DE2257543B2 - Ablenkverstärker - Google Patents
AblenkverstärkerInfo
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Description
35
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ablenkverstärker zum Erzeugen einer Ablenkspannung an einem
Lastwiderstand mit induktivem Anteil, bestehend aus einem ersten Transistor, dessen Basis eine Eingangsspannung zugeführt wird, dessen Emitter mit einem
Ende des Lastwiderstands verbunden ist und dessen Kollektor mit der Basis eines zum ersten Transistor
komplementären zweiten Transistors verbunden ist, an dessen Emitter eine Betriebsspannung anliegt.
Bei den bekannten Datensichtgeräten werden Zeichen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre
dadurch sichtbar gemacht, daß der Kathodenstrahl entlang mehrerer aufeinanderfolgender geradliniger
Strecken abgelenkt wird, die insgesamt ein Zeichen darstellen. Zur Ablenkung des Kathodenstrahls 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. Ein derartiger Verstärker ist unter der Bezeichnung »Komplementäre
Darlington-Schaltung« bereits allgemein bekannt und beispielsweise in der Diplomarbeit von
H. H a r m über das Thema: »Transistorisiertes Verzögerungsgerät für Videosignale mit verringerter
Bandbreite — Verzögerungszeit 64 μβεϋ«, TH-München,
1964, S. 23 bis 26 angegeben. Eine »komplementäre Darlington-Schaltung« hat bei der Anwendung als
Ablenkverstärker den Nachteil einer relativ geringen Grenzfrequenz von etwa 4 MHz und ist i;ur Erzeugung
von Ablenkspannungen mit einer Grenzfrequenz von etwa 10 MHz nicht geeignet Außerdem erfordert ein
derartiger Verstärker einen großen technischem Aufwand, da beide Verstärkerstufen für die gleiche Grenzfrequenz
ausgelegt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ablenkverstärker anzugeben, der sich durch geringen
technischen Aufwand auszeichnet Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ablenkverstärker
anzugeben, mit Hilfe dessen ein Elektronenstrahl entlang mehrerer aufeinanderfolgender geradliniger
Strecken derart abgelenkt wird, daß die Folge dieser Strecken Zeichen auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
darstellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Ablenkverstärker der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß der Kollektor des zweiten Transistors über eine Spule an das Ende des Lastwiderstands angeschlossen
ist und daß der zweite Transistor und die Spule derart bemessen sind, daß der Übertragungsweg
vom Kollektor des ersten Transistors über den zweiten Transistor zum Ende des Lastwiderstands für niederfrequente
Spannungsanteile leitend und für höherfrequente Spannungsanteile gesperrt ist.
Der erfindungsgemäße Ablenkverstärker zeichnet sich durch geringen technischen Aufwand aus, weil der
zweite Transistor für eine wesentlich geringere Grenzfrequenz ausgelegt ist als die Grenzfrequenz der zu
erzeugenden Ablenkspannung. Dabei werden die niederfrequenten Spannungsanteile sowohl vom Emitter
des ersten Transistors als auch über den zweiten Transistor und über die Spule dem Lastwiderstand zugeleitet,
wogegen die höherfrequenten Spannungsanteile im wesentlichen vom Emitter des ersten Transistors
geliefert werden und unter Verwendung der Spule eine Rückwirkung auf den zweiten Transistor vermieden
wird.
Um eine Verzögerung des über den zweiten Transistor zum Ende des Lastwiderstandes gelangenden Signals
gegenüber dem vom Emitter des ersten Transistors an den Lastwiderstand abgegebenen Signal
sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn der Verbindungsweg zwischen dem Emitter des ersten Transistors
und dem Ende des Lastwiderstands nur ohmsche Widerstände oder kapazitive Glieder enthält.
Um Spannungsspitzen der Ablenkspannung und ein Schwingen des Ablenkverstärkers zu verhindern, ist es
von Vorteil, wenn parallel zur Spule ein ohmscher Widerstand geschaltet ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 3 beschrieben, wobei in
mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt
F i g. 1 einen Ablenkverstärker in prinzipieller Darstellung,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel des in F i g. 1 dargestellten Ablenkverstärkers und
F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des in F i g. 1 dargestellten Ablenkverstärkers, wobei mehrere
Stufen als Gegentaktverstärker geschaltet sind.
Der in F i g. 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 F i κ. 1
dargestellte Ablenkverstärker hat die Aufgabe, in Abhängigkeit von der über den Schaltungspunkt 6 zugeführten
Eingangsspannung eine an den Schaltungspunkten 7 und 8 anliegende Ablenkspannung zu erzeugen,
so daß ein Ablenkstrom du^h den Lastwiderstand
getrieben wird Je ein in F i g. 1 dargestellter Ablenkverstärker kann beispielsweise zur Ablenkung 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 10MHz 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 F i g. 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 Verstärkerslufe 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 werden nicht 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 F i g. 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 Strömänderungen pro Vektor durch den Lastwiderstand relativ klein sind.
Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der in F i g. 1 dargestellten prinzipiellen Schaltung. Gemäß Fig.2 besteht die erste Yerstärkerstufe
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 die Spule 3 und der Widerstand 17 nicht vorgesehen
wären, dann 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 etwa
4 MHz und wäre aus diesem Grunde nicht zur Erzeugung der Ablenkspannungen mit einer Grenzfrequenz
von etwa 10 MHz geeignet. Der Ausgang 12 der ersten Verstärkerstufe 1 ist wieder w'c gemäß F i g. 1 über
den Kanal 13 mit dem Schaltungspunkt 7 verbunden. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, als Kanal 13 eine
galvanische Verbinder.,; df_ ~ 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 F i g. 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, 236, 24a, 246, die Widerstände 25, 26,31a, 316, 32a, 326 und die Transistoren 27a, 27b sind Teile
eines Verstärkers, der dem in F i g. 1 dargestellten Verstärker 1 entspricht. Am Schaltungspunkt 28 ist eine
Referenzspannung angeschlossen.
Die in F i g. 3 eingezeichneten Verstärkerstufen 2a und 2b entsprechen der in F i g. 1 dargestellten zweiten
Verstärkerstufe 2. Die Verstärkerstufen 2a bzw. 2b bestehen im wesentlichen aus dem Transistor 33a bzw.
336, dem Widerstand 34a bzw. 346, der Spule 3a bzw. 36 und aus dem Widerstand 17a bzw. 176. Die Spulen
3a, 36 erfüllen die Funktion der in F i g. 1 dargestellten Spule 3. Die Widerstände 17a, 176 erfüllen die Funktion
des in F i g. 2 dargestellten Widerstandes 17. Die Schaltungspunkte 9a und 96 bzw. 10a und 106 entsprechen
den in F i g. 1 eingezeichneten Schaltungspunkten 9 bzw. 10.
Die Betriebsspannungsquellen 35a, 356 bewirken, daß an den Schaltungspunkten 36a und 366 eine Betriebsspannung
von 40 Volt und am Schaltungspunkt 8 eine Mittenspannung von 0 Volt anliegt.
Wenn die Spule 4 eine Induktivität von 240 μΗ aufweist, dann ist es zweckmäßig, die Spulen 3a und 36
derart zu bemessen, daß deren Induktivität etwa 20 μΗ beträgt. Als untere Grenze für die Bemessung der Induktivitäten
3a und 36 wurde ein Betrag von 10 μΗ und als obere Grenze ein Betrag von 40 μΗ gefunden. Im
allgemeinen soll die Induktivität der Spule 4 mindestens V20 und maximal '/β der Induktivitäten der Ablenkspulen
3a bzw. 36 betragen. Der ohmsche Widerstand 17a bzw. 176 soll vorzugsweise 20 Ohm betragen. Mindestens
soll ieder dieser beiden Widerstände 17a und
i7b jedoch 8 Ohm und maximal 140 0hm betragen. Da der ohmsche Widerstand der Spule 4 bei vorliegendem
Ausführungsbeispiel etwa 1 Ohm beträgt, ist es zweckmäßig, den Betrag der Widerstände 17a und i7b etwa
hundertmal größer als den Betrag des ohmschen Widerstandes der Spule 4 zu machen.
Die stromverstärkenden Stufen 2a und 2b arbeiten im A-B-Betrieb. Unter Verwendung der Widerstände
31a und 32a bzw. 316 und 326 wird der Basisstrom der
Transistoren 33a bzw. 336 derart eingestellt, daß Übernahmeverzerrungen
verhindert werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Ablenkverstärker zum Erzeugen einer Ablenkspannung an einem Lastwiderstand mit induktivem
Anteil, bestehend aus einem ersten Transistor, dessen Basis eine Eingangsspannung zugeführt wird,
dessen Emitter mit einem Ende des Lastwiderstands verbunden ist und dessen Kollektor mit der Basis
eines zum ersten Transistor komplementären zweiten Transistors verbunden ist an dessen Emitter
eine Betriebsspannung anliegt dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des zweiten
Transistors (16) über eine Spule (3) an das Ende (7) des Lastwiderstands (4) angeschlossen ist und daß
der zweite Transistor (16) und die Spule (3) derart bemessen sind, daß der Übertragungsweg vom Kollektor
des ersten Transistors (15) über den zweiten Transistor (16) zum Ende (7) des Lastwiderstands
(4) für niederfrequente Spannungsanteile leitend und für höherfrequente Spannungsanteile gesperrt
ist (F i g. 2).
2. Ablenkverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsweg zwischen
dem Emitter des ersten Transistors (15) und dem Ende (7) des Lastwiderstands (4) nur ohmsche
Widerstände oder kapazitive Glieder enthält (F ig. 2).
3. Ablenkverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß parallel zur Spule (3) ein
ohmscher Widerstand (17) geschaltet ist (F i g. 2).
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