderstandes 4, eines einst, "baren Widerstandes 5 und eines Kondensators 6 besteht und der zu der Basis des Transistors VT \. führt. Die Anordnung arbeitet wie ein sogenannter Miller-Integrator. Die Amplitude des an dem Kollektor des Transistors VfI vorhandenen Ausgangssignals wird durch die Serienschaltung eines Festwidersiandes 7 und eines

Einstellwiderstandes 8 bestimmt, die das an die Basis des Transistors VTl angelegte Gleichstrompotential bestimmen. Anstatt nun den der Basil des Transistors VT \ abgewandten Anschluß der Reihenschaltung der widerstände 7 und 8 an eine konstante

Spannungsquclle, wie sie z. B. eine Speiseleitung 9 darstellt, anzuschließen, ist nun dieser Anschluß an eine Spannungsquelle mit veränderlicher Spannung angeschlossen, so daß die Amplitude des Ausgangssignals kontinuierlich beeinflußt werden kann, wo-

durch ein im wesentlichen lincaies Ablenken erzielt wird.

Diese veränderliche Spannung gewinnt man aus dem Ausgangssignal durch die Anwendung zweier Signalpfade und einer gleichrichtenden Anordnung.

Im ersten Signalpfad liegt eine Wicklung 10 der Kollektordrosselspule 1. die während des Ahlenkvorganges in dieser Wicklung erzeugten Spannungen werden mittels eines Gleichrichters 11 gleichgerichtet. Der Anteil der in der Wicklung 10 erzeugten Spannung, der dem Gleichrichter 11 zugeführt wird, ist bestimmt durch die Größe eines Widerstandes 12. Die von dem Gleichrichtern gelieferte veränderliche Spannung wird entsprechend eine, von dem .■•.weilen Signalpfad gelieferten Gleichspannung bceinflußt. Dieser zweite Signalpfad enthält der Drosselspule 1 parallelgeschaltctc Widerstände 13. 14 und einen Serienwiderstand 15. Das Verhältnis der Widerstände 13 und 14 bestimmt den Anteil der Gleichsp; nnuiig am Kollektor des Transistors VVZ.

der an die Anode des Gleichrichters 11 gelangt: der Serienwiderstand 15 vermindert den NebcnschlußcfTekt der Widerstände 13 und 14 auf die Spannung, die dem Gleichrichter 11 über den ersten Signalpfad zugeführt wird. Änderungen der kombinierten verwandelbaren Spannung sind außerdem mittels eines Kondensators 16 möglich.

Die Arbeitsgeschwindigkeit der Ablenkanordnung wird von einem Schalter S bestimmt, der in der praktischen Ausführung als elektronischer Schalter ausgebildet ist und z. B. einen oder mehrere Halbleiter verwendet. Dieser Schalter dient dazu, um die Basis des Transistors VT \ am Ende jedes Ablenkzyklus mit einer Bezugsspannung zu verbinden. Das Öffnen

des Schalters 17 löst einen Ablenkvorgang aus, der weitgehend von der Zeitkonstante der Widerstände 4 und 5 und des Kondensators 6 bestimmt ist.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist an Hand der in den F i g. 2 bis 6 gczeigten Wcllenformen leichter verständlich, insbesondere wenn die Wirkungsweise der Schaltung ohne die erfindungsgemäßen Verbesserungen bekannt ist. Erstens überstreicht, wenn ein linear verlaufender Ablenkstrom in den Ablenkspulen 2 erzeugt wird. der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre deren ebenen Schirm nicht linear. Zweitens ist es in der Praxis nicht möglich, einen genau linear \erlaufenden Ablenkstrom zu erzeugen, da während der Ablenkperiode durch den Transistor VTl ein zunehmend größer werdender Kollektorstrom fließt und infolgedessen seine Stromverstärkung allmählich absinkt, wodurch der verfügbare Ausgangsstrom in den Ablenkspulcn 2 begrenzt wird. Außerdem tritt beim Anwachsen der Stromstärke durch den Transistor VTl auf Grund des endlichen Widerstandes der Drosselspule 1 an seinem Kollektor ein zunehmender Spannungsabfall auf. Das hat in der Praxis zur Folge, daß der Ablenkstrom, der durch die Ablcnkspulen 2 fließen kann, während der Ablcnkperiode allmählich absinkt. Die veränderliche Spannung, die nach der vorliegenden Erfindung erzeugt wird und die das am Kollektor des Transistors VTl auftretende Ausgangssignal beeinflußt, weist einen solchen Verlauf auf. daß gleichzeitig diese beiden Mängel der bekannten Schaltung kompensiert werden.

Die in F i g. 2 dargestellte Wellenform tritt am Kollektor des Transistors VTl auf. Die hohen Amplitudenspitzen treten während der Rücklaufzeit als Folge der in der Drosselspule induzierten Spannuiig beim Sperren des Transistors K7'2 auf. Die Polarität der Wicklung 10 ist so gewählt, daß an ihrem der Speiseleitung abgewandten Anschluß eine umgekehrte Wellenform erzeugt wird, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. Wie ersichtlich, hat diese Spannung eine langsam ansteigende Charakteristik. Nach der Gleichrichtung mittels des Gleichrichters 11 und nach der Beeinflussung durch den Kondensator 16 wird aus der in Fig. 3 dargestellten Wellenform die in F i g. 4 gezeigte Wellenform erzeugt, wie sie an der Anode des Gleichrichters U auftritt. Wie ersichtlich. --KMüi diese Spannung anfänglich mit konstanter Steiüiinn und dann mit allmählich abnehmender Steigung an.

Der Spannungsx erlauf, der den die Höhe besinninenden Widerständen 7. 8 zimeführt wird, sol! derart sein, da I.« über zwei Drittel der Bildablenkwege ein Spitzenwert eingehalten wird und dann ein Abfall von diesem Spitzenwert auftritt. Die an der Anode des Gleichrichters Π vorhandene und in Fig 4 gezeigte Wellenform kann in der Weise geändert werden, indem man sie mit einem Teil der am Kollektor des Transistors i'7'2 vorhandenen, abfallenden Wellenform kombiniert. Diese Wellenform entsprich! annähernd dem langsam abfallenden langen Abschnitt der in F i g. 2 gezeigten Wellenform. Die resultierende, über die Widerstände 7 und 8 zugeführie Wellenform weist den in Fig.fi dargestellten Verlauf auf.

Auf diese Weise wird mittels der beschriebenen Hilfsmittel die zeitlich lineare Änderung des durch die Ablenkspule!! 2 fließenden Stromes am Beginn und am Ende der Ablenkperiode beeinflußt und damit ein nicht linear verlaufender Ablenkstrom erzeugt, der bewirkt, daß der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre des Fernsehempfängers den ebenen Schirm dieser Röhre in linearem Verlauf überstreicht.

Die Vorteile der beschriebenen Schaltung liegen darin, daß während des Rücklaufintervalls der Transistor VTl völlig gesperrt werden kann. ti. h. der Kondensator 6 kann auf Erdpotential zurückgeführt werden, statt eine Spannung über dem Erdpotential zu behalten, wodurch die Verlustleistung in den Transistoren, insbesondere in dem Transistor I'T2. vermindert wird. Diese Verringerung der Verlustleistung erhöht die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Ablenkanordnung und verringert zugleich ihre Erwärmung und ihren Stromverbrauch. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Kondensator 6. der weitgehend die Frequenz der .Ablenkspannung bestimmt, in der Praxis einen verhältnismäßig niedrigen Kapazitätswert, wie z. B. ungefähi 0.47 [(F aufweisen kann. Dies ermöglicht die Verwendung eines Kondensators mit kleinem Tcmperaturkocflizienten. Dagegen war bei dem Steuerkondensator in herkömmlichen Schaltungen eine Kapazität von K)OuF oder mehr erforderlich, was die Verwendung eines Elcktroly'.kondensators mit dem ihm eigenen ungünstig großen Temperaturkocffizienten erforderlich machte.

Claims

Patentansprüche:

1. Verlikalablenkschalumg für Fernsehempfänger, mit einem zwischen seiner Eingangs- unc¹ seiner Ausgangsklemme eine hohe Stromverstärkung aufweisenden Transistorverstärker, desser Ausgangsklemme über die Primärwicklung eine⁴ Übertragers am Bezugspotential liegt, und ar dessen Ausgangsklemme eine Vertikalablenkspule und ein erster und ein zweiter Rückkopplungszweig angeschlossen sind, die zum Eingang des Transistorverstärkers geführt sind und vor denen der erste eine kapazitive Kopplung dei Ausgangsklcmrne mit der Eingangsklemme bildet deren Kondensator periodisch über eine Wider-Standsserienschaltung geladen und mit tnier zwischen die Eingangsklemme des Transistorverstärkers und ein Bezugspotcntial geschalteten Schalt einheit entladen wird, wogegen der zweite Rückkopplungszweig ein von tier Ausgangssignalfonr über ein /vYTv-lntcgrierglied abgeleitetes Korrektursignal an den Eingang des Transistorverstärker: liefen, d a ti 11 r c h g e k e η η ζ e i c h net. dal. zusätzlich zum zweiten Rückkopplimsiszv·. eis; (14 15. 16.7.8) ein dritter Rückkopplunsiszweisi (H) 12. 11. 16. 7. 8) zum Steuern der Abtastlincaritä vorgesehen ist. in dessen Verlauf ein Gleich richterelement (11) geschaltet ist. über das ein at der Sekundär« ieklunü (10) des Übertragers a'r genommenes gegenüber dem Verstärkeraussianas signal invertiertes Signal nach Glcichriehtuns mittels des Gleichrichters (11) und eines zvvischei Gleichrichter und Bezugspotential liecendei Eadekondensators (16) über mindestens" einei Widerstand zu dem Eingang des Transistorverstärker (TTl. 1T2) geführt^!.

2. Schaltung nach Anspruch 1. dadurch cc kennzeichnet, da?« der mit dem Eingang de "I ransisiorversiärkers (ITl. IT21 verbunden!

Widerstand (/.8) des /weilen Rückkopphingszweigcs gleichzeitig als zwischen Gleichrichter (11) und Hingang des Transistorverstärker geschalteter Widerstand des dritten Rückkopplungszwtigcs dient, so daß auch der Ladekondcnsalor i (16) des zweiten Rückkoppliingszweiges dem dritten Riickkopplungszweig ebenfalls zugehört.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem zweiten und dem dritten Rückkoppliingszweig gemeinsame Wider-Stand in einen Festwiderstand (7) und einen Stellwiderstand (8) unterteilt ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rückkopplungs-

zweig einen der Primärwicklung (1) des Transformators parallelgeschal toten Spannungsteiler (13. 14) aufweist, von dessen Abgriff die Verbindung zum dritten Rückkoppliingszweig über einen Widerstand (15) erfolgt, dessen anderer Anschluß mit dem Vcrbindungspunkl zwischen Gleichrichter (11) und dem dem zweiten und dritten Rückkoppliingszweig gemeinsamen Widerstand (7. 8) verbunden ist.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekondensator (16) zwischen die Anode des Gleichrichters (11) und ein Bezugspotential geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen KJ9