DE2425560B2 - Vertikalablenkschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenkschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bekannt ist (vgl. DT-OS 20 62 605) eine Vertikalabtenkschaltung mit einem über eine Treiberstufe angesteuerten Gegentaktendverstärker, der aus einer !wischen den beiden Polen einer ersten Betriebsspannungsquelle liegenden Reihenschaltung aus zwei Ausgangstransistoren und einer Diode besteht, die mit der Kollektor-Emitter-Strecke desjenigen Ausgangstransittors, der während der ersten Hälfte der Ablenkzeit leitet, verbunden und derart gepolt ist, daß ihre Stromrichtung gleich der Stromrichtung in der Kollektor-Emitter-Strecke dieses Ausgangstransistors ist, wobei an dem Verbindungspunkt der beiden Ausgangstransistoren das eine Ende einer aus einer Ablenkspule und einem Kondensator bestehenden Reihenschaltung liegt, deren anderes Ende an einen Pol der Betriebsspannüngsquelle angeschlossen ist. Dabei weist die Treiberstufe eine Reihenschaltung eines Treibertransistors sowie eines Widerstandes und einer Induktivität auf, wobei ein Kondensator zwischen dem Verbindungspunkt der Induktivität und des Widerstandes und dem Verbindungspunkt der beiden Ausgangstransistoren liegt, deren Basen an den Kollektor des Treibertransistors angeschlossen sind.

Diese bekannte Vertikalablenkschaltung hat aber den eroßen Nachteil eines hohen Energieverbrauchs, da sie ständig mit Spannung von der Betriebsspannungsquelle beaufschlagt ist.

Eine Vertikalablenkschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist Gegenstand eines älteren Vorschlags (vgl. DT-OS 23 64 777).

Ein erster Nachteil dieser Verükalablenkschaitung ist. daß derjenige Ausgangstransistor, der während der ersten Hälfte der Hinlaufzeit leitet, auch während der Rücklaufzeit leitet; genauer gesagt, dieser Ausgangstransistor arbeitet während des ersten Teils der Rücklaufzeit in Sperrichtung, so daß sein Kollektorstrom entgegengesetzt zur Stromrichtung in seinem normalen Betriebszustand fließt, jedoch fließt der Kollektorstrom während des zweiten Teils der Rück- «5 laufzeit in der normalen Richtung. Somit wird während der Rücklaufzeit von diesem Ausgangstransistor unnötig Energie verDraucht.

Ein zweiter Nachteil ist, daß die Durchbruchspannung beider Ausgangstransistoren verhältnismäßig hoch sein

muß. Ein dritter Nachteil ist, daß einer der beiden Ausgangstransistoren in Sperrichtung betrieben wird. Wegen dieser beiden zuletzt genannten Nachteile is; es scnwierig, die Vertikalablenkschaltung in integrierter Schaltungstechnik auszuführen.

»5 Vom Gegenstand der älteren Anmeldung unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung durch das Kennzeichen des Patentanspruchs.

Da beim Gegenstand der Erfindung beide Ausgangstransistoren während der Rücklaufzeit gesperrt sind.

wird der Leistungswirkungsgrad der Vertikalablenkschaltung verbessert. Da außerdem die für die beiden Ausgangstransistoren erforderliche Durchbruchsspannung ebenso groß wie die Spannung der ersten Betriebsspannungsquelle sein kann, deren Spannung kleiner als die Spannung der zweiten Spannungsquelle ist, und keiner der Ausgangstrans,istoren in Sperrichmng arbeiten muß, ist die erfindungsgemäße Vertikalablenkschaltung auch gut für eine Herstellung in integrierter Schaltungstechnik geeignet.

Demgegenüber ist noch bekanntgeworden (vgl. DT-OS 22 47 230) ein Differentialverstärker für die Steuerung der Größe der Ströme durch die Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre, der eine Schalteinheit zum Umschalten der an den Kollektor-Emitter-Strekken von zwei Ausgangstransistcren liegenden Spannungen hat. Die Schalteinheit hat hierzu zwei Spannungsquellen, eine Diode, einen Transistor und eine Anforderungssteuerschaltung. Die Schalteinheit legt an die Emitter der beiden Ausgangstransistoren die Spannung der einen Spannungsquelle, wenn die Stromantvvort (dl/dt) der AMenkspulen klein ist, und die Spannung der anderen Spannungsquelle mit gegenüber der ersten Spannungsquelle höherer Spannung, wenn die Stromantwort groß ist. Auf diese Weise soll der Energieverbrauch der Ablenkschaltung verringert werden. Dabei bleibt aber offen, wie ein vorbestimmtes Signal zum Betrieb der Anforderungssteuerschaltung gewonnen werden kann.

Die Erfindung geht dagegen aus von einer Vertikalablenkschaltung mit einem Gegentaktendverstärker, von dem ein Strom mit periodischem Sägezahnverlauf so zur Ablenkspule fließt, daß die Spannungen dei beiden Spannungsquellen in jeder Periode der sich periodisch ändernden Ablenk- und Rücklaufzeit umgeschaltet werden.

Außerdem sind bei diesem bekannten Differentialverstärker die beiden Spannungsquellen über die Ausgangstransistoren mit den Ablenkspulen verbunden,

was zu einem hohen Energieverbrauch führt, wie bereits oben erläutert wurde, während bei der erfindungsgemäßen Ablenkschaltung während der Rücklaufzeit die beiden Ausgangstransistoren gesperrt sind.

Schließlich war für sich weiter bekannt (vgl. DT-OS 21 31 107) eine elektromagnetische Ablenkvorrichtung mit zwei Spannungsquellen unterschiedlicher Spannung und einem Schalter, um die Versorgung von zwei Ausgangstransistoren eines Vertikalablenkverstärkers mit der einen oder anderen Spannungsquelle vorzunehmen, wobei zwei Transistoren, die in der ersten Hälfte der Hiniaufzeit leiten, als Transistoren in Sperrichtung arbeiten, wenn rückwärts gerichtete elektromotorische Kräfte, die in den reihengeschalteten Ablenkspulen induziert werden, höher als die Spannung einer Hochspannungsquelle sind, und normal während der Rücklaufzeit arbeiten, wenn die rückwärts gerichteten elektromotorischen Kräfte niedriger als die Spannung der Hochspannungsquelle sind. Da die Ausgangstransitoren also auch während der Rücklaufzeit leiten, sind die durch sie verursachten Energieverluste ebenfalls groß, während — wie bereits erwähnt — bei der erfindungsgemäßen Verlikalablenkschaltung die beiden Ausgangstransistoren während der Rücklaufzeit gesperrt sind.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipschaltung eines erfindungsgemäßen Ausführungsb°ispiels,

Fig. 2 Strom- und Spannungssignale an den Hauptmeßpunkten der Schaltung nach F i g. 1 und

Fig. 3 eine ausgeführte Vertikalablenkschaltung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 enthält einen Treihertransistor t, Ausgangstransistoren 2 und 3 von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, einen Anschluß 4, an den eine erste Spannungsquelie Eb angelegt ist, einen Koppelkondensator 5, eine Ablenkspule 6, einen Schalter 7, der während der Ablenkzeit ausgeschaltet und während der Rücklaufzeit eingeschaltet ist, einen Anschluß 8. an den eine zweite Spannungsquelle Eb" angelegt ist, deren Spannung höher ist als die der ersten Spannungsquelle Eb', eine Diode 9, die verhindert, daß der Transistor 2 in Sperrichtung arbeitet, einen Kondensator 10 sowie Widerstände 11,12,13 und 14. In dieser Schaltung liegen die Widerstände 11, 12 und 13 in Reihe zwischen dem Anschluß 4 und dem Kollektor des Treibertransistors 1, und der Widerstand 14 ist an den Emitter des Transistors 1 und an Erde angeschlossen; durch die Anordnung dieser Bauelemente wird bewirkt, daß die Treiberschaltung während der Ablcnkzcit abwechselnd die Transistoren 2 und 3 betreibt. Die Easis des Ausgangstransistors 2 ist an den Verbindungspunkt der Widerstände 12 und 13 angeschlossen, sein Kollektor liegt über die Diode 9 am Anschluß 4 und sein Emitter ist mit dem Emitter des Transistors 3 verbunden. Die Basis des Transistors 3 ist an den Kollektor des Treibertransistors 1 angeschlossen, während sein Kollektor geerdet ist. Der Verbindungspunkt η zwischen uen Ausgangstransistoren 2 und 3 ist über den Kondensator 10 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 11 und 12 verbunden. An den Anschluß 4 ist π über den Kondensator 5 und die Ablenkspule 6 angeschlossen, ferner an den Anschluß 8 über den Schalter 7. Die Diode 9 kann auch zwischen dem Verbindungspunkt η und dem Emitter des Ausgangstransistors 2 liegen, obwohl sie in Fig. 1 an der Kollektorseite des Ausgangstransistors 2 eingezeichnet ist. Während der Ablenkzeil ts wird die Vertikalablenkschaltung durch die erste Spannungsquelle gespeist. Während der ersten Hälfte der Ablenkzeit wird der Ausgangstransistor 2 durch das Signal des Treibertransistors 1 betrieben, in der zweiten Hälfte der Ablenkzeit der Ausgangstransistor 3. Bei diesem Betrieb wird ein Strom mit dem in Fig.2(b) dargestellten Signalverlauf erzeugt, der die Ablenkspule 6 durchfließt. Der Kondensator 5 wird während der zweiten Hälfte der Ablenkzeit über den Transistor 3 geladen und während der ersten Hälfte der Ablenkzeit über den Transistor 2 entladen. Infolgedessen tritt am Verbindungspunkt η eine Spannung mit dem Signalverlauf nach F i g. 2 (a) auf. Die Rücklaufzeit r« ist die Zeitdauer, die benötigt wird, um den die Ablenkspule 6 durchfließenden Strom von seinem Wert am Ende eines Ablenkvorgangs auf den Wert des folgenden Ablenkvorgangs abzuändern. Um diese Rücklaufceit zu verkürzen, wurde eine bereits entwickelte Schaltung derart ausgelegt, daß die während der Rücklaufzeit in den Anschluß 4 eingespeiste Spannung aus einer zweiten Spannungsquelle erhältlich ist, die eine höhere Spannung als die der ersten Spannungsquelle abgibt, mit der die Vertikalablenkschaltung während der Ablenkzeit betrieben wird. Durch bloßes Ändern der in den Anschluß 4 eingespeisten Spannung fließt die Ablenkspule 6 während der Rücklaufzeit durchfließende Strom, der in Fig. 2 (c) dargestellt ist, aber auch durch den Ausgangstransistor 2. Wegen des Stroms durch den Transistor 2 während der Rücklaufzeit wird elektrische Energie vergeudet. Um diesen Energieverlust zu vermeiden, ist die Ablenkschaltung nach Fig. 1 derart aufgebaut, daß die Diode 9 in Reihe mit dem Transistor 2 liegt, und daß die Spannung aus der zweiten Spannungsquelle während der Rücklaufzeit über den Schalter 7 in den Verbindungspunkt η eingespeist wird. Der Strom der Ablenkspule 6 fließt deshalb nicht durch den Transistor 2, sondern durch den Schalter 7, d. h., der Strom der Ablenkspule 6 während der Rücklaufzeit fließt durch folgenden Stromkreis: Anschluß 8, Schalter 7, Kondensator 5, Ablenkspule 6 und Anschluß 4. Dementsprechend ist der Leistungswirkungsgrad der Vertikalableiikschaltung erhöht, da der Energieverlust im Transistor 2 während der Rücklaufzeit vermieden wird.

Die Durchbruchspannung des Transistors 2 muß nicht so hoch sein wie die Spannung der zweiten Spannungsquelle En", sondern liegt in der Größenordnung der Spannung der ersten Spannungsquelle Eb'. Zusätzlich ist für den Transistor 2 ein Betreiben in Sperrichtung, anders als bei der bereits entwickelten Schalung, unnötig, vvodurch der Entwurf der Vertikalablenkschaltung einfacher ist.

Die Ausgangstransistoren müssen natürlich nicht von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sein, sondern können dieselbe Polarität haben, wenn sie durch eine andere Erregung des Treibertransistors zum Leiten gebracht werden können und dabei eine Eintaktausgang-Gegentaktschaltung bilden.

Fig. 3 zeigt die Schaltung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. In der Figur sind für ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Der Strom durch die Ablenkspule 6 wird zu einem Transistor 16 rückgekoppelt, um den Treibertransistor 1 über einen Widerstand 15 zu steuern. Der Widerstand 13 in F i g. 1 ist hier durch einen Varistor (veränderlicher Widerstand) 17 ersetzt, der zur Temperaturkompensation dient. Nebenbei wird der Widerstand 13 dazu verwendet, die Transistoren 2 und 3 gleichzeitig leitend zu machen, damit der Strom durch

die Ablenkspule 6 nicht unterbrochen wird, was andernfalls beim Übergang von der ersten zur /weiten Hälfte der Ablenkzeit auftreten würde. Der Schalter 7, der während der Ablenkzeil ausgeschaltet und während der Rücklaufzeit eingeschaltet ist, besteht aus Transistoren 18 und 19, einer Diode 20 und Widerständen 21 und 22. Der Transistor 18 ist emitterseitigan den Anschluß 8 angeschlossen, kollektorseitig an den Verbindungspunkt η und basisseitig an den Widerstand 21, der wiederum mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden ist. Der Transistor 19 ist emitterseitig mit dem Anschluß 4 verbunden, basisseitig mit dem Verbindungspunkt η über den Widerstand 22. Die Diode 20 liegt zwischen dem Anschluß 8 und dem Verbindungspunkt //. Im Betrieb wird das Potential am Verbindungspunkt η angehoben, wenn die Ablenkzeit zu Ende ist, da an der Ablenkspule 6 eine Gegen-EMK (elektromotorische Kraft) entsteht. Durch den Spannungsanstieg wird der Transistor 19 eingeschaltet und danach auch der Transistor 18, d. h„ der Schalter 7 ist nun geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt klemmt die Diode 20 das Potential am Verbindungspunkt η auf die Spannung der zweiten Spannungsquelle Eb" fest. Wenn der aus der zweiten Spannungsquelle in die Ablenkspule 6 eingespeiste Strom einen Wert erreicht, der gleich demjenigen zu Beginn der Ablenkung entspricht, werden nacheinander die Transistoren 16,1 und 2 eingeschaltet, wodurch das Potential am Verbindungspunkt η verringert wird. Die Verringerung der Spannung an diesem Punkt bewirkt.

daß die Transistoren 19 und 18 ausgeschaltet werden, d. h.. der Schalter 7 ist jetzt geöffnet.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist, lassen sich mit der Erfindung wesentliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erzielen. Zum ersten wird der Leistungswirkungsgrad verbessert, da der Energieverbrauch für die Rücklaufzeit verringert ist, indem die Transistoren 2 und 3 während dieser Zn! ausgeschaltet sind.

ίο Zum zweiten ist die crfindungsgcmäßc Vertiknlablenkschaltung sehr gut für die Herstellung in integrierter Technik geeignet, weil die für den Transistor 2 erforderliche Durchbruchspannung ebenso groß wie die Spannung der ersten Spannungsquelle fcVsein kann und weil der Transistor 2 nicht in Sperrichtung arbeiten muß. Die crfindungsgcmäßc Vcrtikalablcnkschaltung kann auch einen weiteren Schalter zwischen dem Verbindungspunkt des Schalters 7 mit dem Kondensator 5 und dem Verbindungspunkt der Transistoren 2 und 3 enthalten, wobei dieser weitere Schalter während dei Ablenkzeit eingeschaltet und wahrend der Rücklauf/eil ausgeschaltet wird. In diesem Fall können die Durchbruehspannungen der Transistoren 2 und 3 auf die Spannung der ersten Spannungsquclle vcrringer werden, die niedriger ist als die der zweiten Spannungs quelle, verbunden mit dem Vorteil, daß die Vcrtikalab lenkschaltung noch leichter in integrierter Technil herstellbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vertikalablenkschaltung mit einem über eine Treiberstufe angesteuerten Gegentaktendverstärker, der aus einer zwischen den beiden Polen einer ersten Betriebsspannungsquelle liegenden Reihenschaltung aus zwei Ausgangstransistoren und einer Diode besteht, die mit der Kollektor- Emitter-Strekke desjenigen Ausgangstransistors, der während der ersten Hälfte der Ablenkzeit leitet, verbunden und derart gepolt ist, daß ihre Stromrichtung gleich der Stromrichtung in der Kollektor-Emitter-Strecke dieses Ausgangstransistors ist, wobei an dem Verbindungspunkt der beiden Ausgangstransistoren das eine Ende einer aus einer Ablenkspule and einem Kondensator bestehenden Reihenschaltung liegt, deren anderes Ende an einen Pol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, und mit einer zweiten Spannungsquelle höherer Spannung als der ersten Betriebsspannungsquelle, die über einen Schatter, der während der Hinlaufzeit geöffnet und während der Rücklaufzeit geschlossen ist, an den Gegentaktendverstärker angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe aus einer zwischen den beiden Polen der ersten Betriebsspannungsquelle (Eb) liegenden Reihenschaltung eines Treibertransistors (1) und zweier Widerstände (11, 12) besteht, daß ein Kondensator (10) zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände (11, 12) und dem Verbindungspunkt (n) der beiden Ausgangstransistoren (2, 3) liegt, deren Basen an den Kollektor des Treibertransistors (1) angeschlossen sind und daß die über den Schalter (7) angelegte zweite Spannungsquelle (Eb") mit dem Verbindungspunkt (n) der beiden Ausgangstransistoren (2, 3) verbunden ist.