DE2337800C3

DE2337800C3 - Zeilenablenkschaltung

Info

Publication number: DE2337800C3
Application number: DE2337800A
Authority: DE
Inventors: David Warren Indianapolis Ind. Luz
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1984-08-02
Also published as: ES417319A1; IL42583A; NL7310098A; SE385536B; FR2195135B1; JPS4946816A; CA1010564A; DD105101A5; US3801857A; ZA735049B; DE2337800B2; FR2195135A1; DE2337800A1; BE802849A; BR7305636D0; JPS5415182B2; AU5838373A; GB1438387A; IT992716B; IL42583A0

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zeilenablenkschaltung. wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Bei Fernsehempfängern ist es üblich, die Zeilen- und Bildsynchronsignale aus dem empfangenen Bildsignalgemisch abzutrennen und für die Synchronisierung der Zsilen- und Bildoszillatoren des Empfängers zur Erzeugung von Signalen zu verwenden, welche die von den Bild- und Zeilenablenkwicklungcn der Ablenkeinheit der Elektronenstrahlcn benötigten Ablenkströme einleiten.

Die Verwendung von Festkörperbauteilcn. wie Transistoren, in Fernsehempfängern ermöglicht die Benutzung von Spannungsquellcn niedriger Spannung für den Betrieb der einzelnen Stufen des Empfängers. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen richtet man die Netzspannung unter Verzicht auf einen Lcistungslransformaior gleich. Die unmittelbar gleichgerichtete Nct/spannung ergibt eine Betriebsspannung R + für den Empfänger in der Größenordnung von HO bis 140 V (US-Spannungsverhältnisse). Die Zeilen- und Bildablenkschaltungen des Empfängers verbrauchen einen relativ großen Anteil des insgesamt vom Empfänger benötigten Betriebsstromes. Geeignete Transistoren stehen für die Verwendung in der Zeilenendstufe zur Verfügung, welche sich mit einer solchen Betriebsspannung des Empfängers zufriedenstellend betreiben lassen. An die Treiberstufe wird die Forderung nach einem relativ starken Strom bei relativ niedriger Spannung im Vergleich zur Betriebsspannung B + des Empfängers gestellt. Üblicherweise verwendet man einen Transformator (z. B. gemäß DE-OS 20 43 862) zur Kopplung zwischen der Zeilentreiberstufe und der Zeilenendstufe, mit Hilfe dessen sich die Strom-Spannungs-Verhältnisse (hohe Spannung und niedriger Strom) der Treiberstufe den Strom-Spannungs-Erfordernissen (niedrige Spannung, hoher Strom) des Endtransistors anpassen lassen. Hierbei kann der Treibertransistor so gewählt werden, daß er sich unmittelbar aus der relativ hohen Betriebsspannung B + speisen läßt.

Wenn man auf den Koppeltransformator zwischen der Zeilentreiberstufe und den Endtransistoren verzichten könnte, ließen sich die Herstellungskosten eines Fernsehempfängers weiter verringern. Ohne Transformator müßte jedoch die Treiberstufe so arbeiten, daß sie bei niedriger Spannung einen hohön Strom für die unmittelbare Ansteuerung des Endtransistors liefert Dies läßt sich zwar durch Herabsetzen der Betriebsspannung B + des Empfängers mit Hilfe eines Widerstandes erreicheil, so daß eine geeignete Betriebsspannung für die Treiberstufe erhalten wird. Jedoch geht in einem solchen Widerstand eine beträchtliche Leistung verloren, und der vom Treibertransistor benötigte hohe Strom führt zu einer starken Belastung der Betriebsspannungsquelle (B +).

Aus der DE-AS 15 37 311 ist eine Zeilenablenkschaltung für einen Fernseher mit einer durch zeilenfrequente Signale gesteuerten Trciberstufo bekannt, deren Ausgang galvanisch mit dem Eingang einer als Schalter betriebenen Endstufe gekoppelt ist, welche ihrerseits den in der galvanisch an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Ablenkwinke! fließenden periodischen Strom bestimmt, und dmit einer Gleichrichterschaltung zur Gleichrichtung einer aufgrund des periodischen Stromes erzeugten Wechselspannung. Die an einem Kondensator der Gleichrichterschaltung entstehende Spannung wird zunächst aus dem aus der Betriebssparrnungsquelle über einen Widerstand fließenden Strom bestimmt und dann durch das Auftreten einer positiven Rückkopplung über eine Sekundärwicklung des von der Endstufe gespeisten Zeilentransformators erhöht. Hinsichtlich der Kondensatorspannung muß man jedoch einen Kompromiß schließen, indem man die Sekundärwicklung des Zeilentransformator so bemißt, daß einerseits Synchronimpulse an eine Regelschaltung, andererseits aber auch positive Rücklaufimpulse an die Basis des Endtransistors geliefert werden. Dabei kann die Kollcktorspannung des Treibertransistors die von der bo Betriebsspannungsquelle gelieferte Spannung erheblich übersteigen, so daß an dieser Stelle ein Höchspannungstransistor verwendet werden muß.

Aus der l.iteraturstelle »Halbleiter-Sehalibcispiele« Ausgabe 1971/1972. Siemens AG. Bereich Halbleiter. b'i Seite 119 bis 122, ist eine Zeilenablenkschaltung ohne Kopplungsiransformator zwischen Treiberstufe und Endstufe bekannt, bei der jedoch die Betriebsspannung Für die Treiberstufe von einer nicht näher bezeichneten

24-V-Betriebsspannungsquelle geliefert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeilenschaltung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Stromversorgung der Treiberschaltung und die Vorspannung des Endstufenschalters sowohl kurz nach dem Einschalten als auch im eingeschwungenen Betriebszustand mit gutem Wirkungsgrad gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Zeilenschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltung benötigt für die Ableitung einer stabilen Niederspannung für den Treibertransistor und die anfängliche Basisansteuerung des Schalttransistors nicht mehr Wicklungen auf dem Zeilentransformator als die erwähnte bekannte Schaltung. Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung ergeben sich auch aus einem Verlustleistungsvergleich: Wenn bei der erfindungsgemäßen Schaltung der Endtransistor arbeitet, dann steigt die aufgrund des periodischen Stromes in einer Sekundärwicklung des Zeilentransformator erzeugte Spannung, aus weicher die Koiiekiorspannung für den Treibertransistor abgeleitet wi.d. Dadurch verringert sich jedoch der Spannungsabfall an einem zur Betriebsspannungsquelle führenden Kollektorwiderstand des Treibertransistors, so daß die hier umgesetzte Verlustleistung gegenüber der Anlaufphase kleiner wird. Bei der bekannten Schaltung erhöht sich dagegen die Verlustleistung an dem vom Kollektor des Treibertransistors an die Betriebsspannungsquelie führenden Widerstand. Abgesehen von der Leistungseinsparung ergeben sich auch Vorteile hinsichtlich der Kosten für den Widerstand und der Zuverlässigkeit. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß während des Sperrzustandes des Treibertransistors der von der Gleichrichterschaltung gelieferte Strom zur Aufladung eines Kondensators benutzt werden kann, dessen dabei angesammelte Ladung zur Entfernung überschüssiger Ladungsträger aus der Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors dienen kann, so daß dieser schneller abschaltet. Bei der bekannten Schaltung ist dies nicht der Fall, sondern der dort vorgesehene Kondensator müßte zur Entfernung von Ladungsträgern aus der Basis-Emitter-Strecke des Endtransistors wegen seiner anderen Schaltung entweder wesentlich größer bemessen oder auf eine erheblich höhere Spannung aufgeladen werden, was beides aus Ko stengründen und Zuverlässigkeitsgründen unerwünscht ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist eine Quelle 10 zeilenfrequenter Signale, wie sie vom Zeilenoszillator eines Fernsehempfängers geliefert werden, mit dem Eingangsanschluß 11 der Ablenkschaltung verbunden. Die Treiberstufe enthält einen Transistor 12, dessen Basis an einen Anschluß 11 und dessen Kollektor über einen ersten Lastwiderstand 14 an eine Betriebsspannungsquelle B + angeschlossen sind. Die Spannung am Anschluß B + kann größenordnungsmäßig + 115 V betragen. Der Kollektor des Transistors 12 ist ferner über einen zweiten Lastwiderstand 15 und Anschlüsse 32 und 33 an den Verbindungspunkt einer Gleichrichterdiode 30 mit einem Siebkondensator 31 angeschlossen.

Zwischen Basis und Kollektor des Transistors 12 ist ein Kondensator 13 geschaltet, der Obergangsschwingungen unterdrückt, welche durch Zuführung des Zeilcntrcibersignals zum Transistor 12 entstehen können. Ferner ist der Kollektor des Transistors 12 über einen Kondensator 16 in Reihe mit einem Widerstand 18 an die Basis eines Zeilenendtransistors 19 angeschlossen. Vom Verbindungspunki des Kondensators 16 mit dem Widerstand 18 ist ein Widerstand 17 zum Verbindungspunkt des Widerstandes 15 mit dem Anschluß 32 ge- führt. Vom Verbindungspunkt des Kondensators 16 mit dem Widerstand 18 ist ein weiterer Übergangsschwingungen überbrückender Kondensator 36 nach Masse geschaltet.

Der Kollektor des Transistors 19 ist in üblicher Weise mit einem Rücklaufkondensator 20, einer Dämpfungsdiode 21, einer Zeilenablenkwicklung 22 und einer Primärwicklung 24a eines Zeilentransformators 24 verbunden. Die anderen Anschlüsse des Rücklaufkondensators 20 und der Dämpfungsdiode 21 sind nach Masse geführt Das andere Ende der Ablenkwicklung 22 ist mit einem Ende eines S-Formungskondens?'. ;rs 32 verbunden, dessen entgegengesetzter Anschluß an Masse liegt.

Die Betriebsspannung für die Zeilenendstufe wird von der Spannungsquelle B + über einen Widerstand 25 und die Primärwicklung 24a des Transformators an den Kollektor des Transistors 19 geliefert Der Widerstand 25 und der Kondensator 26, welche zwischen die Klemme B + und die Wicklung 24a geschähet sind, dienen der Entkopplung der Zeilenendstufe von der Betriebsspannungsquelle. Eine Wicklung 24b des Transformators 24 liefert Rücklaufimpulse relativ hoher Spannung an einen Hochspannungsgleichrichter 27, der die Endanodenspannung an den Endanodenanschluß 28 der Bildröhre 29 liefert. Eine andere Wicklung 24c des Zeilentransformators 24 legt die Spannungsänderungen, die zwischen Hinlauf- und Rücklaufintervall auftreten, an den Gleichrichter 30, der in Verbindung mit dem Kondensator 31 den positiven Hinlaufteil zur Erzeugung einer relativ niedrigen Gleichspannung in der Größe von 18 V gleichrichtet. Diese an der Kathode der Diode 30 zur Verfügung stehende Gleichspannung wird über Anschlüsse 33 und 32 an den Verbindungspunkt der Widerstände 15 und 17 geführt.

Es sei nun die Betriebsweise der Ablenkschaltung beschrieben, wobei mit demjenigen Zusiand begonnen wird, der vorliegt, wenn der Fernsehempfänger eingeschaltet wird. Steht die Betriebsspannung B + zur Verfügung, dann fließt Strom vom Anschluß B + über die Widerstände 14 und 18 und durch den Kondensator 16, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Endtransistors 19 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird und der Transistor zu leiten beginnt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator 16 mit der in der Zeichnung dargestellten Polarität aufgeladen. Im Kollektorkreis des Transistors 19, in der Ablenkwicklung 22 und im Transformator 24 beginnt nun ein Ablenkstrom zu fließen. Wenri der positiv gerichtete Teil der praktisch rechteckigen Spannungssignale 10, welche auf den Eingangsanschluß gekoppelt werden, auf die Pasis des Transistors 12 gelangt, leitet dieser Transistor, und der Widerstand 14 dient der Kopplung deF Betriebsspannung vom Anschluß B + zum Kollektor. Der leitende Transistor 12 stellt einen relativ niederohmigen Weg für die Entladung des Kondensators 16 dar. Infolge der Entladung des Kondensators 16 wird die Endstufe 19 relativ schnell gesperrt, wenn die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 19 in Sperrichtung vorgespannt wird, und überschüssige Ladungsträger werden aus dem Transistor abgezogen.

Der Widerstand 18 begrenzt den lintladcstrom des Kondensators 16 in Sperrichlung durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 19, so daß sich dessen Abschalten etwas verzögert. Der Entladestrom ist durch die Kurvenform 35 veranschaulicht. Infolge des relativ schnellen Ausschaltens des Transistors 19 steigt seine Kollektorspannung plötzlich an, so daß über den Windungen 24b und 24c ein Rücklaufimpuls erscheint. Die Dauer des Rücklaufimpulsintervalls wird durch eine Halbschwingung des Rücklaufstromes bestimmt, die ihrerseits durch die Resonanz der Wicklung 22. den Rücklaufkondensator 20 und den Transformator 24 bestimmt ist. Die Dämpfungsdiode 21 begrenzt in üblicher Weise diese Schwingung auf eine halbe Periode. Die an der Wicklung 246 auftretenden Rücklaufimpulse werden durch den Gleichrichter 27 gleichgerichtet und liefern die Endanodenhochspannung.

Die an der Transformatorwicklung 24c auftretenden

gleichgerichtet und durch den Kondensator 31 gesiebt. so daß eine relativ niedrige positive Gleichspannung in der Größenordnung von 18 V entsteht. Diese Gleichspannung wird über die Anschlüsse 33 und 32 dem Verbindungspunkt der Widerstände 15 und 17 zugeführt. Der Widerstand 15 dient als zweiter Kollektorlastwiderstand für den Transistor 12 und stellt einen zweiten Strompfad für den Betriebsstrom dieses Transistors dar. Über den Widerstand 17 fließt ein Gleichstrom zur Vorspannung des Transistors 19 zusätzlich zu dem Durchlaßstrom, der durch die Aufladung des Kondensators 16 fließt, so daß der mittlere Durchlaßsteuerstrom für den Transistor 19 größer als der mittlere Sperrsteuerstrom ist. Dadurch wird die Sperrvorspannung am Emitter-Basis-Übergang des Transistors 19 begrenzt und unnötige Verlustleistung vermindert.

Während der ersten wenigen Betriebszyklen nach dsm E":sch3l»n des Em^fän^ers w!r·^ d**r B^il*^r|ftb*'-strom für den Transistor 12 hauptsächlich von der Bctriebsspannungsquelle B + über den Widerstand 14 geliefert. Nach einigen Betriebszyklen der Zeilenablcnkschaltung erreicht jedoch die relativ niedrige Gleichspannung, welche von der Diode 30 und dem Kondensator 31 erzeugt wird, ihren Endwert von etwa 18 V. Hat sich diese relativ niedrige Spannung ausgebildet, dann wird praktisch der gesamte Betriebsstrom für den Transistor 12 durch den Widerstand 15 zugeführt, der kleiner als der Widerstand 14 bemessen ist. Der von der 18-V-Betriebsspannungsquelle durch den Widerstand 15 gelieferte Strom stellt nunmehr den Hauptsteuerstrom für den Zeilenendtransistor 19 dar. Der durch den Widerstand 14 fließende Strom bleibt während des normalen Betriebs des Empfängers auf seinem relativ niedrigen Wert, ebenso wie er der Hauptbetriebsstrom während der Einschaltzeit des Empfängers ist. Zweckmäßigerweise wählt man das Verhältnis des mittleren Durchlaßsteuerstroms für der. Transistor 19. wie er von der + 18-V-Quelle geliefert wird, zum Steuerstrom, wie er von der Betriebsspannung B + des Empfängers geliefert wird, in der Größenordnung von 8 bis 10 zu 1. Mit den nachstehend aufgeführten Werten der Bauelemente beträgt der aus der Betriebsspannungsquelle B + gelieferte Steuerstrom etwa 6 mA und der von der + I8-V-Spannungsquelle gelieferte Steuerstrom etwa 40 mA.

Es sei darauf hingewiesen, daß während der anfänglichen Einschdiueii die Widerstände 15 und 18 parallel zum Widerstand 14 und der Betricbsspannungsquellc B -r liegen und den Durchlaßsteuerstrom für den Transistor 19 etwas vermindern. Um diesen Zusatzstrom während der Einschaltzeit etwas kleiner zu halten, kann eine Diode 34 in Reihe zwischen die Anschlüsse 32 und 33 geschaltet werden, welche den Purallelstromweg durch die Widerstände 15 und 17 praktisch auftrennt, da

Ι die Diode 34 in Sperrichtung vorgespannt ist. wenn die Spannung der die niedrigere Spannung liefernden Quelle nahe Null ist.

Mit den im folgenden angegebenen Werten hat eine Schaltung der beschriebenen Art zufriedenstellend gearbeitet:

Widerstand 14	6.8 kΩ
Widerstand 15	680 Ω
Widerstand 17	1.2 kΩ
Widerstand 18	56 Ω
Widerstand 25	150 Ω
Transistor 12	3560
Transistor 19	3669
Di«.x!e2>	6171
Diode 30	1872
Diode 34	1872
Kondensator 13	22OpF
Kondensator 16	5.6 μ F
Kondensator 20	84OpF
Kondensator 23	0.1 uF
Kondensator 26	0,1 μ F
Kondensator 31	22 μΡ
Kv-rdensator36	0,001 μ
Hierzu 1	Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zeilenablenkschaltung für einen Fernseher mit einer durch zeilenfrequente Signale gesteuerten Treiberstufe, deren Ausgang durch einen Gleichstromweg mit dem Eingang einer als Schalter arbeitenden Endstufe gekoppelt ist, welche ihrerseits einen in einer galvanisch an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Ablenkwicklung fließenden periodischen Strom bestimmt, und mit einer Gleichrichterschaltung zur Gleichrichtung einer auf Grund des periodischen Stromes erzeugten Wechselspannung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichstromweg (15,17) eine Kapazität (16) parallelgeschaltet ist, die eine kapazitive Kopplung für zeilenfrequente Signale bildet; daß die Betriebsspannungsquelle (B +) mit der Treibersiufe (12) über einen Widerstand (14) gekoppelt ist. der an sie einen kleinen, für das Anlaufen der Ablenkschaltung im Anschluß sn das Einschalten des Fernsehers ausreichenden Betriebsstrom liefert, und daß die Gleichrichterschaltung (30,31) zur Lieferung einer zusätzlichen, die Stromversorgung der Treiberstufe im normalen Betrieb des Fernsehers sicherstellenden Betriebsspannung für die Treiberstufe (12) mit dem Gleichstromweg (15,17) zwischen Treiberstufe (12) und Endstufe (19) verbunden ist

2. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnei, daß die Glcichrichterschaltung (30, 31) mit einer Wicklung (24c; eines an die Endstufe (t9) angeschlossenen Transformators (24) verbunden ist.

3. Zeilenable-nkschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß (.,e von der Betricbsspannungsquelle (B +) gelieferte Spannung größer als die von der Gleichrichterschaltung (30, 31) erzeugte Gleichspannung ist.

4. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Koppelschaltung zwischen Treiber- und Endstufe (12 bzw. 19)die Reihenschaltung eines zweiten und eines dritten Widerstandes (15 bzw. 17) enthält, an deren Verbindungspunkt die Gleichrichterschaltung (30, 31) angeschlossen ist.

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