DE2356021C3 - Triggerbarer Sägezahngenerator mit steuerbarer Trigger-Sperrphase - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen triggerbaren Sägezahngenerator, insbesondere für Ablenkschaltungen in Fernsehempfängern, mit einem über einen Widerstand aufladbaren Kondensator und einem hierzu parallel angeordneten Spannungsteiler, von dem eine Vergleichsspannung für einen Schwellwertschalter aus zwei komplementären Transistoren abgreifbar ist, wobei das erste pnp-dotierte Transistor über die Basis mit dem Abgriff des Spannungsteilers, über den Emitter mit dem Kondensator und über den Kollektor mit der Basis des zweiten npn-dotierten Transistors verbunden ist, der mit dem Kollektor an der Basis des ersten Transistors und mit dem Emitter an Masse liegt.

Derartige Sägezahngeneratoren sind bereits bekannt (Firmenschrift: Intermetall, Halbleiterwerk der Deutschen ITT Industrial GmbH, »110 typische Schaltungen mit Halbleiter-Bauelementen«, Ausgabe 1967, Abschnitt 46). Dieser selbstschwingende Sägezahngenerator arbeitet in der Weise, daß während der Aufladung des Kondensators über den Widerstand die Spannung am Kondensator steigt Die beiden komplementären Transistoren bleiben dabei zunächst stromlos, so daß sich über diesen parallel zum Kondensator liegenden Schalter der Kondensator nicht entladen kann. Wenn jedoch die Ladespannung einen vom Spannungsteiler bestimmten Vergleichswert übersteigt, so wird der erste Transistor leitend, wodurch ein Basisstrom an den zweiten Transistor fließt und diesen durchsteuert Der zweite Transistor verstärkt mit seinem Kollektorstrom den Basisstrom des ersten Transistors, so daß beide Transistoren durch diesen Rückkopplungsvorgang völlig durchgesteuert bleiben und sich der Kondensator entladen kann. Nach der Entladung des Kondensators reicht der geringe Ladestrom nicht aus, um die Transistoren durchgesteuert zu halten. Sie sperren, und der Kondensator wird wieder aufgeladen. Es entsteht also eine Kippschwingung.

Es versteht sich, daß Sägezahngeneratoren der genannten Art für verschiedene Anwendungen geeignet sind. In diesen Fällen müssen sie jedoch entsprechend dimensioniert werden und durch zusätzliche Schaltungen den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Wird der Sägezahngenerator z. B. als Vertikaloszillator in einem Fernsehgerät verwendet so ist an ihn die Forderung gestellt die Frequenz für z. B. eine Synchronisierung ändern zu können. Hierzu ist eine Schaltung geeignet wie sie in der Anwendung als Horizontalablenkgenerator üblich ist, indem einer der Widerstände des Spannungsteilers bei abweichender Synchronisierung verändert wird, um dadurch den Verg'eichsspannungswert herab- bzw. heraufzusetzen, wodurch der Schaltpunkt des Schwellwertschalters verändert wird. Es ist aber auch möglich, den VergleicLsspannungswert dadurch zu ändern, daß der Sägezahngeneratorschaltung ein von einer Phasenvergleichsschaltung gewonnener Steuerstrom zugeführt wird. Diese Maßnahme wirkt ähnlich der erstgenannten, so daß der Steuerstrom ebenfalls als Folge einer Widerstandsänderung aufgefaßt werden kann.

Aus der DE-OS 2150 277 ist ein triggerbarer Sägezahngenerator bekannt, der selbstschwingend arbeitet, und zwar ebenfalls über einen Schwellwertgeber, über den die Entladung des Ladekondensators bei Erreichen einer definierten Schwellspannung ausgelöst wird. Zusätzlich kann dieser selbstschwingende Sägezahngenerator durch unmittelbaren Eingriff in den Schaltungskreis durch Kurzschließen eines Stromkreises getriggert werden. Hierzu ist vorgesehen, daß die Basis des Komplementärtransistors der Schwellwertschaltung durch Ansteuerung über einen Transistor kurzgeschlossen wird, welcher Komplementärtransistor sperrt und den Entladetransistor, der eine gegensinnige Polarität aufweist, leitend steuert und den Ladekondensator entlädt. Mittels dieser Triggerschaltung kann also zu jeder beliebigen Zeit eine Entladung des Ladekondensators erwirkt werden. Dies hat zur Folge, daß die Sägezahnimpulse sowohl unterschiedliche Triggersperrphasen als auch Triggerphasen aufweisen und zudem unterschiedliche Spannungswerte erhalten können, sofern getriggert wird. Wird der selbstschwingende Sägezahngenerator nicht getriggert, so ist durch Anwendung des Schwellwertschalters gewährleistet daß eine Triggerung nur dann einsetzt, wenn eine definierte Schwellwertspannung überschritten wird. Der selbstschwingende Sägezahngenerator ist nicht einsetzbar, wenn er definierte Triggersperrphasen und Triggerphasen aufweisen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem selbstschwingenden Sägezahngenerator eine Zwangstriggerschaltung besonders einfacher, billiger Art vorzusehen, über die die Triggerung erfolgt. Zusätzlich soll verhindert werden, daß im Störungsfall oder bei vorzeitiger Triggerung das Bild zu-

sammenbricht, dh, sämtliche Sägezahnimpulse sollen definierte Triggersperr- und Triggerphasen aufweisen. Wird z. B. die Sägezahngeneratorschaltung als Vertikaloszillator in einem Fernsehgerät eingesetzt, so muß sie mit 50Hz getriggert werden, um ein Durchlaufen der Bilder zu verhindern und das Bild konstant zu halten. Andererseits soll aber auch verhindert werden, daß im Störungsfall oder bei vorzeitiger Triggerung das Bild zusammenbricht

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sägezahngeneratorschaltung durch Änderung des Widerstandsteilerverhältnisses des Spannungsteilers durch Parallelschalten eines Widerstandes zu einem der Widerstände des Spannungsteilers mittels eines Schalttransistors während des Hinlaufs innerhalb einer definierten Triggerphase triggerbar ist Hierdurch ist ein bedeutender Vorteil gegeben, der darin besteht, daß die Triggerung der Generatorschaltung erst dann erfolgt, wenn eine Mindestspannung als Vergleichsspannung am Spannungsteiler anliegt Ist diese Spannung während der Triggerung, d. h. beim kurzzeitigen Leitendschaiten des im Nebenschluß angeordneten Schalttransistors nicht gegeben, so bleibt der aus den komplementären Transistoren gebildete Schwellwertschalter gesperrt, und die Entladung des Kondensators erfolgt erst nachdem die Ladespannung größer ist als die am Spannungsteiler normalerweise anliegende Referenzspannung. Die Sägezahngeneratorschaltung schwingt infolgedessen in diesem Betriebsfall mit ihrer Eigenfrequenz, da der Nebenschluß durch die Sperrung des Schalttransistors hochohmig wird und keinen Einfluß auf den Spannungsteiler hat Durch diese Maßnahme wird die Sägezahngeneratorschaltung aber auch störimpulsunempfindlich, da die Triggerung des Generators erst dann einsetzen kann, wenn eine definierte Ladespannung am Kondensator anliegt.

Die Schaltungsanordnung weist ferner den Vorteil auf, daß sie sich bei stark abweichender Synchronisation von der Eigenfrequenz selbsttätig nach einigen Sägezahnimpulsen wieder fängt, da z. B. bei einer Differenz- frequenz von etwa 8 Hz bei einer Eigenfrequenz von 40 Hz die Triggerimpulse nach maximal fünf Perioden wieder in den Differenzfrequenzbereich fallen. Es versteht sich, daß dieser Vorgang von der Dimensionierung der Schaltung stark abhängig ist.

Unabhängig hiervon kann die Frequenz zusätzlich für eine Synchronisation bei Abweichungen des Synchronisationszustandes auch durch einen Stromgenerator im Nebenschluß oder in Reihe zu einem der Widerstände des Spannungsteilers verändert werden.

Es besteht in der Anwendung als Vertikaloszillator ferner die Forderung, daß die Entladekurve einen definierten Verlauf aufweist. Dies ist auch bei anderen Anwendungen vielfach erforderlich, wodurch letztlich die Impulsfolgefrequenz auch beeinflußt werden kann. Die Erfindung sieht hierzu in weiterer Ausgestaltung vor, daß den komplementären Transistoren Basiswiderstände vorgeschaltet sind, die die Entladezeitkonstante für die Entladezeit des Kondensators bestimmen und weiterhin eine definierte Stromaufteilung bewirken, wodurch unterschiedliche Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren unwirksam werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

F i g. 1 eine Sägezahngeneratorschaltung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Triggerschaltung,

F i g. 2 eine Triggerschaltung mit Stromgenerator und

Fig.3 den Sägezahnverlauf der am Kondensator abgreifbaren Spannung.

Die Sägezahngeneraiorschaltung gemäß F i g. 1 besteht aus einem Kondensator 1, der über einen Ladewiderstand 2 von einer Betriebsspannungsquelle Ub aufSadbar ist Parallel zum Kondensator 1 und dem Ladewiderstand 2 ist ein Spannungsteiler aus den Widerständen 3 und 4 geschaltet Von diesem Spannungsteiler wird im Punkt A eine Referenzspannung abgegriffen und über einen Basiswiderstand 5 dem npn-dotierten Transistor 6 des aus den beiden komplementären Transistoren 6 und 7 gebildeten Schwellwertschalters zugeführt Der Emitter des Transistors 6 liegt am Kondensator 1. Die Verbindungsstelle ist mit B bezeichnet Von diesem Punkt wird auch die Sägezahnspannung abgegriffen. Der Kollektor des Transistors 6 ist mit der Basis des npn-dotierten Transistors 7 über den Widerstand 8 verbunden, der gemeinsam mit dem Widersand 9 einen Spannungsteiler für das Basispotential des Transistors 7 bildet Der Kollektor des zweiten Transistors 7 ist über Punkt A und dem Widerstand 5 mit der Basis des Transistors 6 verbunden, während der Emitter gegen Masse geschaltet ist Beim Anlegen der Versorgungsspannung Ub wird der Kondensator über dem Ladewiderstand 2 aufgeladen. Gleichzeitig liegt aber eine Referenzspannung an Punkt A des Spannungsteilers. Überschreitet nun die Spannung am Punkt B die Spannung am Punkt A, so wird der Transistor 6 leitend gesteuert. Durch den nun fließenden Basisstrom des Transistors 7 steuert auch dieser durch und bewirkt ein Absinken des Potentials an B, wodurch der Transistor 6 noch mehr leitend steuert. Der Entladestrom teilt sich dabei in zwei Teilströme auf, von denen der eine über die Emitter-Basisstrecke des Transistors 6 über den Widerstand 5 und dem Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors 7 gegen Masse fließt. Der zweite Teilstrom fließt über den Emitter-Kollektor-Widerstand des Transistors 6, den Widerstand 8 und den Basis-Emitter-Widerstand des Transistors 7 gegen Masse. Die Teilströme werden durch die Basisvorwiderstände definiert, so daß bei entsprechender Dimensionierung unterschiedliche Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 6 und 7 für die Entladung unwirksam werden. Die beiden Widerstände 5 und 8 bestimmen dabei ferner die Entladezeitkonstante und damit den Entladekurvenverlauf. Dieser kann durch Änderung der beiden Widerstände den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Erfindungsgemäß ist nun dieser Sägezahngenerator triggerbar. Dies erfolgt, indem dem Widerstand 4 des die Referenzspannung abgebenden Spannungsteilers kurzzeitig durch Ansteuerung des Schalttransistors 10 ein Widerstand 11 parallelgeschaltet wird. Vernachlässigt man dabei den Kollektor-Emitter-Widerstand des Schalttransistors 10 und geht davon aus, daß die Widerstände 11 und 4 gleich groß sind, so wird bei Anliegen eines Triggerimpulses die Entladung des Kondensators 1 bereits einsetzen, wenn die Ladespannung größer ist als die Hälfte der maximal möglichen Ladespannungsamplitude. Wird hingegen der Transistor 10 schon vor Erreichen dieses Spannungswertes leitend gesteuert, so bleibt die Triggerung für den Sägezahngenerator unwirksam, und die Schaltung arbeitet, da der Nebenschluß wieder hochohmig ist, mit ihrer Eigenfrequenz, die ausschließlich von dem am Punkt A anliegenden Potential abhängig ist Dadurch ist praktisch eine Störimpulsausblendung gegeben, weil die Triggerung des Sägezahngenerators unabhängig vom

Anliegen der impulse am Triggertransistor 10 erst dann einsetzt, wenn die Mindestspannung am Kondensator anliegt. Hierdurch sind die Triggersperr- und die Triggerphase definiert (Fig. 3). Liegt nun der Ansteuerimpuls für den Schalttransistor 10 zeitlich innerhalb der Triggersperrphase an. so müssen erst, je nach Frequenzabweichung, eine oder mehrere Eigenschwingungen erfolgen, bis sich die Schaltung gefangen hat und die Synchronimpulse in die Triggerphase fallen.

Ein weiteres Beispiel ist in F i g. 2 dargestellt, bei dem in Reihe zum Widerstand U ein Stromgenerator 12 angeordnet ist. Dieser Stromgenerator bewirkt eine Änderung des während der Triggerung zum Widerstand 4 parallelgeschalteten Nebenschlusses, wodurch z. B. bei Verwendung als Vertikaloszillator in Fernsehgeräten

die Frequenz in Abhängigkeit des Synchronisierzustandes entsprechend den Erfordernissen nachkorrigiert werden kann. Auch in diesem Fall ist die Sägezahngeneratorschaltiing erst dann triggerbar, wenn eine ausreichende Mindestspannung am Ladekondensator 1 anliegt. Der Mindestspannungswert wird auch in diesem Ausführungsbeispiel durch den Widerstand im Nebenschluß bestimmt. Wird z. B. der Schalttransistor 10 bereits vor Erreichen der Mindestspannung angesteuert, so bleibt die Parallelschaltung des Nebenschlusses für den Sägezahngenerator unwirksam. Da der Nebenschluß sofort wieder hochohmig wird, schwingt der Generator wieder mit seiner Eigenfrequenz, die durch die im Punkt A anliegende Referenzspannung definiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Triggerbarer Sägezahngenerator, insbesondere für Ablenkschaltungen in Fernsehempfangsgeräten, mit einem über einen Widerstand aufladbaren Kondensator und einem hierzu parallel angeordneten Spannungsteiler, von dem eine Vergleichsspannung für einen Schwellwertschalter aus zwei komplementären Transistoren abgreifbar ist, der den Kondensator entlädt, wenn die Ladespannung größer wird als die Vergleichsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahngeneratorschaltung durch Änderung des Widerstandsteilerverhältnisses des Spannungsteilers (3, 4) durch Parallelschalten eines Widerstandes (11) zu einem der Widerstände (4) des Spannungsteilers (3, 4) mittels eines Schalttransistors (10) während des Hinlaufs innerhalb einer definierten Triggerphase triggerbar ist
2. 2. Sägezahngeneratorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der während der Triggerung hinzugeschaltete Widerstand (11) derart bemessen ist, daß durch Änderung des Spannungsteilerverhältnisses die Triggerung des Generators erst oberhalb einer Mindestladespannung in einer von der Eigenfrequenz begrenzten Triggerphase erfolgt.
3. 3. Sägezahngeneratorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsteilerverhältnis für eine Synchronisation zusätzlich durch einen Stromgenerator (12) veränderbar ist
4. 4. Sägezahngeneratorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator in Reihe mit dem während der Triggerung eingeschalteten Widerstand (11) geschaltet ist
5. 5. Sägezahngeneratorschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß den komplementären Transistoren (6, 7) Basiswiderstände vorgeschaltet sind, die die Entladefunktion des Kondensators (1) bestimmen.

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