DE2027895A1

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Publication number: DE2027895A1
Application number: DE19702027895
Authority: DE
Priority date: 1969-06-07
Filing date: 1970-06-06
Publication date: 1970-12-23
Also published as: BE751588A; US3714495A; AU1589170A; FR2045906A1; NL6908715A; AT303846B; GB1311184A; NL7003282A; ES380450A1

Description

PHN.4T3O.C. JW/AvdV

Dipl.-Ing. ERICH E. WALTHER

Anmelder: fi. V. Pn.Ll^' GLOZiLAWH'tfiFABRlEKEM

Akte: PHhI Anmeldung von» $_ξ &. . /f ·ί

"Schaltungsanordnung mit einer Spule zum Erzeugen eines sich mit der Zeit periodisch ändernden und in-seiner Amplitude einstellbaren Magnetfeldes".

Die Erfindung bezieht sich auf eine, Schaltungsanordnung mit einer Spule zum Erzeugen eines sich mit der Zeit periodisch ändernden und in seiner Amplitude einstellbaren Magnetfeldes, welche Spule auf einem Kern aus magnetischem Material gewickelt ist und durch die ein Wechselstrom fliesst.

Eine derartige Vorrichtung lässt sich in einer Farbbildwiedergabevorrichtung zur sogenannten Radialkonvergenz verwenden. In der britischen Patentschrift 1.100.151

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wird eine Vorrichtung beschrieben, in der die Kombination einer zeilenfrequenten parabel- und einer sägezahnförmigen Spannung über eine Klemmenschaltung dem Eingang eines Verstärkers zugeführt wird, der durch die Konvergenzspule einen St.rom schickt, wobei die Konvergenz spulen für die "roten" und die "grünen" Eiektronenstrahlen .parallelgeschaltet sind. Auf dieselbe Weise wird die Kombination einer rasterfrequenten parabel- und einer sägezahnförmigen Spannung ebenfalls über eine Klemmenschaltung dem Eingang eines Verstärkers zugeführt, dessen Eingang mit dem des ersten Verstärkers verbunden ist. Die dynamische Konvergenz lässt sich mit Potentiometern, die sich am Eingang der genannten Verstärker befinden, derart einsteilen, dass die Amplituden der zeilen- oder rasterfrequenten parabel- bzw. sägezahnf örmigen Ströme eingestellt werden können. Dies erfolgt nachdem die Konvergenz statisch, d.h. in der Mitte des wiedergegebenen Bildes, mittels Dauermagneten eingestellt ist. Die Pegel, auf denen die Eingangsspannung jedes Verstärkers geklemmt werden, sind einstellbar. Damit kann nach Abregelung der dynamischen Konvergenz die statische Konvergenz gegebenenfalls nachgeregelt werden falls eine Verschiebung infolge der dynamischen Konvergenz stattgefunden hat.

Es dürfte einleuchten dass das Vorhandensein

der genannten Klemmschaltungen vor den Verstärkern nur Sinn ' hat, wenn die Gleichstromkomponenten über die Verstärker

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weitergeleitet werden, wenn die Verstärker und die betreffenden Konvergenzspulen miteinander galvanisch verbunden sind. Für die rasterfrequente Konvergenz bietet dies kein grosses Problem. In der Fall muss ja wegen der verhältnismässig niedrigen Frequenz des durch die Konvergenz;spule fliessenden Stromes diese Spule eine ziemlich grosse Induktivität aufweisen. Der Wechselstrom sowie die Gleichstrom komponente derselben, die durch diese Spule fHessen, können daher ziemlich, gering sein.

Für die zeilonfrequente Konvergenz dagegen, wobei die Frequenz des durch die Konvergenzspule fliessenden Stromes viel höher ist als im obengenannten Fall, ist die. Induktivität der genannten Spule kleiner. Dadurch ist dieser Strom sowie seine Gleichstromkomponente ziemlich gross. Die Leistung, die'damit übereinstimmt und dem Quadrat des Stromes proportional ist, ist ziemlich gross und muss vom betreffenden Verstärker geliefert werden, was eine nicht unwesentliche Verlustleistung verursacht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die

Anordnung nach der genannten britischen Patentschrift die nachfolgenden Nachteile aufweist. Erstens müssen die Verstärker und die betreffenden Konvergenzspulen galvanisch ver bunden werden, was nicht immer möglich bzw. erwünscht ist. Zweitens müssen die Verstärker für die zeilenfrequente Konvergenz eine grosse Leistung liefern können.

Der erstgenannte Nachteil kann selbstverständlich dadurch, aufgehoben werden, dass die Klemmenschaltung zum

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Ausgang der Verstärker verlegt wird. In einem derartigen Fall muss jedoch die genannte grosse Leistung nicht von den Verstärkern sondern von den Klemmenschaltungen aufgebraucht werden. Es ist eine Erkenntnis der Erfindung, die gewünschte Klemmewirkung auf eine andere Art und Weise zu verwirklichen und die erfindungsgemäs₍se Vorrichtung weist dazu das Kennzeichen auf, dass zum Festlegen eines extremen Wertes des Feldes auf einem festen Niveau, der durch die

P Spule hindurchfiiessende Strom von zwei nahezu in Klasse B eingestellten Verstärkern geliefert wird, dass eine Hilfsspule in Reihe mit einem der beiden Verstärker geschaltet ist, wobei ein Glättungskondensator vorgesehen ist, wodurch durch die genannte Hilfsspule nur ein Gleichstrom fliesst, der der Mittelwert des durch den letztgenannten Verstärker fliessenden Stromes ist, welche Hilfsspule auf demselben Kern gewickelt ist und mit demselben Wickelsinn wie die erstgenannten Spule und eine grössere Induktivität hat als die

_ erstgenannte Spule und" dass das Verhältnis der Windungen der beiden Spulen durch das Niveau, auf das der extreme Wert des Feldes gelegt werden muss, und durch die Form als Funktion der Zeit des Feldes bestimmt wird. Wenn eine sehr spezielle periodische Funktion verwendet wird, wie beispielsweise eine parabelförmige Funktion, lässt sich errechnen, welches das Verhältnis der Windungen sein muss. In dem Fall weist die erfindungsgemässe Anordnung das Kennzeichen auf, dass das Feld sich gemäss einer parabelförmigen

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Funktion ändert und dass das Verhältnis der Windungen der beiden Spulen ungefähr zwischen 2,5 und 3 liegt.

Es sei bemerkt, dass eine Anordnung, wie diese in der britischen Patentschrift beschrieben wurde für die Konvergenz in Farbbildwiedergaberöhren mit kleinem Ablenkwinkel ohne Weiteres verwendbar ist. Die Leistungen, die damals erforderlich waren, waren viel kleiner und man hat daher passive Netzwerke, d.h. ohne Verstärker, verwendet. Mit Bildwiedergaberöhren mit einem grösseren Ablenkwinkel erfordert jedoch die Konvergenz eine grössere Leistung, wodurch die obengenannten Probleme auftreten. Bei Farbbildwiedergaberöhren mit einem Ablenkwinkel von 110° ist die beispielsweise für die horizontale Konvergenz erforderliche Leistung etwa k mal höher als bei Röhren mit einem Ablenkwinkel von 90°.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird keine wesentliche Verlustleistung verursacht, während dargelegt wird, dass die statischen und dynamischen Einstellungen keinen Einfluss aufeinander ausüben. Dadurch können Transistoren, die als Verstärker verwendet werden, für niedrige Leistungen geeignet sein, und die unterschiedlichen Spulen brauchen nicht nachregelbar zu sein, was eine grosse Ersparnis bedeutet.

Es sei bemerkt, dass sich die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung nicht auf den Gebrauch für Konvergenzzwecke beschränkt. Eine derartige Anordnung lässt sich

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nämlich mit Vorteil in all denjenigen Fällen, wo ein Magnetfeld eine periodische Funktion der Zeit ist und von dem ein extremer Wert auf ein bestimmtes Niveau gelegt werden muss, verwenden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben« Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemässen ^ Anordnung,

Fig. 2a eine Darstellung einer Stromform, die

in der Anordnung nach Fig. 1 auftritt und welche das Integral der in Fig. 2b dargestellten Wellenform ist,

Fig. 3 ©ine schematische Darstellung eines · Elektromagneten, der in der Anordnung nach Fig. 1 vorhanden ist,

Fig. k eine Darstellung der Gestalt von Induktionsfeldern, die im Elektromagneten nach Fig. 3 erzeugt werden,

" Fig. 5 eine Darstellung einer Stromform, die die

Kombination der Stromform nach Fig. 2a und eine sägezahnförmige ist,

Fig. 6., 7 und 8 Ausführungsbeispiele, die für die Stromform nach Fig. 5 geeignet sind.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind 1 und Eingangsklemmen, denen von der Zeilenablenkschaltung in einer Farbbildwiedergabeanordnung herrührende zeilenfrequente

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parabel- bzw. impulsförmige Spannungen zugeführt werden·. Die Klemme 1 ist beispielsweise eine Klemme des Kondensators für die sogenannte S-Korrektur, an der eine parabelförmige Spannung entsteht, während die Klemme 2 ein Punkt einer Wicklung auf dem Zeilenausgangstransformator sein kann. Die Klemmen 1 und 2 sind mittels eines Kondensators 3 von geringer Kapazität und eines Widerstandes h verbunden, wobei der Kondensator 3 durch die Reihenschaltung aus einem festen Widerstand 5 und einem einstellbaren Widerstand 6 überbrückt ist. Der Knotenpunkt der Elemente 3 und h und 6 ist über ein Potentiometer 7 und einen Widerstand 8 mit Erde verbunden. Der Schleifer des Potentiometers 7 ist an den Schleifer eines anderen Potentiometers 9 angeschlossen, dessen Enden über zwei gleiche Widerstände 10 und 10' an Erde gelegt sind. Der Knotenpunkt des Potentiometers 9 und des Widerstandes 10 ist mit den Basiselektroden zweier Transistoren 11 und 12 verbunden. Diese Transistoren, die von entgegengesetzter Polarität sind, bilden ein komplementäres Paar, wobei die Basiselektroden bzw. Emitterelektroden miteinander verbunden sind. Der Transistor 12, der vom pnp-Typ ist, ist in der Figur unten dargestellt. Sein Kollektor ist an eine negative Speiseleitung -V, .. angeschlossen, während der Transistor 11, der vom npn-Typ ist, über eine Spule 13 an eine positive Speiseleitung +V, ₁ angeschlossen ist. Die Spule 13 ist mittels eines Widerstandes 14 überbrückt. Weiter ist der Kollektor des Transistors 11 mittels

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eines Kondensators 15 für zeilenfrequente Spannungen entkoppelt, wobei der Kondensator 15 beliebig mit Erde oder einer der Leitungen +V, .. und -V, - verbunden werden kann. Die Elemente 13» ^h und 15 können auch in die Kollektorleitung des Transistors 12 aufgenommen werden.

Der gemeinsame Punkt der Emitter der Transistoren 11 und 12 schickt über einen Kondensator 16 einen Strom durch die Spule 17 für die horizontale dynamische Konver-

P genz, deren anderes Ende an Erde gelegt ist. Parallel zur Spule 17 ist das Reihennetzwerk aus einem Kondensator 18 und einem Widerstand 19 geschaltet.

Die Spulen 13 und 17 sind auf demselben Kern

aus magnetischem Material gewickelt und dienen zur Konvergenz des Elektronenstrahles, der die am Schirm der Bildwiedergaberöhre angebrachten roten Phosphorpunkte treffen muss. Auf entsprechende Weise ist der Knotenpunkt des Potentiometers und des Widerstandes 10' mit den Basiselektroden

^ zweier Transistoren 11· und 12' verbunden und sind entsprechende Elemente 13' bis einschliesslich 19^! vorgesehen, ' die für die»grünen" Konvergenz dienen.

Die an der Klemme 1 vorhandene parabelförmige

Spannung wird durch das aus dem Kondensator 3 und den Widerständen 4, 7 und 8 bestehende Netzwerk differenziert, so dass am Knotenpunkt dieser Elemente eine mit der Zeit wachsende sägezahnförmige Spannung entsteht. Diese Spannung wird zu der von der Klemme 2 hefrührenden impulsförmigen

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Spannung addiert und e±n Teil der auf* diese Weise erhaltenen Spannung steuert die Verstärker 11, 12 bzw. 11' und 12',

Zur weiteren Erläuterung wird nun erst angenommen dass die Elemente 13» 18 und 19 nicht vorhanden sind, so dass der Kollektor des Transistors 11 unmittelbar an die Speisespannung +V, .. angeschlossen ist. Weil die Zeilenwiederholungsfrequenz verhältnismässig hoch ist, darf der ohmsche Widerstand der Spule 17 vernachlässigt werden. Die Spule wird daher von einem Strom i durchlaufen, der als Funktion der Zeit das Integral der Steuerspannung des Verstärkers ist, und somit die Kombination eines sägezahn-

förmigen und eines parabelförmigen Stromes ist. Auf entsprechende Weise wird die Spule 17' von einem gleichförmigen Strom durchlaufen. Bekanntlich ist diese Form erwünscht, damit eine gute horizontale Konvergenz überall am Schirm der Bildwiedergaberöhre erhalten wird.

Man ist hier aus praktischen Gründen von einer parabelförmigen Spannung an der Klemme 1 ausgegangen, weil keine sägezahnförmige Spannung in der Wiedergabeanordnung verfügbar ist, die dem Zeilenablenkstrom proportional ist, und die dem Eingang der Schaltungsanordnung hätte zugeführt werden können, so dass der Differentiator 3»^ hätte entfallen können. Die genannte Proportionalität ist, wie nachstehend erläutert wird, notwendig.

Mittels des veränderlichen Widerstandes 6 lässt sich die Amplitude der impulsfprmigen Spannung die beiden

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Verstärkern zugeführt wird, einstellen. Der veränderliche Widerstand 6 sorgt daher für die Einstellung der Amplitude des sägezahnförmigen Konvergenzstromes. Durch Verschiebung des Schleifers des Potentiometers 7 wird die Amplitude der kombinierten Steuerspannung eingestellt. Wird der Schleifer des Potentiometers 9 verschoben, so wird der kombinierte Strom, der durch.die eine Konvergenzspule fliesst, vergrössert, während der Strom durch die andere Spule um dieselbe Menge verringert wird. Die Amplituden der Konvergenzströme für Rot und für Grün können daher mittels, des Potentiometers 7 in derselben und mittels des Potentiometers 9 in entgegengesetzter Richtung geändert werden, wodurch sich die Konvergenz auf einfache Weise befriedigend abregein lässt.

Da den Klemmen 1 und 2 keine Gleichspannungen zugeführt sind, und dadurch, dass die Basiselektroden der Transistoren 11 und 12, 11· und 12' sich auf Erdpotential befinden und da die beiden Verstärker durch zwei in ihrem absoluten Wert gleiche Speisespannungen +V, ₁ und -V, - von beispielsweise +20 V und -20 V gespeist werden, arbeiten die Verstärker automatisch in Klasse B.

Wenn zwei in ihrem Absolutwert gleiche Speisespannungen nicht verfügbar sind, d.h. falls in der Wiedergabeanordnung nur eine Speisespannung von beispielsweise +40 V vorhanden ist, müssen die in Fig. 1 an Erde gelegten Enden der Widerstände 10 und 10' an eine abgeflachte Spannung

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von beispielsweise +20 V gelegt werden und man muss die Eingangsspannungen an den Klemmen 1 und 2 über Kondensatoren der restlichen Schaltungsanordnung zuführen. Durch diese Klasse-B-Einstellung wird der Konvergenzstrom jeweils durch den Transistor 11 bzw. 11' und durch den Transistor 12 bzw. 12' geliefert. Dank der Klasse-B-Einstellung ist der Konvergenzstrom der Steuerspannung der Transistoren und 12 bzw. 11' und 12' proportional. Man kann auch diese •Transistoren in Klasse AB einstellen, damit die Nichtlinear ität der Kennlinien derselben ausgeglichen wird.

In Fig. 2a wird die Gestalt als Funktion der Zeit des StrOmes i dargestellt, der durch eine der Konvergenzspulen, beispielsweise die Spule 17» fliesst, wobei angenommen ist, dass es keine sägezahnförmige Komponenten gibt. Weil der durch die Spule fliessende Strom i keine Gleichstromkomponenten enthalten kann, liegt die in Fig. 2a dargestellte Stromform um die Nullinie auf eine derartige Weise, dass der mittelwert des Stromes Null ist, wobei der positive Teil vom Transistor 11 und der negative Teil vom Transistor 12 geliefert wird. Der Strom i in Fig. 2a ist als Funktion der Zeit das Integral der sägezahnförmigen Funktion in Fig.2b, wobei das Intervall t\. ' - t₁ = H eine ganze Zeilenperiode ist. Der Spitze-zu-Spitzenwert des während des Hinlaufes fliessenden Stromes der einer bestimmten Lage der beschriebenen Regelelemente entspricht, wird I genannt. Der Spitzenwert über dem durch I angegebenen Wert folgt aus dem Verhältnis

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der Rücklaufzeit gegenüber der Zeilenperiode der in Fig. 2b dargestellten WeJlenform und bedarf weiter keiner Erläuterung. Es lässt sich dann der Mittelwert I des Stromes i als

Funktion von I errechnen. Mit Hilfe der sägezahnförmigen Funktion in Fig. 2b lassen sich nämlich die mathematischen Ausdrücke der zwei parabelförmigen Abschnitte in Fig. 2a herleiten. Der Ursprung der Zeitachse wird in dem Zeitpunkt gewählt, wo der Strom i sein negatives Maximum erreicht.. Das Resultat der Berechnung ist, dass der Mittelwert des Gesamtstromes i, wenn für die Rücklaufzeit 20$ der genannten Zeilenperiode gewählt ist, gleich — ist. Das negative Maximum tritt in der Mitte der Zeilenhinlaufzeit, d.h. in einem Augenblick, so nur die statische Konvergenz wirksam sein müsste, auf. Mit anderen Worten, dieses Maximum müsste auf Null liegen. Ändert sich ausserdem der Spitze-zu-Spitzenwert I des während des Hinlaufes fliessenden parabelförmigen Stromes,, so ändert sich ebenfalls das negative Maximum --p, was bedeutet, dass die Konvergenz in der Mitte sämtlicher horizontalen Linien ändert, wenn die Konvergenz an beiden Seiten dieser Linien eingestellt wird. Es ist daher erwünscht, das genannte negative Maximum auf irgendeine Weise auf ein festes Niveau zu legen, was auch in der genannten britischen Patentschrift beabsichtigt wurde * Dieses Niveau muss ausserdein Null se in ρ damit das in -der Kosivergengspule vom Strom i erzeugte Feld Null ist in der Mitte der horizontalen Linien, wobei die Konvergenz statisch eingestellt wird, so dass die statische und dynamische Konvergenz; ■ unabhängig voneinander sind.

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Bei Farbbildwiedergaberöhren mit einem Ablenkwinkel von 110°, ist es möglich, dass die Spitze-zu-Spitzenamplitude I beispielsweise 300 mA beträgt. Dieser Wert wird durch die Induktivität der Spule 17 bestimmt, die ihrerseits durch die zulässige Spannung, welche die Transistoren ertragen können, und durch den Wert der Speisespannungen bestimmt wird. Eine hinter dem Kondensator 16 befindliche Klemmenspannung müsste daher 77 = 150 mA liefern können. Schaltet man daher eine derartige Klemmenschaltung in die Basisleitung der Transistoren 11 und 12 und wird die Konvergenzspule 17 mit dem Verbindungspunkt der Emitterelektroden dieser Transistoren galvanisch verbunden, wobei selbstverständlich die Gleichspannungspegel an diese neue Situation angepasst werden müssen, so müssen die genannten Transistoren diese 150 mA liefern können. Das bedeutet, dass die aus der Speisung aufgenommene Leistung nur für die Gleichstromkomponenten 0,15 x~ kO = 6W betragen muss. Die erfindungsgemässe Massnahme bezweckt, diesen wesentlichen und nützlosen Leistungsverlust zu verringern.

In Fig. 3 ist schematisch ein Elektromagnet dargestellt, mit dem die "rote" Konvergenz erfolgt. Die Spulen 13 und 17. werden auf einem U-förmigen Kern aus magnetischem Material gewickelt, wobei die Spule 13 mehr Windungen hat als die Spule I7. Auf demselben Kern wird auch die Spule 20 für die vertikale Konvergenz gewickelt die jedoch zu einer anderen Schaltungsanordnung gehört als

die, welche im Augenblick beschrieben wird. Die Wicklungen 13 und 17 sind mit einem derartigen Sinn gewickelt, dass eine Zunahme des Induktionsfeldes, das von dem in der einen Wicklung fliessenden Strom erzeugt wird, mit einer Zunahme des Feldes, das von dem in der anderen Wicklung fliessenden Strom erzeugt wird, übereinstimmt. Weil ein Induktionsfeld dem Strom, der durch die betreffende Spule fliesst, proportional ist, ist das von der Spule 17 erzeugte Feld die Kombination eines sägezahn- und eines parabelförmigen Feldes, während das von der Spule 13 erzeugte Feld ein Gleichstromfeld ist. ■ ·

Wenn abermals angenommen wird, dass der durch die Spule 17 fliessende Strom rein parabelförmig ist, nimmt das von dieser Spule erzeugte Induktionsfeld die «Gestalt an, die in Fig. k mit der Kurve B₁ angedeutet ist, und wobei das Feld B. negativ wird und ungefähr in der Mitte einer Zeilenhinlaufzeit einen maximalen negativen Wert erreicht. Der durch die Spule 13 fliessende Gleichstrom entspricht jedoch dem Mittelwert des durch den Transistor 11 fliessenden impulsförmigen Stromes und das ist jeweils zwischen den Zeitpunkten t„ und tu, t_o* und t. ' usw. in . Fig. 2a. Dieser Mittelwert entspricht selbstverständlich dem Mittelwert des durch den Transistor 12 fliessenden Stromes zwischen den Zeitpunkten tr und tp' usw. in Fig. 2a. Mit der einfachen hier beschriebenen Wellenform lässt sich dieser Mittelwert i_o errechnen. Man findet, dass das Verhältnis

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. zwischen dem Absolutwert des Maximal stromes i und i ■ max

dem Gleichstrom i' als Funktion des Rücklaufverhältnisses t -t

ζ = 2 *· folgendes ist:

max

¹O

τ ν

Mit 7. = 20 % findet man, dass i_n kleiner ist als i = ·=·

υ max »^.

mit einem Faktor gleich ca. 2,65. Ist daher das Verhältnis der Windungen der Spulen 13 und 17 gleich ca. 2,65, so erzeugt die Spule 13 ein Induktionsfeld B₀, das wegen des obengenannten Wickelsinnes der beiden Spulen positiv und dem Absolutwert des Maximums des Induktionsfeldes B- gleich ist. Das sich daraus ergebende Induktionsfeld, das im Elektromagneten entsteht , wird in Fig. k durch B„ angedeutet. Das Gleichstromfeld B₀ gleicht den negativen maximalen Wert des Wechselfο 1 dos B. aus, so dass der extreme Wert des Feldes B Null ist. Wird die Amplitude des parabelförmigen Stromes auf einen höheren Wert eingestellt, wodurch das Induktions- ^ ^ feld B. auch grosser wird, so wird das negative Maximum desselben auch grosser. In diesem Fall nimmt jedoch der durch die Transistoren 11 und 12 fliessende Gleichstrom proportional dazu zu und der extreme Wert des sich daraus ergebenden Induktionsfeldes bleibt Null. Die gewünschte Klemmenwirkung ist damit verwirklicht und ist von der Amplitude des Konvergenzstromes unabhängig, hängt jedoch von der Wellenform und vom Klemmenniveau, hier Null, ab. Ist die statische Konvergenz mittels beispielsweise eines Dauermagneten einmal eingestellt, so ändert sich dies

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danach nahezu nicht mehr beim Nachregeln der dynamischen Konvergenz. Bedingung für ein gutes Funktionieren der Anordnung ist, dass das verwendete magnetische Material nahezu keine Hysterese hat, und dass das -Induktionsfeld mit den verwendeten Signalen immer dem Magnetfeld proportional ist. Sonst würde eine Verzerrung auftreten.

Es sei bemerkt, dass wenn das Steuersignal

gegenüber dem beschriebenen Signal umgekehrt war, der Wickelsinn der Spule 13 umgekehrt sein müsste, da das Maximum des Induktionsfeldes B₁ dann positiv wäre. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung ist, dass die beiden Spulen 13 und 17 nicht nachgeregelt zu werden brauchen. Ist nämlich das Verhältnis der Windungen der beiden Wicklungen einmal gewählt worden, so ist immer das sich daraus ergebende Feld B„ gegen Null geklemmt, wie dies in Fig. k dargestellt ist. Zur Berücksichtigung der Toleranzen in den unterschiedlichen Teilen der Bildwiedergabevorrichtung lässt sich jedoch die Massnahme treffen, das genannte Verhältnis etwas grosser zu wählen als notwendig ist, wodurch ein Uberausgleich entstehen würde, und parallel zur Spule 13 einen Dämpfungswiderstand 14 schalten, mit dem der richtige Ausgleich erreichbar ist. Der Wert dieses Widerstandes ist nicht kritisch,so dass dieser Widerstand einen festen Wert haben darf. Dies kann nur, weil der ohmsche Widerstand der Spule nicht vernachlässigbar klein, sondern in der Grössenordnung von 100 Ohm liegt. Es tritt daher eine Verteilung des durch

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die Transistoren 11 und 12 flieseenden Gleichstromes zwischen der Spule 13 und dem Dämpfungswiderstand Ik auf, wodurch die Anzahl Windungen der Spule 13 grosser sein muss als die obenstehend berechnete Anzahl.

Die beschriebene Klemmenwirkung erfolgt mit

geringer Leistung, und dies lässt sich wie folgt erklären. Ist dje Spitze-zu-Spitzenamplitude des Konvergenzstromes 300 mA. so ist der negative maximale Wert desselben 150 mA

- I

in dem Fall, wo dieser Strom rein parabelförmig ist. Ist der durch die Transistoren 11 und 12 fliessende Gleichstrom beispielsweise dreimal kleiner als der negative maximale Wert, der durch die Spule 17 fliesst, d.h., dass dieser Gleichstrom eine Stärke von ca. 50 mA hat, so ist die aus der Speisung aufgenommene Leistung infolge der Gleichstromkomponente nur 0.05 x ^O = 2 W, Dies ist gegenüber der obenstehend gefundenen Zahl von 6 W eine wesentliche Ersparnis und dadurch darf man für die Transistoren 11 und 12 Transistoren verwenden, die für niedrigere Leistungen geeignet sind, was als Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung betrachtet werden darf. ·

Das Reihennetzwerk aus dem Kondensator 18 und dem verhältnismässig kleinen Widerstand 19» das der Spule 17 parallelgeschaltet ist, bezweckt, zu dem durch die Transistoren 11 und 12 fliessenden parabelförmigen Strom einen

i impulsfÖrmigen Strom zu addieren, was eine weitere Ver- !

ringerung der Verlustleistung in den Transistoren mit sich

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bringt. Ein ähnliches Resultat lässt sich mit den Reihenschaltungen aus einer Spule und einem Kondensator erreichen.

Es sei bemerkt, dass die Spannungen an den

Klemmen 1 und 2 dem durch die Zeilenablenkspulen fliessenden Ablenkstrom proportional sind. Dieser Strom ist nicht für jede Zeile konstant, sondern ändert sich infolge beispielsweise der Korrektur für die sogenannte Ost-West-Kissen-Verzeichnung. Es ist ebenfalls möglich, dass dieser Zeilenablenkstrom sich auch infolge der Änderungen der Netzspannung ändert. Eine bekannte Massnahme um in diesem Fall die Breite des wiedergegebenen Bildes zu stabilisieren ist, die in der Zeilenablenkschaltung erzeugte und für die Endanode der Bildwiedergaberöhre erforderliche Hochspannung um denselben Prozentsatz wie die' Netzspannung und den Ablenkstrom um den halben Prozentsatz ändern zu lassen. Es dürfte einleuchten, dass die Änderung des Konvergenzstromes der des Ablenkstromes proportional sein muss, will man, dass die Konvergenz an jeder Stelle des Schirmes der Bildwiedergaberöhre gut ist.

Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet wunschgemäss wenn der durch die Spulen 17 fliessende Strom rein parabelförmig ist, wenigstens wenn die sägezahnförmige Komponente klein ist. Wenn jedoch dieser Komponente mit Hilfe des Widerstandes 6 verhältnismässig gross gemacht wird,, entspricht das Verhältnis der Induktivität der Spulen 13 und dem neuen Mittelwert i_n's der nun durch die Transistoren 11 und 12 fliesst, nicht mehr» In Fig» 5 wird die Kurve,, welch©

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die Summe einer parabel- und einer mit der Zeit zunehmenden sägezahnförmigen Wellenform darstellt, wobei die parabelförmige Komponente dieselbe ist wie in Fig. 2a, gestrichelt dargestellt. Aus Fig. '5 geht hervor, dass der neue Mittelwert ι«' grosser ist als der vorhergehende i . Zwar verschiebt sich die Nullachse etwas, aber die Oberfläche des positiven Teils ist etwas grosser geworden, weil die Amplitude im Zeitpunkt t„ (= Ende des Hinlaufes) grosser ist und weil der Zeitpunkt to» wo die Nullachse überschritten wird, zum Zeitpunkt t_ verschoben ist, wodurch der Transistor 11 langer leitend ist als im Falle der als Vollinie dargestellten parabelförmigen Wellenform.

Es sei bemerkt, dass, wie es aus Fig. 5 hervorgeht, der maximale negative Wert nicht in der Mitte der Hinlaufzeit auftritt, sondern früher. Sollte auf bekannte Weise geklemmt werden, so würde in der Mitte immer ein Konvergenzfehler auftreten, der von der Amplitude der sägezahn- ' fÖrmigen Strorakoraponente abhängig wäre. Wenn die sägezahn- - \ förmige Wellenform mit der Zeii^abnimmt oder wenn die Spule 13 in die Kollektorleitung des Transistors 12 aufgenommen ist, gilt; ein ähnlicher Gedankengang.

Fig. 6a ist eine vereinfachte Darstellung einer

Anordnung für die Konvergenz nur eines Elektronenstrahl- j erzeugungssystems, mit der der beschriebene Effekt ausge- ! glichen wird. Dem Ende eines linearen Potentiometers 6' werden positive bzw. negative Impulse zugeführt, die beispeils-

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weise von einer Wicklung 21 des Zeilenausgangstrans'f ormators herrühren und dem Schleifer dieses Potentiometers wird auf diese Weise eine impulsförmige Spannung entnommen, die in Amplitude sowie in Polarität veränderlich ist. Diese Spannung wird über einen Widerstand 10 zu einer vom Potentiometer 7 herrührenden sägezahnförmigen Spannung addiert und die auf diese Weise erhaltene Spannung wird den Basiselektroden der Transistoren 11 und 12 zugeführt. Die beiden Enden eines linearen Potentiometers 22 sind mit einer positiven Hilfsspeisespannung verbunden, die höher ist als +V, ₁, während der Schleifer dieses Potentiometers über einen Widerstand mit dem Kollektor des Transistors 11 verbunden ist. Die Schleifer der beiden Potentiometer 6' und 22 sind mechanisch gekuppelt. Stehen die beiden Schleifer an einem Ende der unterschiedlichen Potentiometer, so wird die sägezahnförmige Stromkomponente durch die Spule 17 maximal, während der von der Hilfsspeisespannung herrührende durch die Parallelschaltung der Spule 13 und des Widerstandes Ik fliessende Gleichstrom dann maximal ist, und zwar in der Richtung, die der des Kollektorstromes des Transistors 11 entgegengesetzt ist. Dieser Gleichstrom ist minimal, wenn die beiden Schleifer in der Mitte stehen, d.h., wenn keine sägezahnförmige Stromkomponente fliesst. Man kann für die Hilfsspeisespannung und für die Widerstände 14, 22 und 23 derartige Wert wählen, dass der genannte Gleichstrom durch die Spule 13 der mit Hilfe des Potentiometers 6 eingestellten

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Amplitude der sägezahnförmigen Stromkomponente durch die Spule 17 nahezu proportional ist. Auf diese Weise bleibt der sich daraus ergebende Gleichstrom durch die Spule 13 nahezu unabhängig von dem sägezahnförmigen Stromkomponenten. In Fig. 6b ist eine Abwandlung dargestellt, wobei ein einziges Potentiometer 6' verwendet wird. Die Wicklung 21 hat hier eine Mittenanzapfung, die an die Hilfsspeisespannung gelegt wird.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 7 a und 7b wird eine zusätzliche Ausgleichsspule 2k verwendet, während keine zusätzliche Speisespannung notwendig ist« Die Spule 2k ist auf demselben Kern gewickelt wie die Spulen 13 und 17 und es fliesst ein Gleichstrom hindurch» der der Grosse der sägezahnförmigen Stromkomponente durch die Spule 17 mittels entweder zwei mechanisch gekuppelter linearer Potentiometer (Fig. 7a) oder eines einzigen Potentiometers (Fig. 7b) nahezu proportional ist. Der Wickelsinn der Spule 2k ist in beiden Fällen derartig, dass das dadurch erzeugte Induktionsfeld gegenüber dem der Spule 13 in Abzug gebracht wird. Das nicht geerdete Ende der Spule 24 ist im Beispiel der Fig. 7b für die Zeilenfrequenz mittels eines Kondensators entkoppelt. Sind die unterschiedlichen Teile der Schaltungsanordnung nicht ausreichend voneinander getrennt, so kann die Spule 2k von einem Trenntransistor gesteuert werden. Sowohl für die Spule 2k als auch für die Spule 13 kann man die Spule für die vertikale Konvergenz verwenden. Der genannte Trenn—

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transistor, der durch die Spule 2h einen Gleichstrom schicken muss, kann ein die Wechselstromverstärkung für die vertikale Konvergenz versorgender Transistor sein.

Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Darin ändert sich ddr Dämpfungswiderstand lh als Funktion der Grosse der sägezahnförmigen Stromkomponente durch die Spule 17· Dazu wird der Widerstand 1^ als Reihenschaltung aus einem festen Widerstand 14· und einem linearen Potentiometer Ik^{1 f} _t dessen Schleifer mit dem des Potentiometers 6¹ mechanisch gekuppelt ist und deren beider Enden mit dem Widerstand 14' verbunden sind, ausgebildet, während ein Widerstand 25 in Reihe mit der Spule 13 aufgenommen ist. Stehen die beiden Schleifer in der Mitte, so fliesst keine sägezahnförmige Stromkomponente durch die Spule 17» während der Gleichstrom durch die Spule 16 maximal ist« Sobald eine sägezahnförmige Stromkomponente durch die Spule 17 fliesst, wird der Gleichstrom durch die Spule 13 in nahezu demselben Masse verringert, was erwünscht ist. Nennt man R₁^' bzw. R₁J,'' die Werte des Widerstandes 14' bzw. des Gesamtwiderstandes des Potentiometers i4^fl, χ der Wert des Widerstandes zwischen dem Schleifer dieses Potentiometers und seinem unteren Ende in Fig. 8 und ist R..,, der Widerstandswert der Reihenschaltung aus der Spule 13 und dem Widerstand 25t ^so ist der Strom i..« durch die Spule 13s

^R13

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-23- ■ PHN.413O.C.

in der i' der Kollektorstrom des Transistors 11 ist. Der Widerstandswert χ ist dem Drehungswinkel (J der Potentiometer 1'i¹¹ und 6» proportional. Der Strom durch die Spule 13 ist daher eine Funktion des Winkels (P mit einem Maximum

für (P = . _} wobei W der Maximalwert von ζβ ist,

d.h., für den Winkel, wobei den Transistoren 11 und 12 keine impulsförmige Steuerspannung zugeführt wird. Man kann dem Widerstand 14', dem Potentiometer 14'' und dem Widerstand derartige Werte geben, dass der Gesamtgleichstrom durch die Spule 13 von der impulsförmigen Steuerspannung nahezu unabhängig ist. Eine noch bessere Annäherung ist durch den Gebrauch von nichtlinearen Potentiometern erzielbar.

Ein Problem, das sich in den beschriebenen

Ausführungsbeispielen dartut, ist das des Temperaturverlaufes. Der ohmsche Teil der Spule 13 nimmt nämlich mit der Temperatur zu. Mit den Schaltungsanordnungen nach den Fig. und 7 kann der Widerstandswert des Widerstandes 23 hoch gewählt werden, wobei selbstverständlich als Beschränkung der i Wert der Speisespannungen gilt, so dass sich" der Strom durch die Spule 13 wenig ändert. Weil jedoch der Widerstandswert der Reihenschaltung aus den Widerständen 14' und 14^I! in Fig. 8 derselben Grössenordnung ist wie der des ohmschen Teils der Impedanz der Spule 13» wird eine Temperaturänderung eine andere Stromverteilung zur Folge haben, wodurch sich der Strom durch die Spule 13 ändern wird. Aus diesem Grunde kann in der Ausführung nach Fig. 8 für den Widerstand 25 ein

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-2h- PHN.ft130.C.

Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) gewählt werden, wodurch der genannte Verlauf in ausreichendem Masse ausgeglichen werden kann.

Die beschriebenen Anordnungen sorgen für die horizontale Konvergenz der "grünen" und "roten" Elektronenstrahlen. Es dürfte jedoch einleuchten, dass ähnliche Anordnungen auch für die "blaue" oder für die vertikale Konvergenz verwendbar sind. Im letzteren Fall muss jedoch die betreffende Spule grosser bemessen sein, da die Rasterwiderholungsfrequenz viel kleiner ist als die 7eilenwiderholungsfrequenz <

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Transistoren als Verstärkerelemente verwendet worden. Das Prinzip der Erfindung wird nicht verletzt, wenn man andere bekannte Verstärkerelemente verwendet, wie beispielsweise Elektrodenröhren oder Feldeffekttransistoren, Auch kann eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit anderen Welleni'ormen für das Magnetfeld als das beschriebene nahezu parabelförmige Feld verwendet werden. Wenn beispielsweise das Feld sägezahnförmig ist, wobei das negative Minimum auf ein bestimmtes Niveau gelegt werden muss, so muss die Hilfsspule durch die der Gleichstrom der Transistoren fliesst, eine Anzahl Windungen haben, die viermal grosser ist.als die der das Wechselfeld erzeugenden Spule, falls kein Dämpfungswiderstand 14 vorhanden ist.

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-25- PHN.U13O.C.

Es sei schliesslich bemerkt, dass sich der Anwendungsbereich der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung nicht auf Konvergenzschaltungen beschränkt, das aber diese Schaltungsauordnung in allen Fällen, wo ein extremer Wert eines sich periodisch ändernden Magnetfeldes auf ein bestimmtes Niveau gelegt werden muss, verwendbar ist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE;

η/ Schaltungsanordnung mit einer Spule zum Erzeugen eines mit der Zeit sich periodisch ändernden und in seiner Amplitude einstellbaren Magnetfeldes, welche Spule auf einem Kern aus magnetischem Material gewickelt ist und durch die ein Wechselstrom fliesst, dadurch gekennzeichnet, dass damit ein extremer Wert des Feldes auf ein festes*Niveau gelegt wird, der durch die Spul© fliessende Strom von zwei nahezu ^:n Klasse B eingestellten Verstärkern geliefert wird, dass eine Hilfsspule in Reihe .mit einem der beiden Verstärker geschaltet ist, wobei ein Glättungskondensator vorgesehen •ist, wodurch durch die genannte Hilfsspule ausschliesslich ein Gleichstrom fliesst, der der Mittelwert des durch den letztgenannten Verstärker fliessenden Stromes ist, welche Hilfsspule auf demselben Kern gewickelt ist und mit demselben Wickelsinn wie die erstgenannte Spule und eine grössere Induktivität hat als die erstgenannte Spule und dass das Verhältnis der Windungen dor beiden Spulen durch das Niveau, auf das der extreme Wert des Feldes gelegt werden muss, und durch die Form als Funktion der Zeit des Feldes bestimmt wird.
2. Schaltungaanordnüng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der erstgenannten Spule erzeugte Feld sich gemäss einer parabelförmigen Funktion ändert und dass das Verhältnis der Windungen der beiden Spulen etwa zwischen 2,5 und 3 liegt.

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— 27- PHN. *H3O. C.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Hilfsspule einen ohmschen Widerstand hat, dadurch gekennzeichnet, dass das von der erstgenannten Spule erzeugte Feld sich nach einer parabelförmigen Funktion ändert, und dass parallel zur Hilfsspule ein Dämpfungswiderstand geschaltet ist, und dass das Verhältnis der Windungen der beiden Spulen um soviel grosser als etwa 2,5 bis 3 ist wie die Verringerung des Stromes durch die Hilfsspule infolge des Vorhandenseins des Dämpfungswiderstandes. U.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der erstgenannten Spule erzeugte Feld sich gemäss der Summe einer parabelförmigen und einer sägezahnförmigen Funktion ändert, und dass ein von einer Gleichspannung gelieferter ausgleichender Gleichstrom durch die Hilfsspule fliesst, in der Richtung, die der des durch den Verstärker, mit dem die Hilfsspule in Reihe geschaltet ist, fliessenden Stromes entgegengesetzt ist, wobei der ausgleichende Strom der Amplitude der sägezahnförmigen Funktion nahezu proportional ist.
5· Schaltungsanordnung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgleichende Gleichstrom und die Amplitude der sägezahnförmigen Funktion mittels linearer Potentiometer einstellbar sind, und dass die Potentiometer mechanisch gekuppelt sind.

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-28- PHN.4130.C.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der erstgenannten Spule erzeugte Feld sich gemäss der Summe einer parabelförmigen und einer sägezahnförmigen Funktion ändert und dass eine zweite Hilfsspule auf demselben Kern aus dem magnetischen Material gewickelt ist, wobei ein Gleichstrom durch die zweite Hilfsspule fliesst, der der Amplitude der sägezahnförmigen Funktion nahezu proportional ist, und wobei die von beiden Hilfsspulen erzeugten Felder entgegengesetzte Richtungen haben.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom durch die zweite Hilfsspule und die Amplitude der sägezahnförmigen Funktion mittels linearer Potentiometer einstellbar und die Potentiometer mechanisch gekuppelt sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Hilfsspule einen ohmschen Widerstand hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld sich gemäss der Summe einer parabelfÖrmigen und einer sägezahnförmigen Funktion ändert, dass ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) in Reihe mit der Hilfsspule geschaltet ist, und dass parallel zu dieser Reihenschaltung die Reihenschaltung aus einem festen und einem veränderlichen Widerstand geschaltet ist, wobei dor veränderliche Widerstand und die Amplitude der sägezahnförmigen Funktion mittels Potentiometer einstellbar sind, und dass die Potentiometer mechanisch gekuppelt sind.

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-Z9-
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass parallel zur erst— * genannten Spule die Reihenschaltung aus einem verhältnis— massig kleinen Widerstand und einem Kondensator geschaltet ist.
ΊΟ. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet» dass parallel zur erstgenannten Spule Reihenschaltungen aus einer Spule und einem Kondensator geschaltet sind·
TI. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass die Schaltungsanordnung zum Gebrauch in einer Farbbildwiedergabevorrichtung für die radiale Konvergenz mindestens zweier Elektronen— strahlen einer Bildwiedergaberohre mit mindestens zwei Konvergenzspulen, eine zur Einwirkung auf den einen und eine zur Einwirkung auf den anderen Elektronenstrahl vorgesehen ist.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannte Spule für die horizontale Konvergenz verwendet wird»

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■ * -30- PIW.%13O,C.

Auszug;

Schaltungsanordnung zum Erzeugern eües eich mit der Zeit periodisch ändernden und in seimeir Amplitude einstellbaren Magnetfeldes, wobei ein extremer¹ Wert desselben auf* ein festes Niveau gelegt werden muss«

Der durch die das Feld erzeugend;© Spule flies sende Strom wird von zwei nahezu in Klasse B eingestellten Verstärkern geliefert und eine Hilfsspule ist anf demselben Kern wie die Spule gewickelt und ist mit einem der beiden Verstärker in Reihe geschaltet» Durch diese Spule fliesst ein Gleichstrom, der der Mittelwert des durch den Verstärker, mit dem diese Spule in Reihe geschaltet ist» fliessenden Stromes ist. Die Anzahl Windungen der Hilfssipuile ist grosser als die der das Feld erzeugenden Spule· Eine Anwendung der Schaltungsanordnung ist die Konvergenz in einer· Farbbildwiedergabevorrichtung, wobei das Feld die Kombination einer parabel- und einer sägezahnförmigen Komponente ist. Wenn die letztgenannte sägezahnförmige Komponente gross ist, werden Ausgleichsschaltungen mit einer Hilfsspannung oder einer zweiten Hilfsspule verwendet« .

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