DE2341540A1 - Ablenkschaltung - Google Patents
AblenkschaltungInfo
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- Details Of Television Scanning (AREA)
Description
7587/73/Kö/S
RCA Docket No.: 66,424
Convention Date:
August 16, 1972
RCA Docket No.: 66,424
Convention Date:
August 16, 1972
RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.
Ablenkschaltung
Die Erfindung betrifft eine Ablenkschaltung mit einem ausgangsseitig
an eine Ablenkwicklung angekoppelten Ablenkverstärker mit zwei in Reihe zwischen eine Betriebsspannungsquelle und
einen Bezugspotentialpunkt geschalteten Transistoren, an deren Eingangselektroden eine Quelle von Ablenksignalen angekoppelt
ist, unter deren Steuerung der Ablenkverstärker die Hinlaufund Rücklauf inter valle der einzelnen Ablenkperioden erzeugt.
Bei Fernsehenpfiängern ist man bestrebt, den Leistungsbedarf
der verschiedenen Empfängerstufen möglichst gering zu halten.
Zu diesem Zweck ist es üblich, im Horizontalablenkteil Sparschaltungen mit Energierückgewinnung vorzusehen, wobei aus dem
während des Hinlaufintervalls der Horizontalablenkperiode durch die Horizontalablenkwicklung fließenden negativen Strom eine
Spannung gewonnen wird, die zur Betriebsspannung des Empfängers hinzugefügt wird, so daß man auf diese Weise die für den positiven
Teil des Ablenkstromes erforderliche Betriebsspannung für die Horizontalablenkstufe erhält. Es wird also zu diesem Zweck
der Energieversorgungsteil des Empfängers mit einer "B-boostn-
oder Booster-Spannung beliefert.
Außerdem wird der am Ende des Hinlaufs und vor dem Beginn des nächsten Hinlaufs auftretende Rücklaufspannungsimpuls, der
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durch das abrupte Aufhören des Hinlaufstromflusses in den Horizontalablenkspulen
erzeugt wird, dazu verwendet, die erforderliche Hochspannung für die Endanode der Bildröhre bereitzustellen.
Zu diesem Zweck wird der Rücklaufspannungsimpuls. durch eine Tertiärwicklung des Horizontalablenk- oder Horizontalrücklauftransformators,
der die Horizontalablenkstufe mit den Horizontalablenkwicklungen koppelt, aufwärtstransformiert.
Auf diese Weise erhält man einen hohen Wirkungsgrad, indem der Eingangsenergiebedarf des Fernsehempfängers sich erheblich verringert.
Die Vertikalablenkschaltung eines Fernsehempfängers verbraucht
eine erhebliche Menge an Betriebsenergie, und zusammen mit der Horizontalablenkschaltung verbraucht sie den größten
Teil der vom Fernsehempfänger benötigten Energie. Es ist daher
wünschenswert, daß der Energiebedarf der Vertikalablenkschaltung
eines Fernsehempfängers so weit wie möglich herabgesetzt werden
kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernsehempfänger-Ablenkschaltung
mit verringertem Bedarf an Energie aus dem Energieversorgungsteil des Empfängers zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Ablenkschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß an die Betriebsspannungsquelle sowie an einen Schaltungspunkt im Reihenstromweg des Ablenkverstärkers eine Energiespeicheranordnung
angeschlossen ist und daß zwischen die Ablenkwicklung und den genannten Schaltungspunkt ein Einweg-Leiterelement
in solcher Polung gekoppelt ist, daß es während eines ersten Teils des RücklaufIntervalls der Ablenkperiode Strom
leitet und dadurch die Energiespeicheranordnung mit Energie beliefert,
die während eines zweiten Teils des Rücklaufintervalls
von der Energiespeicheranordnung an den Ablenkverstärker abgegeben
wird. Außerdem ist ein zweites Einweg-Leiterelement zwischen die beiden Transistoren und die Betriebsspannungsquelle
in solcher Polung geschaltet, daß es dem Ablenkverstärker Betriebsstrom zuleitet.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im
einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 das Schaltschema einer herkömmlichen Ablenkschaltung;
Figur 2 Signalverlaufe, die in der Schaltung nach Figur 1
auftreten;
Figur 3 das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Ablenkschaltung;
Figur 4 Signalverlaufe, die in der Schaltung nach Figur 3
auftreten; und
Figur 5 das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Vertikalablenkschaltung.
Figur 1 zeigt das Schaltschema'einer herkömmlichen Ablenkschaltung
unter Verwendung eines komplementärsymmetrischen Transistorverstärkers,
der transformatorlos an das Ablenkjoch angekoppelt ist. Zwei Transistoren 9 und 10 vom entgegengesetzten
Leitungstyp sind mit ihren Hauptstromwegen in Reihe zwischen
eine Spannungsquelle +V und Masse gekoppelt. Ein am Verbindungspunkt der Emitter der beiden Transistoren gebildeter Ausgangsanschluß
ist über einen Koppelkondensator 11 an eine Ablenkwicklung 12 angekoppelt. Das andere Ende der Ablenkwicklung
12 liegt über einen Rückkopplungswiderstand 13 an Masse. Der Verbindungspunkt zwischen der Ablenkwicklung 12 und dem Widerstand
13 ist über einen Kondensator 14 an den Verbindungspunkt zwischen einem Schalter 15, einer Stromquelle 16 und einem Eingang
eines Verstärkers 8 angekoppelt. Die am Rückkopplungswiderstand 13 erzeugte Spannung ist dem Ablenkwicklungsstrom proportional
und beliefert den Verstärker 8 mit einer parallelen Stromrückkopplung.
Am Beginn des Hinlaufintervalls einer Ablenkperiode ist
der Schalter 15 geöffnet, und der Kondensator 14 wird von der Stromquelle 16 aufgeladen. Der Verstärker 8 liefert die erforderliche
lineare Rückkopplungsschleifen-Verstärkung für den Betrieb
und erzeugt aufgrund der Aufladung des Kondensators 14
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an seinem Ausgang die negativ gerichtete Sägezahnspannung. Die Sägezahnspannung gelangt zu den beiden Basen der Transistoren
9 und 10. Während des positiven Teils der Sägezahnrampe leitet der Transistor 9 unter Aufladung des Kondensators 11 und Energiespeicherung
in der Ablenkwicklung 12. Während des negativen Teils der Sägezahnrampe ist der Transistor 9 gesperrt und leitet
der Transistor 10 unter Bildung eines Entladestromweges nach Masse für den Kondensator 11, so daß der Stromfluß in der Ablenkwicklung
12 sich umkehrt. Der Verstärker 8 vergleicht die Spannung am Kondensator 14 mit der Rückkopplungsspannung am
Widerstand 13 und bewirkt die erforderlichen Korrekturen seiner
Ausgangsschwingung, so daß sich der gewünschte Linearitätsgrad der Ablenkung einstellt.
Am Ende des Rampenteils der Sägezahnschwingung wird der
Schalter 15 geschlossen, so daß sich der Kondensator 14 sehr schnell entlädt. Diese schnelle Entladung des Kondensators 14
und die Beendigung des negativen Rampenteils der aussteuernden Sägezahnschwingung bewirken, daß der Strom in der Ablenkwicklung
12 abrupt absinkt. Der plötzliche Zusammenbruch des vom Sägezahnstrom
in der Ablenkwicklung 12 erzeugten Magnetfeldes bewirkt einen plötzlichen starken positiven Anstieg der Spannung
an der Abierikwicklung 12. Die Spannung an der Ablenkwicklung 12
ist durch den Spannungsverlauf 20 in Figur 2a wiedergegeben.
Figur 2b zeigb den Stromverlauf 21 in der Ablenkwicklung 12.
Der plötzliche Anstieg der Spannung an der Ablenkwicklung während des Rücklaufteils der Ablenkperiode, der durch das
Schließen des Schalters 15 bewirkt wird, wird über den Emitter-Basisübergang
des Transistors 10 und den Basis-Kollektorübergang des Transistors 9 auf die Betriebsspannungsquelle +V gekoppelt.
Bei dieser Anordnung kann der Rücklaufspannungsteil des Spannungsverlaufs 20 niemals über die Betriebsspannung +V
ansteigen.
In Figur 2a besteht der für die Aussteuerung der.Ablenkwicklung
12 benötigte Spannungsverlauf 20 aus zwei Teilen. Die
Sägezahnkomponente ergibt sich aus dem Sägezahnstrom der Ablenk-
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wicklung und dem Wicklungswiderstand. Der restliche Impulsteil des Spannungsverlaufs 20 wird gebraucht, um den Strom in der
Ablenkwicklung 12 während des RücklaufIntervalls umzukehren.
Die relative Dauer der Impuls- und der Sägezahnkomponente hängt vom Verhältnis der L/R-Zeitkonstante der Ablenkwicklung zum gewünschten
Rücklaufzeitintervall ab.
Bei Verwendung einer Sattelspule für die Ablenkwicklung 12 ergibt sich eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 1 Millisekunde.
Aus wirtschaftlichen Gründen ist es jedoch mitunter erwünscht, ein Ablenkjoch mit ringförmig gewickelten Ablenkwicklungen
zu verwenden. Eine Ringablenkwicklung hat eine typische Zeitkonstante in der Größenordnung von 2 bis 3 Millisekunden.
Das erforderliche, der Norm entsprechende Fernseh-RücklaufIntervall
ist normalerweise kürzer als 1 Millisekunde. Bei Verwendung einer ringförmigen Vertikalablenkwicklung muß also
der Rücklaufteil der Ablenkschwingung zwei- bis dreimal so groß sein wie im Falle einer Sattelspule, damit sich die gleiche
Stromänderung für eine gegebene begrenzte Rücklaufspannung an der Ringwicklung wie an der Sattelwicklung ergibt.
Wie oben erwähnt, ist die Spiitze-Spitze-Ablenkjochspannung
in der Schaltung nach Figur 1 durch die Betriebsspannung +V begrenzt. Die Speisespannung für eine Ringwicklung von 3 Millisekunden
muß daher mehr als doppelt so groß sein wie die für eine Sattelwicklung von 1 Millisekunde mit dem gleichen Widerstand
erforderliche Spannung. Der .Strombedarf für die Sattelwicklung
weicht nicht nennenswert von dem für die Ringwicklung ab, und der aus dem Energieversorgungsteil entnommene Strom ist
bei beiden Wicklungsarten ungefähr der gleiche. Bei Verwendung einer Ringwicklung von 3 Millisekunden entnimmt daher die Schaltung
mehr als doppelt so viel Leistung, und nahezu dreimal so viel Leistung muß wegen der großen Speisespannung an den Transistoren
in den Ablenkelementen vernichtet werden, obwohl die Leistung in der Ablenkwicklung die gleiche ist. Mit der in Figur 3 gezeigten
Schaltung werden die Probleme hinsichtlich einer hohen Speisespannung und des erforderlichen hohen Energieverbrauchs
von Transistoren bei Verwendung einer Ringwicklung gelöst.
Figur 3 zeigt das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Ablenkschaltung.
Diejenigen Schaltungselemente in Figur 3, die die gleiche Funktion erfüllen wie in der Schaltung nach Figur 1,
sind mit den gleichen Bezugsnummerη versehen. Derden Ablenkstrom
für die Ablenkwicklung 12 in Figur 3 liefernde komplementär symmetrische Transistorverstärker ist der gleiche wie in
Figur I1 mit Ausnahme von zusätzlichen Schaltungselementen, die
es ermöglichen, daß der Rücklaufimpuls über den Wert der Betriebsspannung
+V ansteigt, sowie einer Schaltungsanordnung,
O C
mit deren Hilfe ein Teil der Rücklaufimpulsenergie während des
Rücklaufintervalls der Ablenkperiode wiedergewonnen und an die
Ablenkschaltung zurückgeleitet wird. Eine Diode 17 im Hauptstromweg
der Transistoren 9 und 10 ist zwischen die Betriebs—
spannungsquelle +V und den Kollektor des Transistors 9 ge—
C C
schaltet. Diese Diode ist so gepolt, daß sie den normalen Betriebsstrom
von der Betriebsspannungsquelle +V zum Verstärker
CC
leitet. Jedoch kann während des Rücklaufimpulsteils des Rücklaufintervalls
der positive Teil des Rücklaufimpulses über das Potential
der Betriebsspannung +V ansteigen, da die Diode 17
C C
eine Begrenzung des Impulses auf den Wert der Betriebsspannung verhindert, indem sie die Betriebsspannung effektiv von dem an
der Ablenkwicklung 12 erzeugten positiv ansteigenden Impuls abschaltet oder trennt. Die für diesen Zweck in der Schaltung vorgesehene
Diode 17 wirkt ähnlich wie bei der in der USA-Patentschrift 3 Hl 603 beschriebenen Anordnung.
Zusätzlich sind eine Diode 18 und ein Kondensator 19 für
die Wiedergewinnung eines Teils der Hochspannungs-Rücüaufimpulsenergie
vorgesehen; Die Diode l8 liegt parallel zum Transistor 9j indee sie mit ihrer Anode an den Emitter und mit ihrer Kathode
aa den Kollektor dieses Transistors angeschlossen ist. Ein Rücklaufkondensator 19 ist zwischen die Kathode der Diode
und Masse gekoppelt. Statt an Masse kann der Kondensator 19 auch an die Betriebsspannungsquelle +V angeschlossen sein. Der Kon-
C C
densator 19 ist so bemessen, daß er während des Rücklauf impulses mit der Ablenkwicklung 12 in Resonanz ist. Während der ersten
Hälfte der gedämpften Schwingung am Beginn des positiven Rück-
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lauf!»pulses, der im Signalverlauf 22 nach Figur 4a wiedergegeben
ist, fließt der Ablenkwicklungsstrom, der vom Kondensator 11 durch den Transistor 10 geflossen ist, durch die Diode 18 in
Durchlaßrichtung und lädt den Kondensator 19 auf die verhältnismäßig hohe Rücklaufimpulsspannung auf. Während der zweiten Hälfte
der gedämpften Schwingung entlädt sich der Kondensator 19 über den Transistor 9 und den Kondensator 11, wodurch die Energie in .
die Ablenkwicklung rückübertragen wird. Diese mit Hilfe der Hochspannimgsimpulsenergie
wiedergewonnene Energie wird dazu verwendet, die Stromrichtung in der Ablenkwicklung im erforderlichen
RücklaufIntervall von 1 Millisekunde umzukehren. Die Wirksamkeit
dieser Anordnung hängt davon ab, daß ein verhältnismäßig verlustarmer Schwingkreis vorhanden istj das heißt, die Blindkomponente
des Schwingkreises muß größer sein als seine ohmsche Komponente. Die Ringwicklung, die aufgrund ihrer verhältnismäßig langen
Zeitkonstante von 2 bis 3 Millisekunden das,ursprüngliche Problem
verursacht hat, besitzt das verhältnismäßig hohe L/R-Verhältnis,
das die verlustarme Schwingcharakteristik ergibt. Wegen einiger Verluste aufgrund des ohmschen Widerstands der Schaltung wird
nicht die gesamte Rücklaufimpulsenergie wiedergewonnen, und im Anschluß an die Halbwelle des Resonanzschwingens bleibt der Transistor
9 für kurze Zeit gesättigt, bis der Ablenkwicklungsstrom den richtigen Wert erreicht. Zu diesem Zeitpunkt beginnt das normale
SägezahnhinlaufIntervall.
Im Signalverlauf 22 nach Figur 4a ergibt sich der abgerundete
Teil am Dach des Rücklaufimpulses aus dem gedämpften Schwingen der Schaltung, wobei der Kondensator 19 erst aufgeladen und dann
entladen wird. Die Stufe im Impulsverlauf befindet sich beim Spannungspegel von +V . Der Rücklaufimpuls bleibt auf diesem Pegel,
bis der Ablenkwicklungsstrom auf denjenigen Wert ansteigt, wo das normale Sägezahnhinlaufintervall beginnt. Der Ablenkwick—
lungsstrom ist durch den Stromverlauf 23 in Figur 4b wiedergegeben.
Der Stromverlauf 23 ist in vier Intervalle während jeder Ablenkperiode aufgeteilt, die anzeigen, welche Schaltungselemente in
der Schaltung nach Figur 3 während der betreffenden Zeit leiten und damit den Ablenkwicklungsstrom liefern. Während des Inter—
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vails P1, das zeitlich dem Beginn des positiven Rücklaufspannungsimpulses
entspricht, leitet die Diode 18 unter Aufladung des Kondensators
19· Während des Intervalls P„, das der zweiten Hälfte der Rücklaufimpuls-Schwingungsspannung entspricht, leitet der
Transistor 9 unter Entladung des Kondensators 19 und Umkehr des Ablenkwicklungsstromes. Während des Intervalls P-, das dem ersten
Teil des HinlaufIntervalls entspricht, leitet der Transistor 9
durch die Diode 17 unter Aufladung des Kondensators 11. Während des Intervalls P., das dem restlichen Teil des HüLaufIntervalls
entspricht, leitet der Transistor 10 unter Umkehr des Ahlenkivicklungsstromes
und Entladung des Koppelkondensators 11 über den Transistor 10.
Während der Kondensator 19 durch die Diode 18 auf die hohe
Rücklaufimpulsspannung aufgeladen wird, herrscht keine Hochspannung
am Transistor 9, da dieser effektiv durch die leitende Diode
18 überbrückt oder nebengeschlossen ist. Ebenso fließt zur Zeit des Rücklaufimpulses kein Ablenkwicklungsstrom im Transistor 10.
Ferner wird durch die Entladung des Kondensators 19 über den Transistor 9 in Durchlaßrichtung der Transistor 9 gesättigt, in
welchem Zustand nur sehr wenig Spannung am Transistor 9 erzeugt wird, und der Rücklaufimpuls wird bei Abwesenheit von Stromfluß
am Transistor 10 erzeugt. Auf diese Weise ermöglicht die Schaltung zur Wiedergewinnung der Rücklaufimpulsspannung die Verwendung
einer verhältnismäßig niedrigen Speisespannung +V bei gleichzeitiger Verwendung einer wirtschaftlichen Ablenkwicklung mit
langer Zeitkonstante unter Beibehaltung des gewünschten Rücklaufintervalls von 1 Millisekunde. Außerdem verringert die Schaltung
den hohen Leistungsverbrauch in den Ablenktransistoren, so daß Transistoren mit niedrigerer Nennleistung bzw. Leistungsbeiastbarkeit
verwendet werden können, wodurch erheblich an Herstellungskosten für den Fernsehempfänger gespart wird.
In Figur 3 liegt der Kollektor des Transistors 10 an Masse.
Der Kollektor des Transistors 10 kann jedoch stattdessen auch an eine negative Speisespannung mit Verwendung von geeigneten Vorspannanordnungen
für die Eingangselektroden der Transistoren 9 und 10 angeschaltet sein. Ferner kann man auch andere Transistor-
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verstärkeranordnungen als die in Figur 3 gezeigte komplementärsymmetrische Anordnung verwenden. Beispielsweise kann man eine
quasikompLsnentärsymmetrische Anordnung verwenden, bei der zwischen
den Verstärker 8 und die Eingangselektrode des Transistors 9 oder 10 ein die Polarität des Aussteuersignals umkehrender
Transistor gekoppelt ist. Auf diese Weise können die Transistoren 9 und 10 vom gleichen Leitungstyp sein.
Figur 5 zeigt das Schaltschema einer selbsterregten Vertikalablenkschaltung
für einenFernsehempfänger in erfindungsgemäßer
Ausbildung. Eine Quelle negativer Vertikalsynchronsignale 73, wie sie z.B. vom Amplitudensieb und der Synchronsignaltrennstufe
(nicht gezeigt) des Fernsehempfängers erhalten werden, ist an einen Eingang 25 und von dort über einen Kondensator 26 und
einen Widerstand 27 an die Basis eines Transistors 28 einer übersteuerten Phasenschieber-Oszillatorstufe angekoppelt. Zwei Widerstände
29 und 30, die mit ihrem Verbindungspunkt an den Emitter des Transistors 28 angeschlossen sind, sind in Reihe zwischen
eine Spannungsquelle +V und Masse geschaltet, um die Vorspannung
OC
für den Transistor bereitzustellen. Der Kollektor des Transistors 28 ist an den Verbindungspunkt zwischen einem Kondensator 51.»
der an Masse liegenden Reihenschaltung eines Potentiometers 58
und eines Widerstands 59 sowie der Basis eines Transistors 31 angeschlossen. Der Kondensator 51 lädt sich über die Widerstände
58 und 59 und die Ausgangsstufen der Ablenkschaltung in der angegebenen
Polarität auf und erzeugt dadurch eine negativ gerichtete Sägezahn^chwingung,2Λ. r Das Potentiometer 58 -steuert die Auf - '
ladung des Kondensators 51 und dienfcdamit als Höhenregler.
Der zu einer Verstärkerstufe gehörende Bansistor 31 liegt
mit seinem Kollektor über einen Widerstand 32 an Masse und ist mit seinem Emitter über einen' Widerstand 33 an eine Spannungsquelle B+ angeschlossen, die eine positivere Spannung liefert
als die Spannungsquelle +V . Und zwar beträgt B+ in diesem Fall
C C
+115 Volt Gleichspannung, und +V beträgt +18 Volt Gleichspannung.
CC
Der Kollektor des Transistors 31 ist an die Basis eines Transistors
34, der ebenfalls zu einer Verstärkerstufe gehört, angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors 34 liefert eine negativ
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gerichtete Sägezahnschwingung 75 ai/die Basis eines Transistors
sowie über einen Widerstand 35 an die Basis eines Transistors
Der Widerstand 35 dienbdazu, etwaige Übergangsverzerrungen zwisphen
den Transistoren 37 und 36 zu verringern. Der Emitter des
Transistors 34 liegt über einen Widerstand 79 an Masse.
Die Transistoren 36 und 37 sind als im wesentlichen B-Gegentaktverstärker
vom komplementärsymmetrischen Typ geschaltet und beliefern die Vertikalablenkwicklung 41 mit dem Ablenkstrom. Der
Kollektor des Transistors 36 ""istT über eine'öxocte' "38 an die Spannungsquelle
+V und mit seinem Emitter an den Emitter des Tran-
C C
sistors 37 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 37 liegt
über einen Stromfühlerwiderstand 39 an Masse. Der Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren 36 und 37 bildet einen Ausgang
40. Der Ausgang 40 ist an die Vertikalablenkwicklung 41 angeschlossen,
die mit ihrem anderen Ende über einen Wechselstrom-Rückkopplungswiderstand 44 an einen Schaltungspunkt 45 angeschlossen
ist. Zwischen dem Schaltungspunkt 45 und Masse liegt ein erster Koppelkondensator, und zwischen dem Schaltungspunkt
und der Spannungsquelle +V liegt ein zweiter Koppelkondensator 47· Durch diese Zweifach-Koppelkondensatoranordnung wird die Ablenkwicklung
41 wechselstrommäßig so mit der Spannungsquelle +V und Masse verkoppelt, daß sich eine Verringerung der
Spitzenstromentnahme aus der Spannungsquelle +V ergibt. Dadurch
verringern sich die Filterungserfordernisse für die +V -
Speisespannung sowie in starkem Maße die Welligkeit dieser +V -
Speisespannung, .so daß sie gut für die Speisung anderweitiger
Stufen, beispielsweise, der Videostufen, des Fernsehempfängers
verwendet werden kann. Diese Koppelanordnung mit zweifachem
Koppelkondensator und ihre Vorteile sind in der Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben.
Im Betrieb der Schaltungsanordnung nach Figur 5j soweit bisher
beschrieben, bewirken die zur Basis des Transistors 28 gelangenden negativen Synchronimpulse 73, daß dieser Transistor
leitet. Damit setzt das Rücklaufintervall der Ablenkperiode ein.
Im leitenden Zustand bildet der Transistor 28 einen Entladestromweg für die im Kondensator 51 gespeicherte negative Ladung.
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Der zwischen den Emitter des Transistors 28 und den Schaltungspunkt 45 gekoppelte Kondensator 50 sorgt für eine schnelle Entladung
des Kondensators 51 während des Rücklaufs. Wenn die Spannung am unteren Ende des Kondensators auf ekien positiven Wert
ansteigt, werden die Transistoren 31 und 34 gesperrt. Das positiv gerichtete Signal am Kollektor des Transistors 34 unterbricht
abrupt die negativ gerichtete Rampe des vom Ausgang 40 des komplementärsymmetrischen
Verstärkers mit den Transistoren 36 und 37 in die Ablenkwicklung 41 geschickten Sägezahnstromes. Wenn
der Strom in der Ablenkwicklung aussetzt, bricht das Magnetfeld
zusammen , und ein positiver Rücklaufimpuls verhältnismäßig
großer Amplitude, angedeutet im Spannungsverlauf 76, wird an der
Ablenkwicklung erzeugt. Am Ende des negativen Vertikalsynchronimpulses 73 wird der Transistor 28 gesperrt und lädt sich der
Kondensator 51 über die Widerstände 58 und 59 aus den Kondensatoren
46 und 47 auf, die eine zeitweilige Energiequelle für die
Aufladung während des Hinlaufintervalls zur Erzeugung der negativ
gerichteten Sägezahnschwingung 74 bilden, die über die Verstärkertransistoren 31 und 34 auf die komplementärsymmetrischen
Transistoren 36 und 37 zur Bildung des Hinlaufintervalls der Ablenkperiode
gekoppelt werden.
Die übrigen Merkmale der Vertikalablenkschaltung nach Figur 5 werden nachstehend beschrieben, um die Funktionsweise der
Schaltungselemente zu erläutern. Obwohl in verschiedenen Abschnitten beschrieben, werden die einzelnen Merkmale vorteilhafterweise,
jedoch nicht notwendigerweise, gemeinsam in einer- erfindungsgemäßen
Vertikalablenkschaltung angewendet.
Der Spannungsverlauf 76 gibt die für die Aussteuerung der
Ablenkwicklung und die Stromumkehr in ihr während des Rücklaufintervalls
erforderliche Spannungsform wieder. Normalerweise müßte man die +V -Speisespannung so groß 'wählen, daß sie diese Spitze-
CC
Spitze-Spannurig liefert. Jedoc-h würde durch eine so große Speisespannung
der Leistungsverbrauch oder die Verlustleistung im komplementärsymmetrischen Verstärker stark erhöht. In der Schaltungsanordnung
nach Figur 5 ist gemäß einer Ausführungsform der
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Erfindung eine wirksamere Lösung vorgesehen, indem dafür gesorgt ist, daß die Ablenkwicklungsspannung während eines ersten Teils
des Rücklaufintervalls wesentlich höher als die +V -Speisespannung
ansteigen kann und diese Spannung zurückgewonnen und während eines zweiten Teils des Rücklaufintervalls an die Ablenkschaltung
zurückgeliefert wird, wie im Zusammenhang mit Figur 3
und 4 erläutert. Eine mit ihrer Anode an die Spannungsquelle +V
und mit ihrer Kathode an den Kollektor des Transistors 36 angeschaltete
Diode 38 sorgt dafür, daß die an der Ablenkwicklung erzeugte positive Rücklaufspannung höher als die +V -Speise-
CC
spannung ansteigen kann. Das Arbeiten des Transistors 36 während
des Hinlaufintervalls wird dadurch nicht beeinträchtigt, da der
Strom für den Transistor die Diode 38 in der Durchlaßrichtung
durchfließt. Eine Diode 54 ist mit ihrer Anode an den Ausgang und mit ihrer Kathode an den Kollektor des Transistors 36 in
solcher Polung angeschaltet, daß sie die positiven Spitzen der Rücklaufspannung 76 leitet. Ein zwischen den Kollektor des Transistors
36 und die Spannungsquelle +V gekoppelter Rücklauf-
cc
kondensator 55 speichert während eines ersten Teils des Rücklaufintervalls
die die Diode 54 durchfließende Energie und liefert während eines zweiten Teils des Rücklaufintervalls diese Energie
an die Ablenkschaltung. Und zwar leitet die Diode 54 während des ersten Teils des Rücklaufimpulses unter Aufladung des Kondensators
55f der so bemessen ist, daß er mit der Ablenkwicklung 41
in Resonanz ist. Während des zweiten Teils des Rücklaufintervalls
entlädt sich der Kondensator 55 über den Transistor 36 unter Rückspeisung von Energie in die Ablenkwicklung 4L Während dieser
Zeit schaltet die Diode 38 die Ablenkschaltung effektiv von der
+V -Speisespannung ab. Die am Kondensator 55 erzeugte Spannung bewirkt, daß der Ablenkwicklungsstrom während des verhältnismäßig
kurzen Rücklaufintervalls von 1 Millisekunde seine Richtung umkehren
kann. Zugleich verbrauchen die Ablenktransistoren 36 und
37 keine Energie, da während der Aufladung des Kondensators 55 durch die verhältnismäßig hohe Spannung (ungefähr +55 Volt) der
Transistor 36 effektiv durch die Diode 54 überbrückt oder kurzgeschlossen ist. Während der Entladung des Kondensators 55 wird
der Transistor 36 gesättigt. Der Transistor 36 bleibt im Sätti-
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gungszustand, bis der AbIenkwicklungsstrom seinen Spitzenwert
erreicht und das Hinlaufintervall beginnt. Die Transistoren 36
und 37 brauchen daher keine hohe Leistung zu verarbeiten und können für eine verhältnismäßig niedrige Nennleistungsbelastbarkeit
bemessen sein, so daß sich die Herstellungskosten des Fernsehempfängers
beträchtlich erniedrigen. Auf diese Weise verringert sich der Leistungsbedarf des komplementärsymmetrischen Verstärkers
aus der Speisespannungsquelle +V erheblich. Ferner verringert sich durch die Anordnung mit den Zweifach-Koppelkondensatoren
46 und 47 der Spitzenenergiebedarf der Ablenkschaltung.
Die parallel zur Ablenkwicklung 4I liegende Reihenschaltung des
Widerstands 42 und des Kondensators 43 dämpfen die durch die
hochfrequenten Komponenten im Spannungsverlauf 76 hervorgerufenen
Schwingungen weg.
Es ist erwünscht, zur Linearisierung des Ablenkrasters auf dem Bildschirm der Bildröhre eine geeignete Rückkopplung vorzusehen.
Hierzu dient die Wechselstromrückkopplung vom Verbindungspunkt des Widerstands 42 und der Ablenkwicklung 41 über die Diode
52 zum Emitter des Transistors 31. Die am Widerstand 44 erzeugte Rückkopplungsspannung wird von den Koppelkondensatoren 46 und
bis zu einem gewissen Grade abgeleitet. Die Gleichstromrückkopplung erfolgt vom Ausgang 40 über die Ablenkwicklung 41 und die
Diode 52 zum Emitter des Transistors 31· Die Diode 52 und der
zwischen den Emitter des Transistors 31 und die Spannungsquelle B+ geschaltete Widerstand 33 kompensieren den V_F-Spannungsabfall
des Transistors 31· Die Vorspannung an der Basis der Transistoren 36 und 37 aJö Beginn des Hinlauf Intervalls wird durch die Spannung
an der Basis des Transistors 31 bestimmt. Die Basisspannung des Transistors 31 ist zu diesem Zeitpunkt durch diejenige Spannung
bestimmt, auf die sich der Kondensator 51 während des Rücklaufintervalls
entladen hat. Die Spannung am Kondensator 51 ist zu diesem Zeitpunkt ihrerseits durch die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 29 und 30 im Emitterkreis des Entladetransistors 28 bestimmt. Wie bereits erwähnt, erfolgt eine Gleichstromrückkopplung
vom Ausgang 40 über die Ablenkwicklung 41 und die Diode 52 zum Emitter des Transistors 31, dessen Kollektorspannung
folglich durch die kombinierte Basis- und Emitterspannung be stiemt ist.
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Es ist üblich, daß man die Vertikalablenkstufe mit der Vertikalablenkfrequenz
selbstschwingen läßt, so daß das Ablenkraster auch während eines vorübergehenden Ausfalls der Vertikal—
synchronimpulse erhalten bleibt. Im normalen Betrieb triggern
oder steuern die Vertikalsynchronimpulse die Oszillatorstufe, die in Figur 5 durch den Transistor 28 mit dazugehörigen Schaltungselementen
gebildet wird. Eine Rückkopplung von den Ausgangsstufen zum Transistor 28 sorgt dafür, daß die Oszillatorschwingung
aufrechterhalten bleibt. Ein erster Oszillator-Rückkopplungszweig führt vom Kollektor des Transistors 34 über das Bjtentiometer
62, den Widerstand 6l und den Widerstand 49 zur Basis des Transistors 28. Der Spannungsverlauf 75 am Kollektor des
Transistors 34 besteht aus einem negativ gerichteten Sägezahn mit positivem Rücklaufimpulsteil. Der positive Rücklaufteil des
Rückkopplungssignals hat eine solche Polarität, daß er den Transisbor
28 nicht leitend machen kann, so daß normale Multivibratorschwingungen nicht möglich sind. Stattdessen arbeitet der Transistor
28 als übersteuerter Phasenschiebe-Oszillator. Die Kondensatoren 48 und 72 in Verbindung mit den Widerständen 61,
und 49 bewirken eine nacheilende Phasenverschiebung des Rückkopplungssignals.
Diese Phasenverschiebung in Verbindung mit der durch den Kondensator 51 erzeugten weiteren Phasenverschiebung
hat zur Folge, daß die Stufe schwingt. Durch das Potentiometer 62 wird die Geschwindigkeit der Aufladung des Kondensators 48
bestimmt und kann somit die Schwingungsfrequenz verändert werden. Das 'Potentiometer 62 dient daher als Vertikal-Bildfangregler.
Dadurch, daß der Kondensator 72 auf den Widerstand 39 im Kollektorkreis des Transistors 37 zurückgeschaltet ist, wird ein
kleiner Betrag an direkter positiver Rückkopplung erhalten, wodurch sich die Einschaltgeschwindigkeit des Transistors 28 stark
erhöht.
Zwischen dem Ausgang 40 und der Basis des Transistors 28
liegt die Reihenschaltung eines V/i der stands 56 und einer Diode 57,
die so gepolt ist, daß sie einen Teil des positiven Rücklaufimpulses durchläßt, der den Kondensator 48 während des Rücklaufs
positiv auflädt. Dadurch vergrößert sich die Spannung an der
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Basis des Transistors 28 und wird dessen Arbeiten besser stabilisiert.
In den Ladestromkreis für den sägezahnerzeugenden Kondensator
51 sind Widerstände 58 und 59 eingeschaltet. Die Spannung an
den Widerständen 58 und 59 enthält eine von den Widerständen 29
und 30 erzeugte Gleichstrom-Vorspannung, die Sägezahnkomponente
und eine an den Koppelkondensatoren 46 und 47 erzeugte parabolische
Komponente, wobei die Kondensatoren 46 und 47 die an der Ablenkwicklung
41 erzeugte Sägezahnspannung integrieren. Ein zwischen
dem Ausgang 40 und dem Verbindungspunkt der Widerstände
und 59 liegender Widerstand 60 koppelt einen kleinen Sägezahnspannungsanteil
auf diesen Verbindungspunkt, wodurch die Säge— zahnkomponente am Widerstand 58 aufgehoben oder wegkompensiert
wird. Die verbleibende parabolische Komponente hat die richtige Form für die "S-Zuformung", ohne daß.hierfür ein zusätzlicher
Schaltungsaufwand erforderlich ist. Die Größe der parabolischen Komponente und damit das Ausmaß der "S-Zuformung" kann durch Verändern
der Werte der Koppelkondensatoren 46 und 47 eingestellt
werden.
Eine Möglichkeit zur Erzielung der Austastung im Fernsehempfänger besteht darin, daß man das Steuergitter der Bildröhre
während der Horizontal- und VertikalrücklaufIntervalle mit negativen
Impulsen beaufschlagt. Bei der transformatorlosen Vertikalablenkschaltung
nach Figur 5 steht kein negativer Vertikalrücklaufimpuls zur Verfügung. Ferner umfaßt das RücklaufIntervall
einen längeren Zeitraum als der gedämpfte Schwingimpuls am Ablenkjoch.
Man braucht ein Austastsignal, das vom Ende des jeweiligen HinlaufIntervalls bis zum Beginn des nächsten HinlaufIntervalls
reicht. In Figur 5 sind die Transistoren 31 und 34 während dieses Intervalls gesperrt. Mit Hilfe des Sperrzustandes des Transistors
34' wird die Austastschaltung mit einem Transistor 63 gesteuert, der mit seinem Emitter an den Emitter des Transistors
angeschlossen ist und mit seiner Basis an Masse liegt.
Eine geeignete Quelle wie der Horizontalablenktransformator
(nicht gezeigt) beliefert einen Anschluß 69 mit negativen Hori-
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zontalaustastimpulsen 77· Der Anschluß .69 ist über Widerstände
67, 68 und eine Diode 66 an den Kollektor des Transistors 63 angeschlossen. Zwischen dem Kollektor dieses Transistors und Masse
liegt ein Kondensator 65· Die über die Diode 66 eingekoppelten negativen Horizontalaustastimpulse 77 laden den Kondensator 65
negativ auf. Solange der Transistor 34 leitet, leitet auch der Transistor 63>
und der Kondensator 65 entlädt sidiüber ihn nach
jedem eintreffenden Horizontalimpuls. Während des Vertikalrücklaufs
ist der Transistor 34 gesperrt, wodurch der Transistor 63 gesperrt wird und der Kondensator 65 negativ aufgeladen bleiben
kann, da der Schnellentladungsweg durch die Transistoren unterbrochen ist. Während dieses Zeitraums wird dadurch der negative
Vertikalaustastimpuls erzeugt. Das zusammengesetzte negative Vertikal- und Horizontalaustastsignal 78 gelangt über einen Widerstand
70 zu einem Anschluß 71>
der an die Steuerelektrode der Bildröhre anschließbar ist.
Eine in einem Schwarzweiß-Fernsehempfänger mit einer SV-Bildröhre erfolgreich erprobte Ausführungsform der Schaltungsanordnung
nach Figur 5 ist mit folgenden Schaltungselementen bestückt :
Transistor 28 2N4249
Transistor 31 2N4249
Transistor 34 MPS HO5
Transistor 36 MPS A05
Transistor 37 MPS A 56
Transistor 63 2N4249
Diode 38 1N4002
Diode 52 FDH 6OO
Diode 54 IN4OO2
Diode 57 FDH 6OO
Diode 66 FD 222
Kondensator 26 0,001 uF
Kondensator 43 0,01 uF
Kondensator 46 100 11F
Kondensator 47 100 11F
Kondensator 48 0,047 pF
409809/0989
Kondensator Kondensator Kondensator Kondensator Kondensator Widerstand 27
Widerstand 29 Widerstand 30 Widerstand 32 Widerstand 33 Widerstand 35 Widerstand 39
Widerstand 42 Widerstand 44 Widerstand 49 Widerstand 53
Widerstand 56 Widerstand 58
Widerstand 59 Widerstand 60 Widerstand 6l Widerstand 62 Widerstand 67
Widerstand 68 Widerstand 70 Widerstand 79 47 O,lyuF
0,47 yuF 100 pF
0,0047 yul 56O Kiloohm
10 Kiloohm 15 Kiloohm 100 Kiloohm 56O Kiloohm 270 Ohm
6,8 Ohm
1.8 Kiloohm
5.6 Kiloohm 180 Kiloohm
47 Kiloohm 100 Kiloohm
1,5 Megohm 820 Kiloohm
3.9 Megohm ISO Kiloohm 200 Kiloohm
6.8 Kiloohm
3.9 Kiloohm 22 Kiloohm
2.7 Kiloohm
409809/0989
Claims (4)
- Patentansprüche\l) Ablenkschaltung mit einem ausgangsseitig an eine Ablenkwickluiig angekoppelten Ablenkverstärker mit zwei in Reihe zwischen eine Betriebsspannungsquelle und einen Bezugspotentialpunkt geschalteten Transistoren, an deren Eingangselektroden eine Quelle von Ablenksignalen angekoppelt ist, unter deren Steuerung der Ablenkverstärker die Hinlauf- und Rücklauf Intervalle der· einzelnen Ablenkperioden erzeugt, dadurch geke nnzeichnet , daß an die Betriebsspannungsquelle (+V )CCsowie an einen Schaltungspunkt im Reihenstromweg des Ablenkverstärkers (9* 10) eine Energiespeicheranordnung (19) angeschlossen ist und daß zwischen die Ablenkwicklung (12) und- den genannten Schal-fcungspunkt ein Einweg-Leiterelement (l8) in solcher Polung gekoppelt ist, daß es während eines ersten Teils des Rücklaufintervalls der Ablenkperiode Strom leitet und dadurch die Energiespeicher anordnung mit Energie beliefert, die während eines zweiten Teils des Rücklaufintervalls von der Energiespeicheranordnung an den Ablenkverstärker abgegeben wird.
- 2. Ablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicheranordnung (19) einen Kondensator enthält.
- 3. Ablenkschaltung nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet , daß die beiden Transistoren (9, 1O) vom entgegengesetzten Leitungstyp und mit ihren Emittern zusam— mengeschaltet sind.
- 4. Ablenkschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Betciebsspannungsquelle (+V ) und die Reihenschaltung der beidenCCTransistoren (9, 10) ein weiteres Einweg-Leiterelement (17) geschaltet ist und daß die an den Verbindungspunkt der beiden Einweg-Leiterelemente (17t 18) angeschlossene Energiespeicheranordnung (19) mit der Ablenkwicklung (12) in Resonanz ist, derart, daß403803/0989234154Qsie während eines ersten Teils des RücklaufIntervalls vom Rücklaufifflpuls stammende Energie speichert und während eines zweiten Teils des RücklaufIntervalls Betriebsstrom an den Ablenkverstärker liefert.4 0 9809/0989
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