DE2017371A1 - Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabevorrichtung

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DE2017371A1 DE19702017371 DE2017371A DE2017371A1 DE 2017371 A1 DE2017371 A1 DE 2017371A1 DE 19702017371 DE19702017371 DE 19702017371 DE 2017371 A DE2017371 A DE 2017371A DE 2017371 A1 DE2017371 A1 DE 2017371A1
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Description

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,.,: PHH- 4398 : ' 2017 371
Anmeldung vom» 7· April 1970
"Schaltungsanordnung In einer Bildwiedergabevorrichtung."
Die Erfindung bezieht eich auf eine Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabevorrichtung, wobei die durch Gleichrichtung der Netz« wechselspannung erhaltene Eingangegleichspannung, die zwischen zwei EingangBklemnen liegt, mittele eines Schalttransistors und einer Spule in eine andere, stabilisierte, Ausgangsspannung umgewandelt wird, wobei der Transistor an eine erste Eingangsklemme gelegt ist und eine Spardiode mit dem Verbindungspunkt dee· Transistors und der Spule verbunden ist, wobei der Schalttransistor durch eine zeilenfrequente impulsfftrmige Spannung gesteuert wird, welche Impulse in ihrer Bauer moduliert werden, damit der Schalttransistor wShrend eines von der zu stabilisierenden Gleichspannung abhSnglgen Teils der Periode in den Sättigungszustand gebracht und wlhrend des.übrigen Teil· der Periode gesperrt wird, wobei
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diese ^pulsdauermodulation mittels einer Vergleichsschaltung zustande kommt', welche die zu stabilisierende Gleichspannung mit einer nahezu konstanten Spannung vergleicht, wobei die Spule die Primärwicklung eines Transformators bildet.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist,aus der deutschen Auslegeschrift 1.293.304 bekannt. Darin ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, mit der beabsichtigt wird, eine Eingangsgleichspannung, die
W zwischen zwei Klemmen erzeμgt ist, in eine andere Gleichspannung umzuwandeln, wobei ein Schalter verwendet wird, der an die erste Klemme der Eingangsspannung angeschlossen wird und sich periodisch öffnet und -schliesst, wodurch die Eingangespannung in eine impulsförmige Spannung umgewandelt wird. Diese impulsförmige Spannung wird dann einer Spule zugeführt. Zwischen dem Verbindungspunkt des Schalters und der Spule und der zweiten Klemme der Eingangsspannung liegt eine Diode, während zwischen, dem anderen Ende der Spule und der zweiten Klemme der Eingangsspannung eine Belastung und parallel dazu ein Ladekondensator liegt. Das ganze
k arbeitet nach dem bekannten Sparprinzip, d.h., dass der Strom, der der Belastung geliefert wird, wechselweise über den Schalter und über'die Diode fliesst. Als Schalter ist dabei ein Schalttransistor wirksam, der von einer periodischen impulsförmigen Spannung gesteuert wird, die ihn während eines bestimmten Teils der Periode in den SEttigungszustand bringt. Eine derartige Konfiguration ist in der Literatur unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, im nachfolgenden wird sie als Zerhacker bezeichnet. Ein bekannter Vorteil dabei ist, dass der Schalttraneiator zwar eine grosse Spannung ertragen können oder einen grossen Strom liefern können muss, doch keine grosee Leistung zu liefern braucht. Di« Auegangsspannung des Zerhackere wird mit einerkonstanten Bezugsspannung ver-
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glichen. Versucht nun die Ausgangsspannung sich zu ändern,indem die Eingangsspannung und/oder die Belastung sich ändert, so entsteht am Ausgang der Vergleichsschaltung eine Spannung, die eine Dauermodulation der Impulse verursacht. Dadurch ändert sich die Menge in der Spule gespeicherter Energie und die Ausgangsspannung wird konstant gehalten. Die genannte deutsche Auslegeschrift bezweckt einen stabilisierten Speisespannungsapparat zu schaffen.
Als Frequenz der Schaltspannung wird in der Schaltungsanordnung nach der genannten deutschen Auslegeschrift die Frequenz der ^elastungsänderungen gewählt oder eine Harmonische derselben. Insbesondere, wenn die vom Zerhacker gespeiste Belastung die Zeilenablenkschaltung einer Bildwiedergabevorrichtung ist, wobei sich folglich die Impedanz der Belastung im Rhytmus der Zeilenfrequenz ändert, entspricht die Fre- · quenz der Schaltspannung der Zeilenfrequenz oder ist ein Vielfaches derselben.
Es sei bemerkt, dass der Zerhacker nicht notwendigerweise
die Form anzunehmen braucht, die in der genannten deutschen Auslegeschrift angegeben wurde. Aus der Literatur ist nämlich bekannt, dass die Spardiode und die Spule vertauscht werden können. Auch kann die Spule an die erste
Klemme der Eingangsspannung gelegt werden, während der Schalttransistor
zwischen das andere Ende und die zweite Klemme der Eingangsspannung gelegt wird. Die Spardiode befindet sich dann zwischen dem Knotenpunkt des genannten Endes, des Schalttransietors und der Belastung. Es- dürfte,einleuchten, dass in all diesen Abwandlungen eine Spannung an den Anschlüsser der Spule vorhanden ist, welche Spannung dieselbe Frequenz hat wie die. , impulsförmige Gleichspannung und dieser Spannung gleichförmig ist,,,. Nur: ist die Steuerspannung einer Zeilenabienkschaltung eine impulsförmi^e
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Spannung, die den Zeilenendtransistor wechselweise leitend macht und sperrt. Bs ist eine Erkenntnis der Erfindung, dass sich die an den Anschlüssen der Spule vorhandene Spannung dazu eignet, als solche Steuerspannung aufzutreten, wobei die Spule die Primärwicklung des Transformators bildet, und die erfindungsgemässe Schaltung weist dazu das Kennzeichen auf, dass eine Sekundärwicklung des Transformators dasjenige Schaltelement steuert, das den Zeilenablenkspulen einen Zeilenablenkstrom liefert und mit dem die Spannung für die Endanode einer Bildwiedergaberöhre, die einen Teil der Bildwiedergabevorrichtung bildet, erzeugt wird und dass das Verhältnis der Zeit, in der der Schalttransistor gesättigt ist, 2u der ganzen Periode in normalem Betrieb zwischen 0,3 und 0,7 liegt.
Es gehört ebenfalls zu einer Erkenntnis der Erfindung, dass die zur Stabilisierung der Speisespannung mit dem Schalttransistor erforderliche Dauermodulation keinen Einfluss auf die Steuerung des Zeilenendtransietors ausübt. Dies findet seine Ursache in der Tatsache, dass bei einer längeren oder kürzeren Sperrung des Zeilenendtransistors der Strom durch die Zeilenablenkspulen infolge der Übernahme des Spardioden- und Transistorstromes oder im Falle einer besonderen Transistorart durch die Übernahme des Kollektor-Emitterstromes durch den Baeis-Kollektorstrom und umgekehrt dadurch nicht beeinträchtigt wird. Man muss aber die oben-
genannten Verhältnisse von 0,3 bis 0,7 einhalten, da sonst dieses Ubernahoeprinzip gefährdet wird.
Wie nachstehend erläutert wird, hat der Gebrauch des Sohalttraneis.tors als Treiber für den Zeilenendtransistor in einem speziellen, nachstehend zu beschreibenden AusfUhrungsbeiepiel den weiteren Vorteil, dass wenn dieser Schalttransistor einen Kurzschluss bildet, der Zeilenendtraneistor automatisch stoppt, wodurch die Ablenkung und die Hochspannung
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für die Wiedergaberöhre wegfallen und daher Beschädigung derselben vermieden wird.
Durch die erfindungsgemässe Massnahme ist der Schalttransistor in der stabilisierten Speisung als Treiber für die Zeilenablenkschaltung wirksam. Die erfindungsgeraässe Schaltungsanordnung kann ausserdem mit einer sehr wirksamen Schutzschaltung versehen werden, wodurch die Betriebssicherheit wesentlich erhöht wird und die in der niederländischen Patentanmeldung 6916660 beschrieben wird. Es ist eine weitere Erkenntnis der Erfindung, die an den Anschlüssen der Spule vorhandene impulsform!ge Spannung weiter zu verwenden und die Schaltungsanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Sekundärwicklungen des Transformators Dioden steuern, die gleichzeitig mit der Spardiode zur Erzeugung weiterer stabilisierter Gleichspannungen leitend sind und von denen ein Ende an Masse gelegt ist·
Ausführungebeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben* Es zeigen
Pig· 1 einen Schaltplan, bei dem der Zerhacker und die Zeilenablenkschal tung wohl, aber andere Schaltungen nicht näher angegeben sind,
Pig.;;:2:: eine Darstellung des zeitabhängigen Verlaufes zweier Ströme und einer Spannung, die in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 vorkommen,
Fig. 3 andere AuefUhrungemSglichkeiten des Zerhackers,
Fig. 4 einige Abwandlungen eines Teils der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.
. In Fig. I ist 1 eine Gleichriehfcarschaltung, welche die ihr zugeführte Netzspannung in eine nicht atabiliaierte Gleichspannung umwandelt. Mit einer der zwei Klemmen, zwischen denen diese Gleichspannung
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erhalten wird, ist der Kollektor eines Schalttransistors 2 verbunden, welcher Transistor in diesem AusfUhrungsbeispiel vom npn-Typ ist und dessen Basis eine impulsförmige Spannung zugeführt bekommt, die über eine Steuerstufe 4 von einem Modulator 5 herrührt und die den Transistor 2 wechselweise in den Sättigungs- und in den Sperrzustand bringt. Am Emitter des Transistors 2 entsteht die Spannungsform 3· Damit die Ausgangsspan- , nung der Schaltungsanordnung konstant gehalten wird, wird im Modulator 5 ψ die Dauer der gelieferten Impulse geändert. Ein Impulsoszillator 6 liefert dem Modulator 5 die impulsförmige Spannung und wird durch ein zeilenfrequentes Signal synchronisiert, das von dem in der Bildwiedergabevorrichtung vorhandenen Zeilenoszillator b·1 herrührt. Dieser Zeilenoszillator 6' wird seinerseits auf bekannte Weise durch Zeilenfrequenzimpulse 7*»die in der Vorrichtung vorhanden sind und beispielsweise aus einem empfangenen Fernsehsignal herrühren, falls die Bildwiedergabevorrichtung ein Fernsehempfänger ist, unmittelbar synchronisiert. Der Impulsoszillator 6 erzeugt auf diese Weise eine impulsförmige Spannung, deren Wiederholungs-
^ frequenz die Zeilenfrequenz ist.
Der Emitter des Schalttransistors 2 ist einerseits mit der
Kathode einer Spardiode 7».deren anderes Ende an der zweiten Eingangespannungsklemme liegt, und andererseits mit der Primärwicklung 8 eines Transformators 9 verbunden. Die impulsförmige Spannung 3, die an der Kathode der Spardiode 7 entsteht, wird durch diese Diode in den Intervallen, in denen sie leitend i3t, gegen das Potential der genannten zweiten Klemme geklemmt» In den. übrigen Intervallen nimmt die impulsförmige Spannung 3 den Wert V. att. Zwischen dem anderen Ende der Wicklung 8 und der aweiten Eingangijapannungsklemme liegen ein Ladekondenaator iÖ und eine Belastung 11. Die Elemente 21 7, 0, ΐθ und 11 bilden einen sogenann-
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■■'·"■ ■ . -7- ' PHN. 4396. .
ten Zerhacker, wobei am Ladekondensator Ip eine Gleichspannung entsteht >> insofern der Kondensator 10 für die Zeilenfrequenz gross genug ist, und wobei der der Belastung 11 gelieferte Strom wechselweise über den Schälttransistor 2 oder Über die Spardiode 7 fliesst. Die Ausgangsspannung .V . welche die am Ladekondensator 10 entstandene Gleichspannung ist, wird einer Vergleichsschaltung 12 zugeführt, welche die Spannung V mit einer BeZugsspannung vergleicht. Die Vergleichsschaltung 12 erzeugt eine Gleichspannung, die dem Modulator 5 zugeführt wird, wodurch sich die Dauer der wirksamen Zeit δT des Schaittransistors 2 gegenüber der Periode T der Impulse } in Abhängigkeit von den Änderungen der Ausgangsspannung V ändert. Es ist nämlich einleuchtend, dass die Ausgangsspannung V dem Verhältnis ^proportional ist:
Die Belastung 11 des Zerhackers besteht aus der Leistungsaufnahme von Teilen der Bildwiedergabevorrichtung, die mit der Ausgangsspannung V gespeist werden. In einer praktischen Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, wobei die Netzwechselspannung einen nominellen Effektivwert von 220 V hat und die gleichgerichtete Spannung V. ca. 270 V ist, beträgt die Ausgangsspannung V für 5 «0,5 ca. 135 V. •Damit ist es beispielsweise ebenfalls möglich, eine Zeilenablenkßchaltung zu speisen, wie diese in Fig. 1. dargestellt ist, wobei die Belastung 11 dann andere Teile darstellt, die vom Zerhacker gespeist werden. Dadurch, dass die Spannung V wegen der Impulsdauermodulation konstant gehalten wird, bleibt die Speisespannung dieser Zeilenablenkschaltung konstant, mit der günstigen Folge, dass die Zeilenamplitude (« die Breite des am Schirm der Bildwiedergaberöhre wiedergegebenen Bildes) auch konstant bleibt, sowie die für die Endanode der Bildwiedergaberöhre erforderliche
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und in derselben Schaltungsanordnung erzeugte Hochspannung, unabhängig von den Änderungen der Netzspannung und der Belastung am Hochspannungsgenerator ( m Leuchtdichteänderungen).
Il
Es können jedoch Änderungen der Zeilenamplitude und der Hochspannung auftreten infolge einer nicht ausreichend geringen Innenimpedanz des Hochspannungsgenerators. Ausgleichmittel sind dazu bekannt. Eine Möglichkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, die Vergleichsschal- ^ tung 12 dazu zu verwenden. Wird nämlich ein Element mit einer nahezu quadratischen Charakteristik, beispielsweise ein spannungsabhängiger Widerstandjvom Strahlstrom durchlaufen, so kann über die Vergleichsschaltung-
Il
12 eine Änderung für die Spannung V erhalten werden, die der Wurzel aus
der Änderung der Hochspannung proportional ist, was eine bekannte Bedingung ist, damit die Zeilenamplitude konstant bleibt.
Ausserdem ist die Glättung der Spannung V erleichtert, da die Wiederholungsfrequenz der impulsförraigen Spannung 3 um viele Male höher ist als die des Netzes und ein Ladekondensator 10 mit einem verhältnismässig kleinen Wert ausreichen kann. Ist der Ladekondensator 10 " für die Zeilenfrequenz gross genug, so ist die Spannung V tatsächlich eine Gleichspannung, wodurch an den Klemmen der Primärwicklung 8 eine Spannung ensteht, die dieselbe Form hat wie die impulsform!ge Spannung An den Sekundärwicklungen 13, 14 des Transformators 9 (in Fig.' 1 sind nur 2 Sekundärwicklungen dargestellt, aber es können mehrere da sein) entstehen daher Spannungen, die der impulsförmigen Spannung 3 gleichförmig sind, aber eine grössere bzw. kleinere Amplitude haben. Es ist eine Erkenntnis der Erfindung, das eine Ende -jeder Sekundärwicklung an Erde zu legen, während das andere Ende derselben eine Diode steuert, wobei der Wickelsinn jeder Wicklung und die Leitungerichtung jeder Diode
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derart gewählt werden, dass diese Dioden in derselben Zeit leitend sind wie die Spardiode 7· Auf diese Weise werden nach Glättung stabilisierte Speisespannungen, beispielsweise an der Klemme 15 erzeugt, mit den für in der Bildwiedergabevorrichtung vorhandene Schaltungen erforderlichen Amplituden und Polaritäten. In Fig. 1 ist beispielsweise die an der Klemme 15 erzeugte Spannung gegenüber Erde positiv. Es sei bemerkt, dass die BelastungsstrSme der auf diese Weise erhaltenen Speisespannungen eine Verringerung der Schaltleistung herbeiführen, welche Leistung durch die Spardiode 7 zurückgeführt wird. Die Summe sämtlicher Diodenstrb'me einschliesslich der Diode 7» entspricht ja dem Strom, der durch die Diode fliessen würde, falls keine Sekundärwicklung am Transformator 9 Ser wickelt und keine Simultandiode verwendet wäre. Diese Verringerung darf als zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung betrachtet werden, denn eine für geringere Leistungen geeignete Diode ist dann verwendbar. Es dürfte jedoch einleuchten, dass die gesamte Sekundärbelastung nicht grosser werden darf als die Primärbelastung, da sonst die Gefahr besteht, dass die Spardiode 7 gesperrt werden würde, wodurch von einer Stabilisierung der sekundären Speisespannungen nicht mehr die Rede sein könnte,
Eu sei bemerkt, dass eine zeilenfrequente parabelfb'rmige ^; an diesem Kondensator entsteht, wenn dem Ladekondensator 10 eine *:;.<.·a■..■ f.iipa·/.! 1,'At -τ to LIt y i r<i, wodurch also die sogenannte S-ftorrektu.r
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Wechselspannung, die zur Aufheizung des Glühfadens der in der Bildwiedergabevorrichtung vorhandenen Bildwiedergaberöhre erforderlich ist, gleich gemacht, so ist diese Spannung für dieses Aufheizung geeignet. Dies ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, da die billige Erzeugung einer stabilisierten GlUhspannung für die Bildwiedergaberöhre bei transistorbestückten Geraten immer ein grosses Problem gewesen ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Bildwiedergabevorrichtung ist, dass der Transformator 9 als Trenntransformator ^wirksam sein kann, so dass die unterschiedlichen Sekundärwicklungen vom Netz getrennt und mit ihrer Unterseite an Masse der Bildwiedergabevorrichtung gelegt werden können. Letztere Massnähme ermöglicht es, ein anderes Gerät, wie beispielsweise ein Bandaufnahmegerät, an die Bildwiedergabevorrichtung anzuschliessen ohne dass Erdungsprobleme auftreten können.
In Fig. 1 ist 14 eine Sekundärwicklung des Transformators 9t die nach der obengenannten Erkenntnis der Erfindung den Zeilenendtransistor 16 der Zeilenablenkschaltung 17 steuern kann. Die Zeilenablenkschaltung 17f die in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist, enthält u.a. Zeilenablenkspulen 18 und einen Hq chsparinungs transformator 19, dessen Sekundärwicklung. 20 zur Erzeugung der für die Endanode der Bildwiedergaberöhre erforderlichen Hochspannung dient» Die Zeilenablenkschaltung 1? wird durch die AusgangsapaTinung V des Zerhaclcers gespeist} welche Spannung dank der Impulsdausi'modulation stabilisiert ist, mit allen obengenannten
M« SeilenablörüiSöhal fcung 1? entspricht beispielevieias !ihn- chnllüiigau.iiox'awui&^-iii al-·- in deo ni&u&vlMsvlischssti pAtyr '■■:>"ϊί'1ί;ό j ',' /iititji-i·^ '■:.,"< iy:iO'"-y'02d t-i" i'viS!;':H; viii s-ii;|i. '--i :ii;^f'5
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Im folgenden wird dargelegt, dass die Sekundärwicklung* 14 tatsachlich eine Zeilenablenkschaltung steuern kann, so dass der Schalttransistor 2 als Treiberstufe für die Zeilenablenkung wirksam sein kann. In Fig. 2a und b ist der Verlauf als Funktion der Zeit des Stromes ic dargestellt, der in dem Kollektor des Transistors 16 fliesst und der Steuerspannung ν an den Klemmen der Sekundfirwicklung 14. Während der RUcklaufzeit (ü,t ) muss der Transistor 16 völlig gesperrt sein, weil dann an seinem Kollektor eine hohe Spannungsspitze entsteht! die Spannung ν . muss dann unbedingt negativ sein. Während der Hinlaufzeit (t.., t.) fliesst durch die Kollektorelektrode des Transistors 16 ein sägezahn.-. förmiger Strom In der zunächst negativ ist und dann seine Richtung ändert. Weil die Schaltungsanordnung nicht verlustfrei ist, liegt bekanntlich der Zeitpunkt t„, in dem der Strom In Null wird, vor der Mitte der Hinlaufzeit. Am Ende t. der Hinlaufzeit muss der Transistor 16 wieder ausgeschaltet werden· Weil jedoch der Transistor 16 während der Hinlaufzeit bis in den Sättigungszustand ausgesteuert wird und weil dieser Transistor für hohe Spannungen und grosse Leistungen geeignet sein muss, wodurch seine Kollektorschicht dick ist, enthält dieser Transistor ein sehr grosses
Ubermass an Ladungsträgern sowohl in der Basis- als auch in der Kollektorschicht. Die Entfernung dieser Ladungsträger dauert eine nicht vernachlSssigbare Zeit t , wonach der Transistor tatsächlich ausgeschaltet ist.
Es gilt also, dass der Bruchteil δT der Zeilenperiode T, wobei ν positiv ist, spätestens im Zeitpunkt (t. - t ) nach dem Anfang (t = O) der vorigen RUcklaufzeit liegen muss.
Die Zeit ST kann in jedem Augenblick t_ eingeleitet werden, ν der zwischen dem Ende t der Rücklaufzeit und dem Augenblick t,, in dem der Kollektorstrom iß seine Richtung ändert, liegt. Im Zeitpunkt t
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flieset zwar Emitterstrom durch den Transistor 16, aber der Kollektorstrom i_ wird dadurch nicht beeinflusst, wenigstens nicht, wenn die Speisespannung ( = V ) für die Zeilenablenkschaltung 17 gross genug ist. Dies und jenes ist in der niederländischen Patentanmeldung b5121Ot> beschrieben worden. Dasselbe gilt auch für die Zeilenablenkschaltungen, in denen die Kollektorbasisdiode nicht als Spardiode wirksam ist, wie in der beschriebenen Schaltungsanordnung 17 der Fall ist, sondern in denen eine
W Spardiode zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Zeilenendtransistors liegt. In einem derartigen Fall stellt der negative Teil des Stromes In in Fig. 2a den- Strom durch die genannte Spardiode dar.
Nach dem Zeitpunkt t muss die Spannung V1 positiv sein. Kit anderen Worten, die minimale Dauer der Zeit T, in der die Spannung ν positiv sein muss, ist (t. - t~) - t._, während die maximale Dauer (t. - t ) - t. beträgt. Bei einem 625-Zeilensystem beträgt die Zeilenperiode t. ca. 64 /-is und die Rücklaufzeit ca. 12,as. Ohne Verluste in der Schaltungsanordnung würde der Zeitpunkt t, ca· 26 /-c.s nach dem Zeitpunkt t liegen, mit Verlusten ist 22 /j. s ein angemessener Wert, das sind 34 y^s nach dem Anfang der Periode. Nimmt man sicherheitshalber an, dass t ca. 10 Ms dauert, so sind die äussersten Werte von ϊΤ ca. 20 und 42^s und daher die von S ca. 0,31 und 0,66 mit einer Mittelwert gleich ca. 0,49· Nun ist obenstehend gesagt worden, dass ein Mittelwert von 5= 0,^> geeignet wäre. Die Zeilenablenkschaltung 17 kann daher tatsächlich auf die beschriebene Weise zusammen mit dem Zerhacker verwendet werden, wobei die relative Änderung von 5= (0,66 - U1Ji): 0,49 "" 71»5 /<> betragen darf.
Il
Dies ißt mehr als notwendig um die Änderungen der Netzspannung oder der unterschiedlichen Belastungen auszuschalten und um die noch zu beschreibende Ost-West-Modulation und den Welligkeitsausgleich herzustellen. ·
0 0 984 7/1055 . ■ .
-13- PHN. 439θ.
Nimmt man nämlich an, dass die Netzspannung zwischen -15 "/° und + 10 f> des Nennwertes 22Ü V ändert, während die der Eingangsspannung V. überlagerte 50 Hz-Welligkeitsspannung 40 V Spitze-zu-Spitze beträgt, und V. nominell 270 V ist, dann ist die niedrigste auftretende Spannung V :
0,85 x 270 V - 20 V = 210 V und die höchste auftretende Spannung V.ι
1,1 χ 270 V + 20 V - 520 V.
Bei einer Ausgangsspannung V. gleich 155 V muss also das Verhältnis schwanken zwischen δ" = 1 55 : 210 - 0,(>4 und 5" -'155 5 520 » 0,42.
Ein wichtiges Problem, das auftritt ist die Simultan- oder Nicht-simultaneteuerung des ZeilenendtransistoTs 16 mit dem Schalttransistor 2, was bedeutet, dass bei Simultansteuerung beide Transistoren gleichzeitig leitend sind, und zwar in der Zeit, S" T. Dies hängt vom 'Wickelsinn der Sekundärwicklung 14 gegenüber dem der Primärwicklung 8 ab. In Fig. 1 ist angenommen, dass die Steuerung simultan ist, so dass die an der Wicklung 14 vorhandene Spannung die Gestalt hat, die in Fig. 2b dargestellt ist.. Diese Spannung nimmt in der Zeit 'S T den Wert ηζΤΛ - Vq) und in der Zeit (1- 3" )T den Wert -nV an, wobei η das Verhältnis der Anzahl Windungen der Wicklungen 14 und 8 ist und wobei V konstant; gehalten wird. Bei nomineller Netzspannung V ist 5 V nora. Wenn jedoch V. infolge einer Steigung bzw. einer Senkung der Netzspannung hiermit proportional eteigt oder sinkt, d.i. V. - V. non» + ΔV, so wird der positive Teil yon V1 gleich
n<Vl no. -*>* *V)" n Ii1-*)^ no. * Α'Υ] ' n(0'5 V nom* *V> \ ViIW 1-0,3 fflt Y4 · ?| Myi iAftfMMtn wird, RtUUV itt tU·· iopftlt ffr···· Äf)d«tttnf, $M Witpleltveitt V1 RM · 270 V und
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BAD ORIGINAL i.
-14- PHN. 439θ. '
so wird eine Änderung der Netzspannung von —15 0I" bis + 10 Ja eine Anderur^ von V1 von -40,5 V bis + 27 V, d.i. -30 γό bis +20% der 135 V1 die an der Wicklung θ in der Zeit 5T vorhanden sind. Dies hat zur Folge, dass der
Il
Transistor 1b über einen grossen Anderungsbereich immer bis in den Sättigungszustand ausgesteuert werden kann. Würde das Signal in Fig. 2b über einen Widerstand der Basis des Transistors 16 zugeführt werden, so würde
Il
der Basisstrom desselben dieselbe Änderung erfahren, müssen, während der Transistor bei Unterspannung bereits im Sättigungszustand sein müsste. Dabei wird vorausgesetzt, dass der Transformator 9 ideal ist (ohne Verlust) und dass die Spule 21 eine kleine Induktivität hat, wie in der niederländischen Patentanmeldung 67O8465 erläutert ist. Es stellt sich heraus, dass es daher erwünscht ist, den Basisstrom des Transistors 16 zu beschränken.
Dies lässt sich dank der Anordnung einer Spule 22 mit einer grossen Induktivität, ca» 10OaH, zwischen der Wicklung I4 und der kleinen Spule 21 verwirklichen. Der Verlauf des genannten Basisstromes i, wird in Fig. 2c, nicht in demselben Masstab wie der Kollektorstrom in Fig, 2a angegeben. Während des Leitungsintervalles 5 T ändert sich der Strom i^ wie eine lineare Funktion der Zeit um einen Endwert von «
in der L die Induktivität der Spule 22 darstellt* Man hat nun nicht nur den Vorteil, dasa dieser Endwert nioht sofort erreicht wird, sondern es liest «loh darlegen, dass die Änderung dieses Endwertes als Funktion der Me ti spannung klein feworden ist* Bei noeinelle* SttMp*Amut« filt nteliehi
n^i neu * O^ *o * * 'V t -■-^ :';;-'»^
>->>«*- *-inSa*j
-15- '■;..:'. ■ ■' PHN* 4398.
Bei der; Netzspannung V, = V. +^V, dann wird
2 V 2
ο		 T
ο " V. + Δ
ι nom		 ,V' L
V V 2 T
χ nom χ nom
so dass
χ nom
Die relative Änderung ist
ι nom
χ, Δν * V. .-' χ,
b χ nom b
nV 2 T W V. 2 L
ο ΔΥ χ nom
"V. 2 L* V. * MV, -VjVT
χ nom χ nom i nom ο ο
Vo ΔΥ
V, - V ' V.
i nom ο χ nom
■ i nom
weil V. '·" »2 V ist. Diese Änderung entspricht also der der Netzspannung und ist nicht zweimalgrosser.
Während der Abschaltung t des Transistors 1b muss die Spule 22 keinen und die Spule 21 wohl einen Einfluss ausüben könnem, was dadurch erreicht wird, dass parallel zur Spule 22 eine Diode 2J geschaltet wird. Weiter enthält in diesem.Beispiel die Steuerschaltung des Transistors 16 die zwei Dioden 24 und 25 wie in der niederländischen Patentanmeldung 6905824 beschrieben worden ist» wobei eine dieser Dioden, in Fig» 1 Diode 25» durch einen Widerstand überbrückt werden muss, Die Steuerscßaltung des Transistors 16 kann auch ausgebildet
009847/1055 ^,Γ
BAD ORIGINAL W*·
-16- PHN. 4398.
werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Es ist nämlich bekannt, dass die Spule 21 durch die Parallelschaltung einer Diode 21' und eines Widerstandes 21', mit dem der inverse Strom dosiert wird, ersetzt werden kann. Damit die Strecke des inversen.Stromes von der des Vorwärtsstromes getrennt wird, muss dann die Parallelschaltung einer Diode 29' oder eines Widerstandes 29" vorhanden sein. Dies führt zu der Schaltungsanordnung der Fig. 4a. Diese'Schaltungsanordnung lässt sich nun dadurch verein-
» fachen, dass die Dioden 25 und 21· einerseits und die Dioden 23 und 29' andererseits in Reihe geschaltet sind. Das Ergebnis wird in der Fig. 4b dargestellt, wobei im Vergleich zur Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eine Spule weniger und ein Widerstand mehr verwendet werden.
In Fig. 3 werden mögliche Abwandlungen des Zerhackers dargestellt. Fig. 3a zeigt auf vereinfachte Weise die Schaltungsanordnung nach Fig. 1, wobei die an den Anschlüssen der Wicklungen 8 vorhandene impulsförmige Spannung eine Spitze-zu-Spitzenamplitude hat von V. - V = 0,5 V. für δβ 0,5· Die Anordnung der Spule 22 gibt wie gesagt dem Basis-
strom des Transistors 16 eine relative Änderung, die der der Netzspannung " entspricht. In. den Fällen nach Fig. 3b, 3c und 3d ist die Spitze-zu-Spitzenamplitude der Spannung an der Wicklung 8 gleich V., wodurch die
Il
Anordnung der Spule 22 zu einer relativen Änderung führt, die der Hälfte der der Netzspannung entspricht, was noch günstiger ist als im ersteren Fall. \ ;
In Fig. 3 werden Transistoren vom ripn-Typ verwendet. Verwendet man Transistoren vom pnp-Typ, so müssen selbstverständlich die betreffen-, den Spardioden umgekehrt werden»
An dieser Stelle sei bemerkt, dass ea möglich ist, mit den Abwandlungen nach den Fig. 3b ι c und d eine Ausgangsspannung V zu er- '
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-Ϊ7- - " . PHN. 4398.
halten, die grosser ist als die Ausgangsspannung V.. Diese Abwandlungen sind in Ländern, wie beispielsweise den' Vereinigten Staaten oder Prankreich, wo die nominelle Netzspannung 117 V oder 110 V ist, verwendbar, ohne dass der restliche Teil der Schaltungsanordnung geändert zu werden braucht. ' .
Die obenstehende Bemerkung in bezug auf die Summe der Diodenströme gilt jedoch nur für.die Abwandlungen in den Fig. 5a und 3d.
Wenn nun der Zeilenendtransistor 16 nicht simultan zum Schalttransistor 2 gesteuert wird, leitet die Spardiode 7 simultan zum Transistor 16 d.h. in der Zeit, die in Fig. 1 und Fig. 2b mit ΪΤ angedeutet ist. In dieser Zeit ist die Ausgangsspannung V des Zerhackers stabilisiert, wodurch der Basisstrom des Transistors 16 ohne weiteres stabilisiert ist. Es tritt jedoch ein wichtiger Nächteil auf. In Pig. 1 stellt 26 eine Schutzschaltung dar, mit der beabsichtigt wird, den Schalttransistor 2 zu schützen, wenn der Strom an der Belastung 11 und/oder an der Zeilenablenkschaltung 17 zu gross wird, was dadurch geschieht, dass der Zerhacker anhält. Nach einer bestimmten Zeit wird die Ausgangsspannung V aufs neue aufgebaut, jedoch nur allmählich, was bedeutet, dass das Verhältnis 5 zunächst klein, in der Grössenordnung von.-'.0,.I, ist. Dies und jenes wird in der niederländischen Patentanmeldung b916660 beschrieben. Dasselbe tut sich dar, wenn die Wiedergabevorrichtung eingeschaltet wird. Weil S - 0,1 ca. 6 jülb entspricht wenn T - 64 >ts? ist die Spardiode 7 in diesem Fall während fc>4 - ό ■ 58 /Ua leitend, wodurch der Transistor 16 bereits am Ende des Hinlaufes'oder bei einem etwas grSaseren Verhältnis 5 während des Rücklaufes eingeschaltet wird. Dies würde eine unzulässig hohe Verlustleistung verursachen. Aus diesem Grunde ist daher die Simultaneteuerung/-au bevorzugen. ;
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-18- ' PHN. 4398.
Die Zeilenablenkschaltung selbst ist auch geschützt ; in dem Fall nämlich, wo etwas in der Spannungsverzorgung defekt ist,. fällt die Treiberspannung an der Zeilenablenkschaltung weg, weil die Schaltspannung an den Klemmen der Primärwicklung 8 nicht mehr vorhanden ist, wodurch die Ablenkung stoppt. Dies geschieht insbesondere, wenn der Schalttransistor 2 einen Kurzschluss zwischen dem Emitter und. dem Kollektor bildet, wodurch die Speisespannung Y für die Zeilenablenkschaltung im Falle nach Fig. 1 höher, nämlich gleich V., wird. Aber nun ist der Zeilenendtransistor'gesperrt und ist daher sicher, ebenso wie die Bildwiedergaberöhre und andere Teile der Wiedergabevorrichtung, die aus der Klemme 15 oder ähnlichem gespeist werden. Dies gilt jedoch nur für die Schaltungsanordnung nach Figi 1 oder 5a.
Der Impulsoszillator 6 gibt dem Modulator 5 zeilenfrequente Impulse ab. iüs kann vorteilhaft sein, zwei Zeilenfrequenzgeneratoren zu haben, wie bereits besehrieben wurde, d.h. den Impulsoszillator 6 und den Zeilenoszillator 6·, der in der Bildwiedergabevorrichtung vorhanden ist und auf bekannte Weise durch Zeilensynchronimpulse 71 unmittelbar syn-
chronisiert wird. In diesem Fall liefert nämlich der Zeilenoszillator 6' dem Impulsoszillator 6 ein störungsfreies Signal grosser Amplitude. Man kann jedoch auch den Impulsoszillator 6 und den Zeilenoszillator 6· in nur einem einzigen Oszillator 6" (siehe Fig. 1) kombinieren, was eine Einsparung von Einzelteilen mit sich bringt. Ks dürfte einleuchten, dass der Zeilenoszillator 6' bzw. der Oszillator 6" auch indirekt synchronisiert sein können, beispielsweise mittels eines Phasendiskriminators. Es sei bemerkt, dass weder der Impulsoszillator 6f der Zeilenoszillator 6' bzw»Sszillator 6" noch der Modulator 5 durch die beschriebene Speisung gespeist werden können, da die Ausgangsspannung Vq beim Einschalten der
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Netzspannung noch nicht vorhanden iet. Die genannten Schaltungsanordnungen müssen daher unmittelbar von den Eingangsklemmen gespeist werden. Will man, wie obenstehend, dass diese Schaltungsanordnungen vom Netz getrennt sind, so kann man einen kleinen Trenntransformator verwenden, dessen Primärwicklung zwischen den Netzspannungsklemmen liegt und dessen Sekundärwicklung einerseits an Masse gelegt wird und andererseits einen Gleichrichter steuert.
Der Kondensator 27 wird der Spardiode 7 parallelgeschaltet, damit die Verlustleistung im Schalttransistor 2 verlängert wird. Wird nämlich der Transistor 2 von der impulsform!geη Steuerspannung ausgeschaltet, so nehmen gleichzeitig sein Kollektorstrom ab und seine Kollektoremitterspannung zu, so dass die Verlustleistung, bevor der Kollektorstrom Null geworden ist, nicht vernachlässigbar ist. Wird nun die Spardiode 7 durch den Kondensator 27 überbrückt, so wird der Anstieg der Kollektoremitterspannung verzögert, d.h. diese Spannung nimmt erst grosse Werte an, wenn der Kollektorstrom schon klein geworden ist. Zwar nimmt dann die Verlust leistung im Transistor 2 beim Einschalten durch die impulsförmige Steuerspannung etwas zu, andererseits wird dadurch, dass der Strom durch die Diode 7 kleiner geworden ist und zwar durch die Sekundärwicklungen, auch sein inverser Strom bein Einschalten des Transistors 2 kleiner und dadurch seine Verlustleistung kleiner. Es ist ausserdem günstig, diese Ein- und Ausschaltzeiten etwas zu verzögern, weil die Schaltimpulse dann weniger hochfrequente Fourieranteile enthalten, die Interferenzen in der Bildwiedergabevorrichtung verursachen können, was sichtbare Störungen am Schirm der Wiedergaberöhre verursacht. Zwar nehmen diese Störungen eine feste Stelle am wiedergegebenen Bild ein, weil die Schaltfrequenz die Zeilenfrequenz ist, was für den Zuschauer weniger störend ist. In einer
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praktischen Ausführungsform der Schaltungsanordnung, bei der die Zeilenfrequenz 15625 Hz ist und in der der Schalttransistor 2 ein Versuchstyp ist, der für maximal 550 V Kollektor-Emitterspannung oder 1 A Kollektorstrom geeignet ist, und eine Spardiode 7 ein Philips typ BA 148 ist, beträgt die Kapazität des Kondensators 21 ca. 680 pF, während die Belastung 70 W an der Primär- und 20 W an der Sekundärseite des Transformators 9 ist. Die Kollektorverlustleistung beim Ausschalten beträgt 0,3 W (2,5 x kleiner als ohne Kondensator 27), beim Einschalten 0,7 W.
Mit den Bildwiedergaberöhren mit einem fast flachen Schirm und grossen Ablenkwinkeln, die zur Zeit verwendet werden, entsteht bekanntlich die sogenannte Kissenverzeichnung. Diese Verzeichnung ist insbesondere bei Farbfernsehen ein Problem, wobei eine Teilbildkorrektur nicht durch magnetische Mittel möglich ist. Die Korrektur der sogenannten Ost-West-Kissenverzeichnung, d.h. in der Horizontalrichtung auf dem Schirm der Bildwiedergaberöhre, lässt sich mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung auf elegante Weise durchführen. Wird nämlich die von der Vergleichsschaltung 12 erzeugte Spannung, die dem Modulator 5 zugeführt wird, damit die impulsförmige Spannung 3 in ihrer Dauer moduliert wird, durch eine teilbildfrequente parabelförmige Spannung 28 moduliert, so wird die impulsförmige Spannung 3 dadurch auch moduliert. Bildet der Verbrauch der Zeilenablenkschaltung einen Teil der Belastung der Ausgangsspannung des Zerhackers, so ist das den Ablenkspulen gelieferte Signal auch auf dieselbe Weise moduliert. Bedingung dafür ist, dass die teilbildfrequente parabelförmige Spannung 28 eine derartige Polarität hat, dass die Umhüllende des durch die Zeilenablenkspulen fliessenden zeilenfrequenten sägezahnfÖrmigen Stromes ein Maximum in der Mitte des Hinlaufes der Teilbildperiode hat und dass der Ladekondensator 10 für die
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Teilbildfrequenz eine nicht zu kleine Impedanz hat. Wohl müssen die übrigen Speisespannungen, die von der erfindungsgemSssen Schaltungsanordnung erzeugt werden, und die durch diesen teilbildfrequenten Anteil beeinträchtigt werden könnten, gut geglättet werden.
Eine praktische Ausführungsform des beschriebenen Beispieles mit den bereits gegebenen numerischen Angaben gibt bei einer Gesamtbelastung von 90 W einen Wirkungsgrad für die Speisung von ca. 85 >» wobei der Innenwiderstand für die Gleichstrorabelastungen 1,5 -Π. und für impuls-
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förmige Ströme ca. 10^iXbeträgt. Mit einer Änderung von +10 °/o der Netzspannung ist die Ausgangsspannung V innerhalb 0,4 V stabil. Unterden nominellen Verhältnissen gibt die Kollektorverlustleistung des Schalttransistors 2 ca. 2,5 W. ,
Weil der Innenwiderstand der Speisung so klein ist, kann dieser, beispielsweise an der Klemme 15, mit Vorteil zur Speisung eines Klasse-B-Audioverstärkers, der einen Teil der Wiedergabevorrichtung bildet, verwendet werden. Ein derartiger Verstärker bietet die bekannten Vorteile, dass seine Verlustleistung der Amplitude des zu reproduzierenden Tones direkt proportional ist und dass sein Wirkungsgrad höher ist als der eines Klasse-A-Verstärkers. Ein Klasse-A-Verstärker dagegen nimmt eine nahezu konstante Leistung auf, so dass der Innenwiderstand der Speisespannungsquelle unbedeutend ist. Ist diese Quelle hochohmig, so wird jedoch in dem Falle eines Klasse-B-Verstärkers die Speisespannung durch die Audioinformation moduliert, wenn die Schall stärke gross ist, was andere Teile der Wiedergabevorrichtung ungünstig beeinflussen kann. Dieser Nachteil wird mit der Speisung nach der Erfindung vermieden.
Die 50 Hz-Welligkeitespannung, die der gleichgerichteten Eingangespannung V4 überlagert iet, wird durch die Vergleichsschaltung
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12 und den Modulator 5 ausgeglichen, da diese Welligkeitsspannung als Abwandlung der Eingangsspannung V. betrachtet werden kann. Ein weiterer Ausgleich wird dadurch erhalten, dass ein Teil dieser Vfelligkeitsspannung mit der geeigneten Polarität der Vergleichsschaltung 12 zugeführt wird« Ein kleiner Wert für den Olättungskondensator, der einen Teil der Gleichrichterschaltung 1 (siehe Fig. 5) bildet, ist dann ausreichend. Derselben Schaltungsanordnung 12 wird die vom Bildablenkgerät herrührende teilbild-B frequente parabelförmige Spannung 28 zur Korrektur der Ost-West-Kissenverzeichnung zugeführt.
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Claims (4)

  1. -25- PHN. 4398,
    PATENT AN SPRUC HE;
    1 J Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabevorrichtung, wobei die durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung erhaltene Eingangsgleichspannung, die zwischen zwei Eingangsklemmen liegt, in eine andere stabilisierte Ausgangsgleichspannung umgewandelt wird und zwar mittels eines Schalttransistors und einer Spule und wobei der Transistor an eine erste Eingangsklemme gelegt ist und eine Spardiode mit dem Verbindungspunkt des Transistors und der Spule, verbunden ist, wobei der Schalttransistor durch eine zeilenfrequente impulsfSrmige Spannung gesteuert wird, welche Impulse in ihrer Dauer moduliert werden, damit der Schalttransistor während eines von der zu stabilisierenden Gleichspannung abhängigen Teils der Periode in den Sättigungszustand gebracht wird und während des übrigen Teils der Periode gesperrt wird, wobei diese impulsdauermodula- tion mittels einer Vergleichsschaltung entsteht, welche die zu stabilisierende Gleichspannung mit einer nahezu konstanten Spannung vergleicht, wobei die Spule die Primärwicklung eines Transformators bildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärwicklung des Transformators dasjenige Schaltelement steuert, das den Zeilenablenkspulen einen Zeilenablenkstrom liefert und mit dem die Spannung für die -Endanode einer Bildwiedergaberöhre, die einen Teil der ßildwiedergabevorrichtung bildet, erzeugt" wird und dass das Verhältnis der Zeit, in der der Schalttransistor gesättigt ist, zur ganzen Periode in normalem Betrieb zwischen 0,3 und 0,7 liegt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklungen des Transformators Dioden steuern, die gleichv zeitig mit der Spardiode leitend sind, zur Erzeugung weiterer stabilisierter Gleichspannungen und deren eines Ende an Masse gelegt ist.
    Q09847/106B ~
    ORIGINAL INSPECTED
    -24- PHN. 4398.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Zeilenablenkstrom von einem als Transistor ausgebildeten Schaltungselement geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Transistor und der Schalttransistor gleichzeitig leitend sind, dass eine Spule in die Steuerleitung des genannten Transistors aufgenommen ist und dass die Spule im wesentlichen durch ein in nur einer Richtung leitendes Element überbrückt ist, das nicht leitend ist in den Intervallen, in denen beide Transistoren leitend sind.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator, der die impulsförmige Spannung erzeugt, der Zeilenoszillator der Bildwiedergabevorrichtung ist.
    5· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärwicklung des Transformators zum Heizen des Glühfadens einer Bildwiedergaberöhre verwendet wird, welche Röhre einen Teil der Bildwiedergabevorrichtung bildet.
    009847/105
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