DE2257543A1

DE2257543A1 - Ablenkverstaerker

Info

Publication number: DE2257543A1
Application number: DE19722257543
Authority: DE
Inventors: Gerd Thomanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-11-23
Filing date: 1972-11-23
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2257543C3; DE2257543B2; FR2208245B1; IT1001905B; JPS4984320A; SE388525B; NL7315603A; GB1450924A; FR2208245A1; CA1003970A; CH557122A; BE807750A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFiB--/ι* München, den 2äNOV. 1972 Berlin und München *^fc Witteisbacherplatz

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Ablenkverstärker

Die Erfindung betrifft einen Ablenkverstärker zur Erzeugung einer Ablenkspannung an einem Lastwiderstand mit induktivem Anteil, bestehend aus einer ersten Verstärkerstufe zur vorwiegenden Spannungsverstärkung und einer zweiten Verstärkerstufe zur vorwiegenden Stromverstärkung. Dabei ist ein Ausgang der ersten Verstärkerstufe über den Eingang und den Ausgang der zweiten Verstärkerstufe an ein Ende des Lastwiderstandes angeschlossen.

Bei den bekannten Detensichtgeräten werden Zeichen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre dadurch sichtbar gemacht, daß der Kathodenstrahl entlang mehrerer aufeinander folgender geradliniger Strecken abgelenkt wird, die insgesamt ein Zeichen darstellen. Zur Ablenkung des Kathodenstrahles sind rechteckförmige Ablenkspannungen mit steilen Flanken erforderlich.

Bekanntlich können derartige rechteckförmige Ablenkspannungen unter Verwendung zweier Verstärkerstufen verstärkt werden, von denen die eine im wesentlichen eine Spannungsverstärkung und die andere im wesentlichen eine Stromverstärkung bewirkt und die beide für die relativ hohe -Grenzfrequenz der rechteckförmigen Ablenkspannungen ausgelegt sind. Ein derartiger bekannter Verstärker hat jedoch den Kachteil eines hohen technischen Aufwandes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ablenkverstärker anzugeben, der sich durch geringen technischen Aufwand auszeichnet. Insbesondere \Liegt der Erfindung die Aufgebe zugrunde, einen Ablenkverstärker anzugeben, mit Hilfe

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dessen ein Elektronenstrahl entlang mehrerer aufeinander folgender geradliniger Strecken derart abgelenkt wird, daß die Folge dieser Strecken Zeichen auf dem.Bildschirm der Kathodenstrahlröhre darstellen.

Erfindungsgemäß ist bei einem Ablenkverstärker der eingangs genannten Art ein weiterer Ausgang der ersten Verstärkerstufe über einen parallel zur zweiten Verstärkerstufe verlaufenden Kanal an das Ende des Lastwiderstandes angeschlossen, und der Ausgang der zweiten Verstärkerstufe ist über eine Spule ebenfalls an das Ende des Lastwiderstandes angeschlossen. Dabei sind die zweite Verstärkerstufe und die Spule derart bemessen* daß der Übertragungsweg über die zweite Verstärkerstufe zum Ende des Lastwiderstandes für niederfrequentigere Spannungsanteile leitend und für höherfrequentigere Spannungsanteile gesperrt ist.

Der erfindungsgemäße Ablenkverstärker zeichnet sich durch geringen technischen Aufwand aus, weil die zweite Verstärkerstufe für eine wesentlich geringere Grenzfrequenz ausgelegt ist, als die Grenzfrequenz der zu erzeugenden Ablenkspannung. Dabei werden die niederfrequentigeren Spannungsanteile sowohl über den Kanal als auch über die zweite Verstärkerstufe und über die Spule dem Lastwiderstand zugeleitet, wogegen die höherfrequentigeren Spannungsanteile im wesentlichen über.den Kanal geliefert werden und unter Verwendung der Spule eine Rückwirkung auf die zweite Verstärkerstufe vermieden wird.

Falls Ablenkspannungen nur positiver oder nur negativer Polarität benötigt werden, ist es zweckmäßig, als erste Verstärkerstufe einen weitgehend linearen Spannungsverstärker vorzusehen, dessen Ausgang an die Basis eines Transistors angeschlossen ist und dessen Emitter bzw. Kollektor an den Ausgang bzw. den weiteren Ausgang angeschlossen ist. Als zweite

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Verstärkerstufe kann dabei ein weiterer Transistor vorge- ' sehen sein, dessen Basis an den Ausgang der ersten 'Verstärkerstufe angeschlossen ist und dessen.Emitter-Kollektor-Strecke über die Spule an das eine Ende des Lastwiderstandes angeschlossen ist. · _

Wenn Ablenkströme erzeugt werden sollen, die in zwei entgegengesetzten Richtungen den Lastwiderstand"durchfließen, dann ist es zweckmäßig, je zwei erste Verstärkerstufen, zwei zweite Verstärkerstufen, zwei Kanäle und zwei Spulen vorzusehen und nach Art einer Gegentaktschaltung zu schalten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen: Fig. 1 einen Ablenkverstärker in prinzipielle!} Darstellung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Ablenkverstärkers und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Ablenkverstärkers, wobei mehrere Stufen als Gegentaktverstärker geschaltet sind.

Der in Fig. 1 dargestellte Ablenkverstärker besteht aus der ersten Verstärkerstufe 1, der zweiten Verstärkerstufe 2, ferner aus den Spulen 3 und 4 und dem ohmschen Widerstand 5· Über den Schaltungspunkt 6 wird eine zu verstärkende Eingangsspannung zugeführt. Die Spule 4 und der Widerstand 5 bilden einen Lastwiderstand mit induktivem Anteil. Der in Fig. 1 dargestellte Ablenkverstärker hat die Aufgabe, in Ab-. hängigkeit von der über den Schaltungspunkt 6 zugeführten • Eingangsspannung eine an den Schaltungspunkten 7 und 8 anliegende Ablenkspannung zu erzeugen, so daß ein Ablenkstrom durch den Lastwiderstand getrieben wird. Je ein in Fig. 1 dargestellter Ablenkverstärker kann beispielsweise zur Ab.- :

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lenkung eines Kathodenstrahls in x- bzw. y-Koordinatenrichtung verwendet werden. Dabei soll die Amplitude der an den Schaltungspunkten 7 und 8 anliegenden Ablenkspannung bis zu etwa 10 MHz konstant sein. Außerdem wird vorausgesetzt, daß die erste Verstärkerstufe 1 hauptsächlich eine Spannungsverstärkung bewirkt, wogegen die zweite Verstärkerstufe 2 hauptsächlich eine Stromverstärkung bewirkt.

Aus der Fig. 1 ist ferner ersichtlich, daß der Ausgang 9 der ersten Verstärkerstufe mit dem Eingang 10 der zweiten Verstärkerstufe verbunden ist und daß der Ausgang 11 der zweiten Verstärkerstufe über die Spule 3 mit dem Schaltungspunkt 7 verbunden ist, der ein Ende des Lastwiderstandes darstellt. Der Ausgang 12 der ersten Verstärkerstufe 1 ist über den Kanal 13 ebenfalls an den Schaltungspunkt 7 angeschlossen. !

Hinsichtlich der zweiten Verstärkerstufe 2 wird außerdem vorausgesetzt, daß sie eine relativ geringe Grenzfrequenz besitzt, verglichen mit der Grenzfrequenz der an den Schaltungspunkten 7 und 8 anliegenden Ablenkspannung. Bei relativ niedrigen Frequenzen ist die zweite Verstärkerstufe 2 voll wirksam und liefert über die Spule 3 einen Anteil der Ablenkspannung an den Schaltungspunkt 7· Ein zweiter Anteil dieser Ablenkspannung wird über den Kanal 13 geliefert. Um zu verhindern, daß bei höheren Frequenzanteilen Rückwirkungen des über den Kanal 13 gelieferten Spannungsanteils auf die zweite Verstärkerstufe 2 eintreten, ist die Spule 3 vorgesehen, die den Kanal 13 bei höheren Frequenzen gegenüber der zweiten Verstärkerstufe 2 entkoppelt. Die höheren Frequenzanteile - bei unserem Beispiel etwa die Frequenzanteile im Frequenzbereich zwischen 4 MHz und 10 MHz - werden somit hauptsächlich über den Kanal 13 an den Lastwiderstand geliefert, der aus der Spule 4 und dem Widerstand 5 gebildet wird. Diese höherfrequentigen Anteile werden somit im wesentlichen nur von der ersten Verstärkerstufe geliefert und waden nicht

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von der zweiten Verstärkerstufe" verstärkt. Die zweite Verstärkerstufe 2 wird somit für die höherfrequentigen Frequenzanteile abgeschaltet, und es genügt,,für diese zweite Verstärkerstufe 2 eine Verstärkerstufe zu verwenden, die einen relativ geringen technischen Aufwand gegenüber den Verstärkerstufen aufweist, die bis zur Grenzfrequenz von etwa 10 MHz eine angenähert gleichmäßige Verstärkung bewirken.

Die Spule 3 wirkt; wie ein frequenzabhängiger Widerstand, der im Bereich niedriger Frequenzen (bis etwa 4 MHz) einen relativ kleinen Widerstand aufweist, so daß die Schaltungspunkte 7 und 11 für niedrige Frequenzen weitgehend leitend miteinander verbunden sind. Bei höheren Frequenzen stellt dagegen die Spule 3 einen erheblichen Widerstand dar, der die bereits erwähnte Rückwirkung der Spannungsanteile zugeführt über den Kanal 13 auf die zweite Verstärkerstufe 2 unterbindet.

Die in Fig. 1 dargestellte Ablenkschaltung ist besonders für die Erzeugung von Ablenkspannungen geeignet, wenn der Elektronenstrahl nach Art eines Vektors von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt abgelenkt werden soll, wenn dabei steile Impulsflanken und hohe Frequenzanteile dieser Ablenkspannungen gefordert werden, wogegen die Stromänderungen pro Vektor durch den Lastwiderstand,relativ klein sind.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 dargestellten prinzipiellen Schaltung. Gemäß Fig. 2 besteht die erste Verstärkerstufe 1 aus dem Spannungsverstärker 14 und dem Transistor 15· Die zweite Verstärkerstufe besteht im wesentlichen aus dem Transistor 16« Um Spannungsspitzen der Ablenkspannung zu verhindern, ist parallel zur Spule 3 der Widerstand 17 geschaltet. Wenn uie Spule 3 und der Widerstand 17 nicht vorgesehen wären, dann

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würden die Transistoren 15 und 16 eine komplementäre Darlington-Schaltung bilden, die dann direkt über den Schaltungspunkt 7 an den Lastwiderstand angeschlossen wäre. Eine derartige Darlington-Schaltung hätte im vorliegenden Fall den Nachteil einer relativ geringen Grenzfrequenz von ca. 4 MHz und wäre aus diesem Grunde nicht zur Erzeugung der Ablenkspannungen mit einer Grenzfrequenz von ca. 10 MHz geeignet. Der Ausgang 12 der ersten Verstärkerstufe 1 ist wieder wie gemäß Fig. 1 über den Kanal 13 mit dem Schaltungspunkt 7 verbunden·. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, als Kanal 13 eine galvanische Verbindung der Schaltungspunkte 12 und 7 vorzusehen. Es wäre jedoch denkbar, daß kapazitive übertragungsglieder in diesem Kanal 13 eingeschaltet sind, wogegen induktiv wirkende Übertragungsglieder nicht zulässig sind.

Die Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Ablenkverstärker, der als Gegentaktverstärker ausgelegt ist und zur Erzeugung von Ablenkspannungen dient, die symmetrisch zu einer Mittenspannung in positiver und negativer Richtung verlaufen.

Die Gleichstromquelle 20, die Transistoren 21, 22, die Dioden 23a, 23b, 24a, 24b, die Widerstände 25t 26, 31a, 31b, 32a, 32b und die Transistoren 27a, 27b sind Teile eines Verstärkers» der dem in Fig. 1 dargestellten Verstärker 1 entspricht. Am Schaltungspunkt 28 ist eine Referenzspannung angeschlossen.

Die in Fig. 3 eingezeichneten Verstärkerstufen 2a und 2b entsprechen der in Fig. 1 dargestellten zweiten Verstärkerstufe Die Verstärkerstufen 2a bzw. 2b bestehen im wesentlichen aus dem Transistor 33a bzw. 33b, dem Widerstand 34a bzw. 34b, der Spule 3a bzw. 3b und aus dem Widerstand 17a bzw. 17b. Die Spulen 3a, 3b erfüllen die Funktion der in Fig. 1 dargestellten Spule 3· Die Widerstände 17a, 17b erfüllen die Funktion

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. des in Fig. 2 dargestellten Widerstandes 17. Die Schaltungspunkte 9a und 9b bzw. 10a und 10b entsprechen den in Fig. 1 eingezeichneten Schaltungspunkten 9 bzw. 10.

Die Betriebsspannungsquellen 35a, 35b bewirken, daß an den Schaltungspunkten 36a und 36b eine Betriebsspannung von 4o Volt und am Schaltungspunkt 8 eine Mittenspannung von 0 Volt anliegt.

Wenn die Spule 4 eine Induktivität von 24OyUH aufweist, dann ist es zv/eckmäßig, die Spülen 3a und 3b derart zu bemessen, daß deren Induktivität etwa 20^H beträgt. Als untere Grenze für die Bemessung der Induktivitäten 3a. und 3b wurde ein Betrag von 1OyWH und als obere Grenze ein Betrag von 40/XH gefunden. Im allgemeinen soll die Induktivität der Spule 4 mindestens /20 und maximal /6 der Induktivitäten der Ablenkspulen 3a bzw. 3b betragen. Der ohmsche Widerstand 17a bzw. 17b soll vorzugsweise 20 0hm betragen. Mindestens soll jeder dieser beiden Widerstände 17a und 17b jedoch 8 0hm und maximal * 14O 0hm betragen. Da der ohmsche Widerstand der Spule 4 bei vorliegendem Ausführungsbeispiel etwa 1 0hm beträgt, ist es . zweckmäßig, den Betrag der Widerstände 17a und 17b etwa hundertmal größer als den Betrag des ohmschen Widerstandes der Spule 4 zu machen.

Die stromverstärkenden Stufen 2a und £b arbeiten im A-B-Betrieb. Unter Vervrendung der Widerstände 31a und 32a.bzw. 31b und 32b wird der Basisstrom der Transistoren 33a bzw. 33b derart eingestellt, daß Übernahmeverzerrungen verhindert werden. '

4 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Patentansprüche

1. Ablenkverstärker zur Erzeugung einer Ablenkspannung an einem Lastwiderstand mit induktivem Anteil, bestehend aus einer ersten Verstärkerstufe zur vorwiegenden Spannungsverstärkung und einer zweiten Verstärkerstufe zur vorwiegenden Stromverstärkung, wobei ein Ausgang der ersten Verstärkerstufe über den Eingang und den Ausgang der zweiten Verstärkerstufe an ein Ende des Lastwiderstandes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Ausgang (12) der ersten Verstärkerstufe (1) über einen parallel zur zweiten Verstärkerstufe (2) verlaufenden Kanal (13) an das Ende (7) des Lastwiderstandes (4) angeschlossen ist, daß der Ausgang (11) der zweiten Verstärkerstufe (2) über eine Spule (3) an das Ende (7) des Lastwiderstandes (4) angeschlossen ist und daß die zweite Verstärkerstufe (2) und die Spule (3) derart bemessen sind, daß der übertragungsweg vom Ausgang (9) der ersten Verstärkerstufe

(1) über die zweite Verstärkerstufe (2) zum Ende (7) des Lastwiderstandes (4) für niedrigerfrequente Spannungsanteile leitend und für höherfrequentigere Spannungsanteile gesperrt ist.

2. Ablenkverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß als erste Verstärkerstufe (1) ein weitgehend linear arbeitender Spannungsverstärker (14) vorgesehen ist, dessen Ausgang an die Basis eines Transistors (15) angeschlossen ist und dessen Kollektor bzw. Emitter an den Ausgang (9) bzw. an den v/eiteren Ausgang (12) angeschlossen ist (Fig. 2).

3· Ablenkverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Verstärkerstufe (2) ein weiterer Transistor (16) vorgesehen ist, dessen Basis an den Ausgang (9) der ersten Verstärkerstufe (1) angeschlossen ist und dessen Emitter-Kollektor-Strecke über die Spule (3) an das Ende (7) des Lastwiderstandes (4) angeschlossen ist.

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4. Ablenkverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zur zweiten Verstärkerstufe (2) verlaufende Kanal (13) nur ohmsche Widerstände oder kapazitive Glieder enthält.

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