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Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Ablenkstromes
für eine Kathodenstrahlröhre, insbesondere für die Zeilenablenkung eines Fernsehempfängers
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen
Ablenkstromes für eine Kathodenstrahlröhre, insbesondere für die Zelenablenkung
in einem Fernsehempfänger, mit einer nach dem Prinzip der Spannungsruckgewinnung
aufgebauten Endstufe mit einem Endstufentransistor.
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Die Endstufe einer Zeilenablenkschaltung in einen E'ernsehempfänger
kann u.a. als StromrUc)cgewinungs- oder als Spannung rückgewinnuhgs--Schaltung aufgebaut
sein. Bei der Verwendung von Transistoren in der Endstufe der Zeilenablenkschaltung
wird meistens die Stromrückgewinnungs-Schaltung angewendet, weil diese Schaltung
gegenüber der SpannungsrücOcgewlnnunysu Schaltung den Vorteil besitzt7 daß - bei
gegebener Betriebsspannung - die Anforderung an den Endstufentransistcr bezUg lich
der Spannungsfestigkeit wesentlich geringer ist als bei der Spannungsrückgewinnungs-Schaltung.
Die Stromrückgewinnungs-Schaltung verlangt aber eine stabilisierte Betriebsspannung,
da die Ablenkamplitude von der Größe der Betriebsspannung abhängig ist. Eine Stabilisierung
bzw. eine Regelung der Betriebsspannung bedeutet einen erheblichen Aufwand.
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Da die Herstellung von Transistoren, die für die Zeilenablenk-Schaltung
geeignet sind und de eine große Sperrspannunqsfestig keit aufweisen, immer wirtschaftlicher
geworden ist, bedeutet die Forderung nach einer stabilisierten Betriebsspannung
einen Nachteil, der im Laufe der Zeit vergleichsweise immer größer geworden ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die aufwendige Stabilisierung
der Betriebsspannung für die Z.eiknendstufe nicht mehr erforderlich ist, wenn man
die Endstufe nach dem Prinzip der Spannungsruckgewinnungs-Schaltung aufbaut. Bei
dieser Schaltungsart der Endstufe ist - im Gegensatz zur Stromrückgewinnungs-Schaltung
- eine Regelung der Ablenkamplitude innerhalb der Endstufe auf vergleich3eise einfache
gleise möglich.
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Diese Erkenntnis ist bisher nur bei Röhrenschaltungen angendet worden.
Bei einer bekannten, nach dem Prinzip der Spannungsrückgewinnungs-Schaltung aufgebauten
Röhrenschaltung (F. Möhring "Schaltungstechnik der Schwarz-Weiß-Fernsehempfänger"
1968, Braunschweig) wird dem Steuergitter der Endröhre eine aus den Rticklaufimpulsen
mittels eines VDR-Widerstandes gewonnene Regelspannung zugeführt. Sinkt die Spannung
am Ausgang des Ablenktransformators bei der bekannten Röhrenschaltung, so ändert
sich die Gittervorspannung der Endrohre in einem solchen Sinne, daß die sich dann
einstellende Änderung des Röhrenstromes die Änderung der Ablenkamplitude kompensiert
und somit ausregelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen,
die eine Regelung der Ablenkamplitude bei Verwendung von Transistoren in der Zeilenendstufe
ermöglicht.
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Die Erfindung bezieht sich auf die eingangs genannte Schaltungsanordnung
zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Ablenkstromes.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung istßdadurch gekennzeichnet,
daß die Endstufe an eine nicht stabilisierte Betriebsspannung angeschlossen ist
und daß eine Vergleichsschaltung zum Vergleich einer Referenzspannung mit einer
von der Ablenkspannung abgeleiteten Regelspannung vorgesehen ist, deren Ausgangsspannung
zur Steuerung des Basisstromes des Endstufentransistors dient, derart, daß bei abnehmender
Ablenkspannung der Endstufentransistor zunehmend leitend gesteuert wird.
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besondere Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind
in der Beschreibung und in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen, die in der
Zeichnung dargestellt sind, erläutert Die Figuren 1,2 und 3 zeigen je ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein Schaltungsauszug aus einer Schaltung für einen Fernsehempfänger
dargestellt, und zwar die Endstufe für die Zeilenablenkung. Zur Speisung der auf
zwei Teilspulen aufgeteilten Ablenkspule 18, die auf dem Röhrenhals einer Bildröhre
19 angeordnet ist, ist eine nach dem Prinzip der Spannungsrückgewinnung arbeitende
Schaltung mit Transistoren vorgesehen.
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Der bekannte Schaltungsteil für dir>- Erzeugung des sägezahnförminen
Ablenkstrones erfaßt den Endstufentransistor 15, den Ablenktransformator 22 mit
den Wicklungen 24 und 25, den Rücklaufkondensator 16, den Boosterkondensator 26
sowie die Boosterdiode 27. Die Schaltung mit den genannten Bauelementen ist an die
eine Betriebsgleichspannung +UB liefernde Versorgungstlemme 1 anoeschlossen.
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Die Ansteuerung der Ablenkschaltung mit zeilenfrequenten. Impulsen
erfolgt über die Klemme 5 und den Schalt-Transistor 6, der seinerseits zur Ansteuerung
der Basis des Endstufentransistors 15 dient, derart, daß der Endstufentranssistor
15 periodisch gesperrt wird durch zeilenfrequentes Durchschalten in den leitenden
Zustand des Schalt-Transistors 6. Die Ankopplung der Ablenkspule 18 an die beschriebene
Schaltung erfolgt über den Koppelkondensator 17, der zugleich zur sogenannten Tangens-Entzerrung
dient. Der Ablenktransformator 22 besitzt in bekannter Weise eine Sekundärwicklung
21 zur Erzeugung der Hochspannung für die Bildröhre 19.
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Die an der Klemme 1 anliegende Betriebsspannung +UB wird entweder
von einer Batteric oder von einem Netzgerät geliefert, wobei in beiden Fällen keine
besonderen Stabilisierungsschal tungen verwendet werden. Das bedeutet, daß sich
die Betriebsspannung +UB erSeder durch die entladung der betreffenden Batserie,
durch Lastschwankungen oder - bei Gewinnung aus dem Netz - durch Netzspannungsschwankungen
ändern kann. Um zu gewährleisten, daß die dargestellte Ablenkschaltung auch bei
solchen Schwankungen der Betriebsspannung +UB mit konstanter Ablenkamplitude arbeitet,
ist eine Regelschaltung vorgesehen, die dafür sorgt, daß der Endstufentransistor
15 z.S. bei sir.-kender Ablenkamplitude wahrend der Zeiten, in denen cr leitend
gesteuert ist, noch stärker leitend gesteuert wird.
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Für die erwähnte Regelung ist ein Transistor 4 vorgesehen,der als
Vergleichsschaltung arbeitet, wobei eine konstante Referenzspannung nit einer von
der Ablenkamplitude abhängigen R-gelspannung verglichen wird. Die Ausgangsspannung
des Transistors 4 ist somit von der Abweichung der Regelspnnung von der Referenzspannung
abhängig. Als Quelle für die Referenzspannung
dient eine Zenerdiode
3, die über einen Widerstand an die Betriebsspannung +UB angeschlossen ist. Die
an der Zenerdiode 3 stehende Spannung ist nahezu konstant.
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Zur Erzeugung der Regelspannung ist eine Sekundärwicklung 20 des Ablenktransformators
22 vorgesehen, deren Ausgangsspannung mittels einer Diode 12 gleichgerichtet und
mittels eines Kondensators 10 gesiebt wird. Die Diode 12 ist so gepolt, daß nur
die während der Hinlaufzeit des abgelenkten Elektronenstrahls vom Ablenktransformator
übertragene Ablenkspannung zur Erzeugung der Regelspannung verwendet wird.
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Die Widerstände 11 und 9 bilden einen Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung
durch den veränderbar ausgebildeten Widerstand 9 einstellbar ist. Die Anschaltung
des Kondensators 10 an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 9 und 11 statt
an den Verbindungspunkt des Widerstandes 11 mit der Diode 12 erfolgt deshalb, weil
somit eine Aufladung des Kondensators 10 auf die Spitzenwerte der Ablenkspannung,
deren mittlerer Wert bekannt lich durch Partialschwingungen verfälscht sein kann,
vermieden wird.
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Die an der Zenerdiode 3 gewonnene Referenzspannung ist an den Emitter
des Transistors 4 und die- am Widerstand 9 abfallende Regel spannung ist an die
Basis des Transistors 4 angeschlossen, so daß die Ausgangsspannung bzw0 der Ausgangsstrom
mit zuneh munder Regelspannung abnimmt. Der Kollektor des Transistors 4 ist an die
Basis eines Transistors 7 angeschlossen, der als Emitterfdger geschaltet ist und
als Impedanzwandler betrieben wird. Der Ausgang des Transistors 7 d,h. dessen Emitter
ist über eine Palelschaltung von einer Diode 13 und einem Kondensator 14 an die
Basis des Endstufentransistors 15 angeschlossen. Der Widerstand 8 im Kollektorkreis
des Transistors
7 dient zur Strombegrenzung des vom Transistor 7
in die Basis des Endstufentransistors 15 gelieferten Stromes.
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Die soweit beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt. hrnd der zeilenfrequent
stattfindenden Durchschaltung des Transistors 6 in den leitenden Zustand erscheint
am Kollektor cles Transistors 6 eine Spannung, die nahezu gleich dem tflassepotential
ist. Da sich während der stromleitenden Phase der Diode i3 am Kondensator 14 eine
der Durchlaßspannung der Diode 13 entsprechende Spannung aufgebaut hat, die auch
nach diesem Vorqang bestehen bleibt, liegt an der Basis des Endstufentransistors
15 während des leitenden Zustandes des Transistors 6 eine bezüglich der Ausgangsspannung
des Transistors 6 negative Spannung, die den Endstufentransistor 15 sicher sperrt.
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Während des gesperrten Zustandes des Transistors 6 - entsprechend
der zeilenfrequenten Impuls-Steuerung an seiner Basis -ist der Endstufentransistor
15 dagegen über den Transistor 7 und die Diode 13 leitend gesteuert. Statt aber
- wie bei den bekannten Stromrückgewinnungs-Schaltungen mit einen Endstufentransistor
- den Endstufentransistor 15 mit einem konstanten Steuerstrom anzusteuern, hängt
dieser Steuerstrom nach der erfindungsgemäßen Schaltung nach Fig. 1 von der jeweiligen
Ablenkamplitude h, Der Ausgangsstro,l: des Transistors 7 nimmt -wie oben beschricben
- mit zunehmender Ablenkspannung ab, so daß der Endstufentransistor 15 füt den Fall
einer zu großen Ablenkampl1tude weniger leitend ist, wodurch die Ablenkamplitude
wieder kleiner geregelt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Regelkreises wird einestabile
Regelung der Ablenkamolitude erreicht, wobei die Regelsteilheit des Regelkreises
einmal von der Verstärkung
des Vergleichs-Transistors 4 sowie von
der-Abhängigkeit der Stromverstärkung des Endstufentransistors 15 von dessen Kollektorstrom
abhängt. Bei der Dimensionierung der Schaltung bezüglich der Regelsteilheit und
der Stabilität des Regelkreises ist dies zu berücksichtigen.
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Eine Schaltung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in Fig.
2 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen in Fig. 2 - und auch in der weiter unten beschriebenen
Fig. 3 - bedeuten gleiche Funktion und gleiche Wirkungsweise der betreffenden Bauelemente.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung setzt sich der Basis des
Transistors 4 zugeführte Regel spannung aus zwei Gleichspannungen zusammen. Die
am Widerstand 9 abfallende Gleichspannung wird wie in Fig. 1 während der Hinlaufzeit
gewonnen. Um auch einen Schutz bzw. eine Regelung der Ablenkamplitude bei einer
überhöhten Rücklaufspannung zu ermöglichen, sind eine Diode 29 und ein Kondensator
30 vorgesehen, mittels derer die während der RücklauMeit am Ablenktransformator
22 stehende sogenannte Rücklaufspannung gleichgerichtet und gesiebt wird. Die so
gewonnene Gleichspannung wird einem Spannungsteiler mit den Widerstä.nden 31 und
33 zugeführt, so daß an dem veränderbar ausgebildeten Widerstand 33 eine einstell
bare Gleichspannung abgegriffen werdcnkann, die in etwa proportional der Rückschlagspannung
ist. Der Widerstand 28 in Reihe zu der Diode 29 soll diese vor einem zu großen Strom
beim Aufladen des Kondensators 30 oder bei einem Kurzschluß dieses Kondensators
30 schützen.
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Der Ausgang des Snannungsteilers 31, 33 ist direkt an die Basis des
Transistors 4 angeschlossen, während der Ausgang des SpannunasLeiirs 9, 9 übrr elie
Diode 32 an die Basis
des Transistors 4 angeschlossen ist. Die soweit
beschriebene Schaltung zur Frzeugung der Regel spannung nach Fig. 2 arbeitet wie
folgt. Bei normalem Betrieb wird die Ablenkamplitude nach der Hinlaufspannung ausgeregelt4
d.h. die Schaltung so dimensioniert, daß die Diode 32 leitend ist. Erst bei gefährlich
hohen Rückschlagspannungen (z.B. infolge eines Überschlages in der Bildröhre 19)
steigt die Spannung am Kondensator 30 und somit am Widerstand 33, so daß dann die
Regelung und die Begrenzung der Ablenkamplitude über die Rücklaufspannung folgt.
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Die Diode 32 ist in diesem Falle gesperrt.
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Eine weitere Änderung gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 ist in der
Schaltung nach Fig. 2 in der Zusammenführung der Regelspannung, d.h. der Ausgangsspannung
des Transistors 7 und der Ausgangsspannung des Transistors 6 vorgenommen worden.
Um zu verhindern, daß der Transistor 7 auch während der Zeit leitend ist, während
der der Endstufentransistor 15 gesperrt ist und dieser Transistor somit keinen Strom
vom Transistor 7 bezieht, ist eine Diode 34 vorgesehen, die während des stromleitenden
Zustandes des Transistors 6 ebenfalls stromleitend ist und die über ihre Durchlaßspannung,
die an der Basis-Emitter-Strecke des Transistor 7 anliegt, den Transistor 7 sicher
sperrt. Ist dagegen der Transistor 6 gesperrt, so ist auch die Diode 34 gesperrt,
so daß dann die Steuerfunktion des Transistors 7 nicht beeinträchtigt ist.
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Eine Vereinfachung des Abgleiches bzw. der Einstellung der gewünschten
Ablenkamplitude gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Während
in der Schaltung nach Fig. 3 die Widerstand 9 und 33 veränderbar ausgebildet sind
und bei der Einstellung der Regelung auf die gewünschte Ablenkamplitude
betätigt
werden müssen, sind diese Widerstände in der Schaltung nach Fig. 3 unveränderbar
ausgebildet. Die Einstellung der Schaltung geschieht in diesem Fall über einen Spannungsteiler
aus den Widerständen.35 und'36, der parallel zu der Zenerdiode 3 geschaltet ist
und an dem mittels des als Poteniometer ausgebieten Widerstandes 35 die Größe der
Referenzspannung verändert werden kann. Über einen als Impedanzwandler arbeitenden
Transistor 37> an dessen Emitterwiderstand 38 die Referenzspannung mit einem
sehr niedrigen Innenwiderstand erscheint, gelangt die Referenzspannung an den Emitter
des Transistors 4. Bei der beschriebenen Schaltung ist zur Einstellung der gewünschtEn
Regelung nur noch.die Einstellung des Potentiometers 35 erforderlich.
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Während bei der Schaltung nach Figuren 1 und 2 der Endstufentransistor
1S direkt von dem Transistor 7 angesteuert wird, ist zu diesem Zweck in der Schaltung
nach Fig0 3 ein Treibertransistor 43 vorgesehen, dessen Basis an die Klemme 5 mit
der zeilenfrequenten Impulsspannung angeschlossen ist0 Durch die Einfügung der besonderen
Treiberstufe können die insbesondere bei kleinen Werten der Betriebspännung sehr
großen Basisströme des Endstufentransistors 15 auf einfache-Weise gewonnen werden0
Im Kollektorkreis des Treibertransistors 43 liegt die Primärwicklung 41 eines Treibertransformators
40, dessen Sekundärwxcklung 42 mit der Basis des Endstufentransistors 14 verbunden
ist.
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Als Betriebsspannung für den Treibertransistor 43 dient die Ausgangsspannung
des Transistors 4, an dessen Kollektor die Primärwicklung 41 des Treibertransbrmators
40 angeschlossen ist. Zur Unterdrückung zeilenfrequenEr Impulse in derBetriebs-.
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spannung für den Treibertransistor 43 dient ein Kondensator 39.
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Man erkennt, daß die Änderung der Ausgangsspannung bzw. des Äusgangsstromes
des Transistors 4 durch die Einwirkung auf den Treibertransistor 43 bezüglich der
Regelung der Ahlenkamplitude die gleiche Wirkung hat wie bei der direkten Ansteurung
der Basis des Endstufentransistors 15 durch den Transistor 4.