DE2257543C3

DE2257543C3 - Ablenkverstärker

Info

Publication number: DE2257543C3
Application number: DE19722257543
Authority: DE
Inventors: Gerd 8000 Muenchen Thomanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-11-23
Filing date: 1972-11-23
Publication date: 1975-06-19
Also published as: BE807750A; FR2208245B1; CH557122A; FR2208245A1; SE388525B; GB1450924A; JPS4984320A; NL7315603A; CA1003970A; DE2257543B2; DE2257543A1; IT1001905B

Description

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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 zugefühn 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 Verstärker-Stufen 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 μ$εα<, 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 zur Erzeugung von Ablenkspannungen mit einer Grenzfrequenz von etwa 10MHz nicht geeignet. Außerdem erfordert ein derartiger Verstärker einen großen technischen 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 Koliektor des ersten Transistors über den zweiten Transistor zum Ende des Lastwiderstands für niederfrequente Spannungsanteile leitend und für höherfrequente Spannungsanieile gesperrt ist

Der er^rindungsgemäße 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 höherfrequent-*n Spannungsanteile im wesentlichen vom Emitter u^.s 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 emnn Lastwiderstand mit induktivem Anteil. Der in F i a 1

dargestellte Ablenkverstärker hat die Aufgabe, in Abhängigkeil von der über den Schaltungspunkt 6 zugefühnen Eingangsspannung eine an den Schaltungspunkten 7 und 8 anliegende Ablenkspannung zu erzeugen, so daß ein Ablenkstrom durch den Lastwiderstand getrieben wird. Je ein in F i g. 1 dargestellter Ablenkverstärker kann beispielsweise zur Ablenkung eines Kathodenstrahl in x- bzw. y-Koordinater.richtung 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 Ausfang 9 der ersten Verstärkerstufe mit dem Eingang IO der zweiten Verstärkerstufe verbunden fct 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 /weite Verstärkerstufe 2 voll wirksam und !^:efert 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 F i g. 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 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 wie 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 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 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, 31 ft, 32a, 326 und die Transistoren 27a, 276 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 26 entsprechen der in F i g. 1 dargestellten zweiten Verstärkerstufe 2. 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. 176. Die Spulen 3a, 3b 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 9b 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 3b derart zu bemessen, daß deren Induktivität etwa 20 μΗ beträgt. Als untere Grenze für die Bemessung der Induktivitäten 3a und 3b 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 '/6 der Induktivitäten der Ablenkspulen 3a bzw. 3b betragen. Der ohmschc Widerstand 17a bzw. 176 soll vorzugsweise 20 Ohm betragen. Mindestens soll ieder dieser beiden Widerstände 17a und

176 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 176 etwa hundertmal größer als den Betrag des ohmschen Widerstandes der Spule 4 zu machen.

Die stromverstärkenden Stufen 2a und 21

im A-B-Betrieb. Unter Verwendung der Wi 31a und 32a bzw. 31 6 und 326 wird der Basis Transistoren 33a bzw. 336 derart eingestellt, c nahmeverzerrungen verhindert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 zweilen 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 ig. 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).