DE2434010B2 - Monolithische integrierte Schaltung - Google Patents

Description

des Sägezahnsignals übereinstimmt, welches ebenfalls von dem Oszillator erzeugt wird und mittels der Leistungsstufe PS den Strom in dem Joch Y_v steuert. Bei dieser Anordnung hat der Synchronisierimpuls nur ein Vorzeichen. Die Gleichspannungsversorgung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht geneigt.

Die in Fig.2 gezeigte Anordnung enthält die erfindungsgemäße monolithische integrierte Schaltung. Bei dieser Anordnung sind der Oszillator O, die Synchronisierstufe O 2 und das außerhalb der integrierten Schaltung angeordnete Schaltungselement O 1 zum Einstellen und Regulieren der Frequenz des Oszillators vorgesehen. Der Oszillator erzeugt rechteckige Impulse mit einer relativ zur Rücklaufzeit in dem Joch kurzen Dauer, und diese Rechteckimpulse werden dem Sägezahngenerator R sowie dem Verstärker PA zugeführt. Dem Verstärker PA werden die Impulse zweifach zugeführt: einmal zum Einleiten des Abschalteiis des Steuertransistors und zum anderen zum Einleiten des Abschaltens des Leistungstr^/isistors des unteren Teils der Endstufe. Der Sägezahngenerator /? erzeugt die Sägezahnspannung, die den Verstärker PA steuert, und enthält Schaltungselemente R 1 außerhalb der integrierten Schaltung, welche zur Einstellung der Neigung und der Amplitude sowie zu Parabel- und Exponentialkorrekturen dienen.

Der Verstärker PA enthält die Schutzstufe PA 1 für den Steuertransistor und die Schutzstufe PA 2, die dazu dient, den Leistungstransistor des unteren Teil; der Endstufe in seinem abgeschalteten Zustand und im VcEs-Zustand bis zum Ende der Rücklaufzeit zu halten. Die Stufen PA 1 und PA 2 sind in ihrer Arbeitsweise von dem Verstärker PA ebenso wie von der Rücklaufstufe FG abhängig und daher sind diese Stufen zu einer Gruppe zusammengefaßt. Die angeschaltete Last enthält das Joch Yy und hängt sowohl von der Stufe PA als auch von der Stufe FG ab, wie später noch beschrieben wird.

Die Diagramme, weiche die von einem Block zum anderen übertragenen elektrischen Größen anzeigen, sind nicht maßstabsgetreu.

Das in Fig.3 dargestellte Schaltungsdiagramm zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen monolithischen integrierten Schaltung. Alle aktiven und passiven Schaltungskomponenten, die in der monolithischen integrierten Schaltung enthalten sind, befinden sich in dem Diagramm von F i g. 3 innerhalb der gestrichelten Linie. Ferner befinden sich in Fig.3 Abschnitte O+ Oi, O2, R+Ri, PA 1, PA 2, die von durchgezogenen Linien umgeben sind und die später in der Beschreibung der F i g. 4 in gleicher Weise bezeichnet werden, jedoch nur bezüglich desjenigen Teils jedes Abschnittes der sich in der monolithischen integrierten Schaltung befindet. Die Anordnung wird nachfolgend sowohl in struktureller als auch in wirkungsmäßiger Hinsicht vollständig beschrieben, wobei eine Unterteilung in die nachfolgenden Einzelteile der Anordnung vorgenommen wird:

a) temperaturkompensierte und spannungssstabilisierte Speisestufe;

b) Oszillatoreinheit und Synchronisierstufe;

c) Sägezahngeneratoreinheit;

d) Leistungsverstärker und Rücklaufstufe.

a) Temperaturkondensierte
und spannungsstabilisierte Speisestufe

Diese Stufe ist in der integrierten Schaltung enthalten und besteht aus einem Stabilisiernetzwerk üblicher Art.

enthaltend die Elemente Q 16, R 1, Qi, Q5, Z61, R2, R3, R 4, Q 17, Ci und Z62 und die Transistoren ζ)24, <?25, (?63, <?26, ζ»27 und (?28, deren Emitter temperaturkompensierte und stabilisierte Spannungen gesondert jedem Teil der Schaltungsanordnung zuführen, welche zur korrekten Ausführung der Erfindung eine Spannungsversorgung solcher Qualität benötigt. Im einzelnen sei darauf hingewiesen, daß von den obengenannten Transistoren Q 63 und Q 27 aus

ίο praktischen und konstruktiven Gründen in dieser Qualität hergestellt worden sind, obwohl die ihnen zugeordnete Last dies nicht notwendig macht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird hier nicht auf die Gleichspannungsgeneratoren eingegangen, die von üblicher Bauart sind und an anderen Stellen des Schaltungsdiagramms erscheinen. Der gesamte dem System zugeführte Strom wird von einer gemeinsamen Stromquelle erhalten, die zwischen die Anschlußklemme 2 und die Erde TAB angelegt ist.

b) Oszillatoreinheit und Synchronisierstufe

Der Oszillator enthält einen Differentialverstärker Q 12, Q9, Q10 und Q13, der über die Emitter von dem Stromerzeuger Q2 gespeist wird und bei dem in Serie zu den Kollektoren von Q9 und Q10 die Transistoren ζ) 19 und Q 20 liegen, die als aktivierter Stromspiegel geschaltet sind. Dieser aktivierte Stromspiegel ermöglicht es in bekannter Weise, an die Basis des Lasttransistors ζ) 31 die Differenz zwischen den

so Strömen durch die Kollektoren von Q9 und Q10 anzulegen. Der Transistor Q10 wird nach Art einer Darlington-Schaltung von dem Transistor Q13 gesteuert, an dessen Basis die Bezugsspannung des Punktes Fdes Spannungsteilers liegt, dessen eines Ende

i"> mit Erde verbunden ist und dessen anderes Ende die stabilisierte Spannung von dem Emitter von Q 24 erhält. Dieser Spannungsteiler hat noch weitere Abzweigungspunkte G und H, die näher an Erde als die Basis von Q13 liegen. Der Abzweigungspunkt G, d. h. der der Basis von Q 13 nächstgelegene Abzweigungspunkt, ist mit dem Kollektor des Transistors Q2i verbunden, dessen Basis Strom von dem Emitter von ζ)31 erhält, wenn ζ)31 leitend ist. Der oben beschriebene Differentialverstärker hat eine hohe Spannungsverstärkung und ist in positiver Weise gegengekoppelt, wodurch eine Trigger-Schaltung entsteht, die zwei wohldefinierte Schwellenwerte aufweist. Diese Schwellenwerte sind durch die beiden Spannungen am Punkt F des Spannungsteilers im Sättigungs- bzw. im Abschaltzustand von ζ>21 gegeben. Der jeweilige Wert der Trigger-Spannung an der Klemme 9 relativ zu den beiden genannten Schwellenspannungen bestimmt den Zustand des Differentialverstärkers, der aus den Darlington-Paaren Qi2, Q9 und Qi3, QiO besteht.

Dieser positiv rückgekoppelte Differentialverstärker bildet zusammen mit dem Transistor Q18 und den außerhalb der integrierten Schaltung befindlichen Komponenten ClOl, R 105, R 106 einen freilaufenden Oszillator, der durch Änderung des Widerstandes 106 in

bo seiner Frequenz einstellbar ist. ClOl wird über die mit einer temperaturkompensierten und spannungsstabilisierten Spannungsquelle innerhalb der integrierten Schaltung verbundenen Widerstände R105, R106 geladen, während die Transistoren ζ) 21 und ζ) 18

Di abgeschaltet sind und somit die Spannung an dem Abzweigpunkt Fgleich dem oberen Schwellenwert ist. Wenn die Spannung an C101 diesen oberen Schwellenwert erreicht, wird der Differentialversiärker nmtrp-

schaltet, wodurch die Spannung an dem Abzweigungspunkt F erniedrigt wird und der Kondensator CIOl über Q 18 entladen wird, bis die Spannung an C101 den unteren Schwellenwert annimmt, der durch die Sättigung von Q2i dem Punkt Faufgeprägt wird. Daraufhin schaltet der Differentialverstärker ζ)31 und ζ)21 ab, so daß am Punkt F wieder die obere Schwellenspannung erhalten wird.

Der Abzweigungspunkt H ist mit der Synchronisierstufe verbunden, die die Schaltungselemente Q 14, Q 22 ι ο und Q 23 enthält. Diese Synchronisierstufe enthält die Parallelschaltung eines in Emitterschaltung geschalteten NPN-Transistors Q23 einerseits und eines in Basisschaltung geschalteten NPN-Transistors <?22 und eines in Kollektorschaltung geschalteten PNP-Transistors ζ) 14 andererseits. Der Eingangsimpuls der Synchronisierstufe wird über die Anschlußklemme 8 und den Spannungsteiler R 14, R 53 eingegeben, der sich zwischen dem der Basis von C*23 und dem Emitter von ζ) 22 gemeinsamen Punkt und Erde befindet, wobei Erde mit dem Emitter von ζ)23, der Basis von ζ)22 und dem Kollektor von Q14 verbunden ist. Es dürfte deutlich werden, daß bei Anlegen eines relativ zu Erde positiven Impulses mit genügender Amplitude an der Klemme 8 der Transistor C? 23 an seinem Ausgang, d. h. an dem Punkt H, seinen Kollektor-Emitter-Sättigungswiderstand liefert. Auf diese Weise fällt während der nutzbaren Dauer des Impulses der Widerstandswert zwischen dem Punkt Λ/und Erde von etwa 1,2 kQ auf einige wenige Ohm, und demzufolge fällt die Spannung jo an dem genannten Punkt fast auf Null, während die Spannung an dem Punkt F nur dann abfällt, wenn der Transistor ζ) 21 abgeschaltet ist, d.h. wenn die Spannung am Punkt F gleich dem oberen Schwellenwert ist. Dasselbe ergibt sich, wenn der der Klemme 8 3^r> zugeführle Synchronisierimpuls ein negatives Vorzeichen hat, da in diesem Fall Q 14 von Q 22 auf Sättigung gesteuert wird, wodurch die Spannung am Punkt H auf Null geht. Die Synchronisierimpulse an der Klemme 8 sind daher dazu imstande, den Oszillator dadurch zu synchronisieren, indem sie eine Umschaltung von dem oberen Grenzwert zu dem unteren Grenzwert dann bewirken, wenn die Differenz zwischen den beiden Frequenzen — der freien Frequenz des Oszillators und der Synchronisierfrequenz — fortgesetzt mit einem gewissen Prozentsatz des Wertes der freien Frequenz auftritt. Im allgemeinen beträgt dieser Prozentsatz 20% und ist durch die Abmessungen des Spannungsteilers mit den Abzweigpunkten F, G und H gegeben und hängt davon ab, ob man ein mehr oder weniger starkes Ansprechen der Schaltung auf momentan abweichende Eingangsimpulse wünscht. Der Oszillator hat an seinem Ausgang den Transistor Q 31, dessen Leitungszustand in der oben beschriebenen Weise synchronisiert ist. Dementsprechend wird der Emitterstrom von Q3i, ^r> > außer daß er, wie oben beschrieben wurde, für interne Erfordernisse des Oszillators eingesetzt wird, nämlich Q 18 und ζ) 21 zu steuern, auch dazu verwendet, den Sägezahngenerator zu steuern zwecks Abschaltens der Steuerstufe und des unteren Abschnittes der Endstufe, (>" wie noch beschrieben wird.

c) Sägezahngeneratoreinheit

Die Sägezahngeneratoreinheit enthält Q25, RiOi, /?102, Qf>, /?15, /?16, <?7, QS, Γ102, C103. Die ι.ϊ Komponenten R101, «102, C102, Π03 sind als externe Komponenten der integrierten Schaltung hinzugefügt zusammen mit anderen Komponenten, die später erwähnt werden und notwendig sind zur Durchführung von Korrekturen, die an der geradlinigen Anstiegsflanke des Sägezahnsignals vorgenommen werden. Der Sägezahngenerator ist an seinem Eingang mit einem Schalter versehen, der von dem Oszillator gesteuert wird, und hat an seinem Ausgang einen Impedanzadapter, um den Leistungsverstärker, der dem Vertikalablenkjoch Strom zuführt, mit einer geringen Innenimpedanz zu steuern. Die Sägezahnspannung wird an der Basis von Q 15 erhalten, wobei der Stromerzeuger Q 8 die in Serie liegenden Kondensatoren C102 und C103 über die Klemme 12 lädt. Die Basis von Qi5 ist mit dem Kollektor von Q 30 verbunden, der als Schalter arbeitet und während der Leitungsperiode von ζ) 31 durch den Oszillator periodisch eingeschaltet wird, wobei die Leitungsperiode mit dem Beginn des Rücklaufes in dem Ablenkjoch beginnt und nach etwa 25% der gesamten Rücklaufzeit am Joch endet. Das Sägezahnsignal beginnt dann vor dem Ende der Rücklaufzeit in dem Joch, d. h. vor dem Beginn des Hinlaufes in dem Joch. Der Stromerzeuger QS erhält ¹On dem Stromspiegel Q 6, Q 7 einen Strom, der gleich dem durch Q 25 fließenden ist und mittels RiO2 einstellbar ist, der in Serie zu R101 zwischen der Klemme 7 und Erde liegt. Diese Einstellmöglichkeit gestattet es, die Amplitude und die Neigung des Sägezahnsignals unabhängig von dem Steuersignal zu variieren, welches ζ) 30 von dem Oszillator übermittelt. Der Transistor Q 15 arbeitet mit geerdetem Kollektor, während sein Emitter mit dem Verbund-Transistor <?11, (?29 in Reihe liegt, wobei der Emitter von QU und der Kollektor von Q29 beide mit dem Stromerzeuger Q 4 und mit der Anschlußklemme 1 verbunden sind. Die Klemme 1 ist ein Ausgangspunkt, von dem aus das von dem Sägezahngenerator erzeugte Signal an die Klemme 10 gelangt, die den Eingang zu dem Leistungsverstärker darstellt, und zwar Ober die außerhalb der integrierten Schaltung angeordneten Komponenten C104 und R 109. Die externen Komponenten sind zur gesteuerten Deformierung der geradlinigen Form der Spannung während des Aufladens von C102 und C103 vorgesehen; dieses Aufladen erfolgt wie oben erwähnt, mit einem konstanten Strom. Eine solche Deformierung hat eine parabelförmige Komponente, die dadurch erhalten wird, daß ein Strom über Λ 107, RiOS an C103 übertragen wird, der von der Spannung an C102 abhängt, und bewirkt außerdem eine exponentielle Vordeformation, die mittels der Widerstände R 103, R 104 erhalten wird, welche zwischen der Klemme 12 und Erde geschaltet sind.

d) Leistungsverstärker und Rücklaufstufe

Kurz gesagt, enthält dieser Teil der Anordnung:

1. eine Darlington-Eingangsstufe vom Differentially P;

2. eine Steuerstufe, welche die Leitung des Leistungsabschnittes der Endstufe steuert, welche während der Hinlaufzeit im A-B-Betrieb arbeitet; diese Steuerstufe wird durch einen Impuls abgeschaltet, der von dem Oszillator beim Beginn der Riicklaufzeit erzeugt wird, und weist geeignete Mittel zum Begrenzen des Spannungsanstiegs am Kollektor während der Rücklaufzeit auf;

3. die unteren und oberen Abschnitte der genannten Endstufe, welche zwei Leistungstransistoren vom NF'N-Typ aufweisen, die von einem NPN-Transi-

stör in Darlington-Schaltung bzw. von einem PNP-Transistor in Verbundschaltung gesteuert werden, wobei der untere NPN-Transistor während der Rücklaufzeit abgeschaltet wird und die beiden Abschnitte durch eine geeignete Schaltung vorgespannt werden;

4. ein eine negative Rückkopplung bewirkendes Metzwerk für Wechselstrom und ein eine negative Rückkopplung bewirkendes Netzwerk für Gleichstrom zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers;

5. erste Mittel zum Aufladen eines Kondensators mit einer Spannung, die gleich der Speisespannung während der Hinlaufzeit ist; zweite Mittel zum Außerbetriebsetzen der ersten Mittel während der Hinlaufzeit und praktisch zum Kurzschließen der Basis und des Emitters des unteren NPN-Transislors der Endstufe während der gesamten Rücklaufzeit; weitere Mittel, die es ermöglichen, die in dem Kondensator gespeicherte Spannung dazu zu verwenden, eine Spannung an die induktive Last,

d. h. an das Joch, anzulegen, die etwa zweimal so groß ist wie die der gemeinsamen Stromversorgung.

Die unter den obigen Punkten 1 bis 5 genannten Schaliungsteile werden nachstehend im einzelnen erörtert.

1. Der Differentialverstärker weist die Transistoren CMI₁ (?36, <?37, <?42, <?43 <?44 auf. Dieser Differentialverstärker ist einer Stromquelle ζ)27 und einer zweiten temperaturkompensierten und spannungsütabilisierten Stromquelle Q 28 zugeordnet, die dem Spannungsteiler R 23, R 24 Strom zuführt, um die Basis von Q42 vorzuspannen, die den Bezugseingang des Dil'ferentialverstärkers bildet. Den anderen Eingang des Dil'ferentialverstärkers bildet die Basis von <?41,die mit der Klemme 10 verbunden ist. Die Klemme 10 ist außerhalb der integrierten Schaltung mit dem Ausgang des Sägezahngenerators (Klemme 1) über den in Reihe mit C104 liegenden Widerstand 109 verbunden sowie mit negativen Wechselstrom- und Gleicnstromrückkopplungsnetzwerken, die später beschrieben werden. Der Ausgang des Differentialverstärkers, der von den Kollektoren von ζ)37 und Q44 gebildet wird, ist mit der Basis von Q 46 verbunden.

2. Die Steuerstufe enthält die Transistoren ζ) 46, ζ) 45, <?34, ζ>35, <?32 und (?33. ζ>34 _Und ζ)35 sind in wohlbekannter Weise unter Bildung eines Stromspiegels angeordnet, der den durch den Kollektor von ζ) 28 fließenden Stromwert reproduziert, und erhalten Strom während des Hinlaufes über die Diode DlOl von der gemeinsamen Stromversorgung (Klemme 2). Der Transistor (?45, dessen Emitter und Kollektor in Serie zu dem Kollektor von Q46 liegen, erhält während der Hinlaufzeit einen konstanten Basisstrom von Q32, ζ)33, wobei dieser Basisstrom einen solchen Wert hat, daß er Q4.5 sättigt. Beim Beginn der Rücklaufzeit nimmt, da DS3 leitend wird und aufgrund der Spannung an CIlO, wie noch in Verbindung mit üem Rücklaufteil der Schaltung erörtert wird, die Ausgangsklemme 4 und damit der Emitter von ζ)38 ebenso wie der Kollektor von (?45 eine positive Spannung an, deren Wert höher ist alü der der gemeinsamen Speisespannung; der Transistor (?45 verläßt daher seinen Sättigungszustand, b5 da seine Basisspannung die gemeinsame Speisespannung nicht übersteigen kann, und erhält eine Spannung zwischen seiner Kollektor- und seiner Emitterelektrode, die höher ist als der Wert der gemeinsamen Speisespannung. Auf diese Weise wird der Kollektor des Steuertransistors Q 46 gegen diese Spannung geschützt, die bei Weglassen von ζ) 45 einen Wert haben würde, der gleich der gesamten Rücklaufspannung wäre. Diese besondere Anordnung von Q 45, der die obenerwähnte Funktion durchführt, während die Rücklaufspannung auftritt, ist eines der die Erfindung charakterisierenden neuen Merkmale. Außer der oben beschriebenen Schutzfunktion ist noch ein Schutz vorgesehen, der durch ζ) 48 bewirkt wird, dessen Funktion es ist, die Basis von ζ) 46 zu Beginn des Rücklaufes nach Erde kurzzuschließen. Die Basis von (?46 ist mit dem Kollektor von C? 48 verbunden, und der Emitter von ζ) 48 ist mit Erde verbunden. Die Basis von ζ) 48 wird über R 17 von dem Ausgangsimpuls von Q 31 des Oszillators gesteuert.

3. Die Endstufe enthält in ihrem oberen Abschnitt ein Darlington-Paar Q 52, Q 55, wobei /728 in Serie zu dem Emitter von Q 52 liegt und /?29 parallel zur Basis-Emitter-Strecke von ζ)55 liegt, während die Kollektoren von Q 52 und Q 55 mit der Klemme 5 und über die letztere mit der Klemme 2, dem positiven Pol der gemeinsamen Speisespannung, nämlich über die Diode D101, die außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet ist, verbunden ist. Die Diode D101 ist mit ihrer Anode mit der Klemme 2 verbunden und leitet daher während der Hinlaufzeit und wird während der Rücklaufzeit abgeschaltet. Eine weitere dem oberen Abschnitt der Endstufe zugeordnete Komponente ist die Diode D 53, deren Kathode mit dem Kollektor von Q 55 verbunden ist und die nur während der Rücklaufzeit wirksam ist und in einer noch zu beschreibenden Weise. Der untere Abschnitt der Endstufe enthält die Transistoren ζ)38 und (?56 vom PNP- bzw. NPN-Typ in Verbundschaltung; die Basis von <?56 ist mit dem Kollektor des Hilfstransistors Q 47 verbunden, Q47 erhält zu Beginn der Rücklaufzeit den Steuerimpuls von ζ) 31 des Oszillators über R 27 und Q 60, der als Diode geschaltet ist, schaltet dann Q 56 ab und wird dann gesättigt, sobald die Rücklaufspannung den Wert der gemeinsamen Speisespannung übertrifft, wobei die Basis von Q 47 mit einem der Kollektoren von ζ) 39 verbunden ist, um während der Rücklaufzeit fast einen Kurzschluß zwischen Basis und Emitter von Q 56 zu erreichen, und zwar gerade dann, wenn die Spannung am Kollektor von Q 56 höher ist als der Wert der gemeinsamen Speisespannung. Außer dem oberen und dem unteren Abschnitt ist eine Vorspannungseinheit vorgesehen, die die Komponente <?40, (?58, (?59 und R25 aufweist und dem Zweck dient, an einem Punkt zwischen der Basis von ζ) 52 und der Basis von Q 38 eine Spannung anzulegen, die bei allen Temperaturbedingungen den für die Arbeitsweise im A-B-Betrieb der Endstufe notwendigen Strom sicherzustellen vermag.

4. Das der negativen Wechselstromrückkopplung dienende Netzwerk ist außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet und enthält den Widerstand R 114 eines geringen ohmschcn Widerstandswertcs, der mit seinem einen Ende mit Erde verbunden ist und mil dem Kondensator 106 in Serie liegt, welcher in Serie mit der Last, d. h. dem Ablenkjoch Yv, liegt; ferner enthält das Netzwerk einen Widerstand 113, der zwischen dem Verbindungspunkt von /?M4 und C106 und den Eingang zu dem Differentialvcrstärker (Klemme 10) geschaltet ist, und einen Widerstand /7112, der die Klemme 10 mit der einen Elektrode von C106 verbindet, wobei diese Elektrode mit dem loch

verbunden ist. Beim Betrieb dient das negative Wechselstromrückkopplungsnetzwerk dazu, mittels des Netzwerkes R109, R 113, R 112 die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators mit der Spannung an Λ 114 zu vergleichen, die proportional zu dem Strom durch das Joch Jv ist, wodurch eine negative Stromrückkopplung erhalten wird.

Das negative Gleichstromrückkopplungsnetzwerk ist außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet und enthält zwei in Serie geschaltete Widerstände R 110 und /7111; das eine Ende von /7111 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen C106 und dem Joch W verbunden, während das eine Ende von R 110 mit dem Eingang des Differentialverstärkers (Klemme 10) verbunden ist Ein Kondensator ist zwischen dem Verbindungspunkt von /7110 und /7111 und Erde geschaltet und dient dazu, die Wechselspannungskomponente der an den Elektroden von C106 anliegenden Spannung zu eliminieren.

Beim Betrieb dient das negative Rückkopplungsnetzwerk dazu, den Durchschnittswert der Spannung an der Klemme 4 bezüglich Erde zu definieren, und zwar durch Vergleich mit der Bezugsspannung an der Basis von <?42 des Differential Verstärkers. Ein solcher Vergleich wird durchgeführt mittels des Spannungsteilers, der aus /7111, /7110, /7112, /7113 und /7114 besteht. Der Widerstand /7112 dient dazu, die während der Spannungsänderungen auftretenden Schwingungen zu dämpfen. Schließlich wird auf das externe Netzwerk C108, /7115 hingewiesen, welches zwischen die Klemmen 4 und 11 gelegt ist und die Funktion hat, eine Begrenzung für die obere Abschneidefrequenz des Verstärkers zu bilden.

Die Rücklaufstufe enthält die Komponenten D 53, <?39, /732, <?49, /734, <?51, /733, (?63, ζ)57, /736, <?50, /735, <?54, CIlO, DlOl und C109. Von all diesen Komponenten sind nur CIlO, DlOl und C109 außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet. Der Transistor <?51 und die Diode D101 ermöglichen es, daß der zwischen die Klemmen 5 und 3 geschaltete Kondensator UO auf eine der gemeinsamen Speisespannung fast gleiche Spannung aufgeladen wird. Der Transistor Q 51, dessen Emitter mit Erde verbunden ist und dessen Kollektor mit der Klemme 3 verbunden ist, wird während der Hinlaufperiode gesättigt, während die Klemme 5 eine positive Spannung hat, die gleich der gemeinsamen Speisespannung ist, weil D101 während der Hinlaufperiode leitend ist. Der Transistor ζ>51 ist mit seiner Basis mit dem Widerstand R 33 und mit dem Kollektor des Transistors Q 49 verbunden, der während der Hinlaufzeit abgeschaltet wird, so daß dann der mit dem Stromerzeuger Q 63 verbundene Widerstand /733 seinen gesamten Strom der Basis von ζ) 51 zur Sättigung desselben zuführen kann. Während der RUcklaufzeit ist Q 49 bis zu seiner Sättigung durch den Strom steuerbar, der ihm von einem der Kollektoren des PNP-Transistors <?39 zugeführt wird; dies führt zum Abschalten von Q51. Der mit mehreren Kollektoren versehene Transistor Q 39 weist einen weiteren Kollektor auf, der das Darlington-Paar <?50, <?57, /735, /736 während der Rücklaufzeit sättigt. Die Basis von (?39 ist mit dem positiven Pol der allgemeinen Speisespannung über den Widerstand /732 verbunden, und der Emitter von <?39 ist mit der Ausgangsklemme 4 verbunden. Während der Hinlaufperiode ist daher der Basis-Emitter-Übergang in Sperrichtung gepolt, so daß Q39 abgeschaltet ist. Da C?56 am Ende der Hinlaufperiode abgeschaltet wird, fließt der Strom in dem Joch Yv, der ein gewisses Beharrungsvermögen hat, durch die Diode D53 zur Klemme 5, während D53 leitend ist, weil die Spannung am Joch, wenn die externe Spannung zwischen Klemme 5 und Erde hier nicht entgegenwirken würde, viel höher wäre als die letztgenannte Spannung. Die Klemme 4 nimmt dann einen genügend positiven Wert relativ zur Speisespannung an, und demzufolge wird ζ)39 leitend. Während der ersten Momente der Leitung der Diode 53, die ein Ansteigen der Spannung zwischen den Klemmen 4 und 5 verursacht, ist es ratsam, diesen Spannungsanstieg zu verlangsamen, so daß der Transistor Q'56 genügend Zeit hat, vollständig abgeschaltet zu werden. Zu diesem Zweck ist der Kondensator C109 vorgesehen, der dadurch, daß er aufgeladen wird, die gewünschte Verlangsamung bewirkt.

Zu diesem Zeitpunkt ist Q 49 von Q 39 gesättigt, und ζ) 51 ist abgeschaltet. Das Abschalten von Q 51 hat eine Spannungsänderung an der Klemme 3 zur Folge, wobei diese Spannung über den Wert der gemeinsamen Speisespannung ansteigt und es der Diode D 54 ermöglicht, leitend zu werden und so den Strom von dem Joch Yv über D 53 und CIlO zu der gemeinsamen Speisespannung fließen zu lassen. Unter diesen Bedingungen ist die gegen das Joch Yv wirkende Spannung ungefähr zweimal so groß wie die Speisespannung plus Spannungsabfall an den Dioden D 53 und D 54. Die Leitung von Q 39 hat die Sättigung von Q 47, die Sättigung von ζ) 49 und die Sättigung des Darlington-Paars Q 50 und Q 57 zur Folge, wie oben erwähnt wurde. Die Sättigung des Darlington-Paares ist notwendig, wenn während der Rücklaufzeit als Folge der gegen das Joch wirkenden Spannung der Strom im Joch umgekehrt wird. Auf diese Weise findet der Strom entgegengesetzten Vorzeichens, der nicht mehr durch die Diode D 54 fließen kann, einen Ersatzweg durch Q 57, der gesättigt wird. Beim Auftreten dieser Stromumkehr tritt auch an die Stelle der Diode 53 der Transistor Q 55, der schon vor dem Ende der Rücklaufzeit von dem Sägezahngenerator gesättigt wird. Der Joch-Strom, dessen Vorzeichen umgekehrt ist, kann bis zu einem Maximalwert anwachsen, der von dem Strom abhängt, den Q 55 im Verhältnis zu dem an der Eingangsklemme des Differentialverstärkers anliegenden Eingangssignal führen kann. Dieser Maximalwert tritt in dem Moment auf, in dem der Strom durch /7113, der von diesem Maximalwert abhängt, gleich dem Strom durch R109 wird, welcher von dem Sägezahngenerator zugeführt wird. Der Rücklauf wird in diesem Moment beendet; Q 55 verläßt seinen Sättigungszustand und steuert den Hinlaufstrom im Joch, der sich zu vermindern beginnt. In diesem Moment erfolgt der Wechsel zwischen dem Anwachsen und dem Abfallen des Joch-Stromes; dementsprechend unterliegt die Spannung am Joch einem plötzlichen Abstieg, und ebenso vermindert sich die Spannung an der Klemme 4 wie auch am Emitter von Q 39 bis auf einen Wert der geringer ist als der der gemeinsamen Speisespannung, während Q 39 wieder abgeschaltet wird und die Bedingungen, die oben schon in Verbindung mit dem Hinlauf erörtert wurden, wieder hergestellt werden.

Fig.4 zeigt die monolithische integrierte Schaltung in vergrößertem Maßstab, wobei diese Schaltung dem Schaltungsdiagramm von F i g. 3 entspricht und auch hinsichtlich der topographischen Struktur einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung bildet. In Fig.4 werden zur Bezeichnung der Anschlußklemmen dieselben Bezugszeichen benutzt, wie sie in Fig.3 in

Rechtecken eingezeichnet sind. Die Bedeutung der Klemmen im einzelnen ist wie folgt:

ist der Ausgang des Sägezahngenerators;

ist der positive Pol der gemeinsamen Speisespannung;

ist ein Punkt der Riicklaufstufe, der mit dem Kollektor von Q5i,dem Emitter von C?57undmit der Anode von D 54 verbunden ist;

ist die Ausgangsklemme, die mit dem Joch verbunden werden kann;

ist der Punkt, der mit den Kollektoren von Q 52 und Q55 verbunden ist;

ist ein spannungsstabilisierter Punkt zum Zuführen des internen Sägezahnsignals des Oszillators und zum Einstellen der Frequenz desselben;

ist ein Punkt, der mit dem Emitter von <?25 verbunden ist, an dem die Amplitude und die Neigung des Sägezahnsignals des Sägezahngenerators variiert werden können;

ist der Ausgang der Synchronisierimpulse für den Oszillator;

9 ist die Verbindung mit der Basis von Q12 und mit dem Kollektor von Q18 des Oszillators;

10 ist derjenige Eingang des Differentialverstärkers, der am Eingang des Leistungsverstärkers angeordnet ist;

11 ist der Punkt an der Basis des Steuertransistors ζ) 64, wobei diese Basis zu dem Zweck zugänglich ist, das externe Begrenzernetzwerk für die hohen Frequenzen in dem Frequenzband des Leistungsverstärkers anzuschalten;

12 ist ein Punkt, der mit der Basis von Q15 verbunden ist, wo das Sägezahnsignal des Sägezahngenerators erhalten wird;

TAB ist die gemeinsame Erdverbindung.

Ferner sind in der in Fig.4 gezeigten integrierten Schaltung Bereiche innerhalb von durchgezogenen Linien angedeutet, in denen sich die integrierten Komponenten der Stufen O, O2, R, PAi, PA 2 befinden, wobei diese Komponenten in F i g. 3 innerhalb der gestrichelten Linie durch durchgezogene Linien voneinander abgegrenzt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

24 34 ΟίΟ Patentansprüche:

1. Monolithische integrierte Schaltung zum Zuführen von Strom zu dem Vertikalablenkjoch einer Bildröhre während des Hin- und Rücklaufes mit einem von Synchronisierimpulsen synchronisierten Oszillator, der Rücklaufsteuerimpulse abgibt und einen Sägezahngenerator steuert, und mit einem einen oberen und einen unteren Endstufenabschnitt aufweisenden Leistungsverstärker, der während der gesamten Hinlaufzeit von dem Sägezahngenerator gesteuert wird und dessen unterer Abschnitt zur Einleitung des Rücklaufes mittels des Rücklauf-Steuerimpulses des Oszillators gesperrt wird und bis zum Ende des Rücklaufes gesperrt bleibt, und mit einem Rücklaufgenerator, der einen Booster-Kondensator enthält, der während des Hinlaufes von der Speisespannung über einen während des Rücklaufes gesperrten Schalttransistor aufgeladen wird und während des ersten Teils des Rücklaufes aufgrund der ihm zugeführten Rücklaufspannung des Joches über eine Diode Strom an die Speisespannungsquelle abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit drei Kollektoren versehener Mehrfachtransistor (Q39) so geschaltet ist, daß er auf die während der Rücklaufzeit von dem Joch erzeugte, die Speisespannung übertreffende Rücklaufspannung anspricht und infolgedessen während der Rücklaufzeit mit seinem ersten Kollektor einen Transistor (Q S7) auf Sättigung steuert, dessen Kollektor-Emitter-Strecke parallel zu der genannten Diode (D 54) geschaltet ist, jedoch entgegengesetzt zu dieser gepolt ist, und mit seinem zweiten Kollektor den genannten Schalttransistor (QSX) auf Sperrung steuert und mit seinem dritten Kollektor einen dem Eingang des unteren Ausgangstransistors (Q 56) parallelgeschalteten Hilfstransistor (Q47) auf Sättigung steuert

2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachtransistor (Q 39) mit seinem Emitter mit der Ausgangsklemme (4) der Schaltung und mit seiner Basis mit der Speisespannungsklemme (2) verbunden ist, daß der zu der Diode (D 54) parallelgeschaltete Transistor (QSl) der Ausgangstransistor einer von dem ersten Kollektor gesteuerten Darlingtonstufe (50, 57) ist und der Kollektor dieses Transistors (Q 57) und die Kathode der Diode (DS4) mit der Speisespannungsklemme (2) und der Emitter des Transistors (Q 57) und die Anode der Diode (D 54) mit dem Kollektor des Schalttransistors (QSX) verbunden sind und daß der Schalttransistor (QSX) mit seinem Emitter mit der Bezugsklemme (TAB) der Schaltung verbunden ist und zu seiner Basis-Emitter-Strecke ein von dem zweiten Kollektor während des Rücklaufes gesättigter Transistor (Q 49) parallel liegt

3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Dauer der von dem Oszillator (O, OX, OT) abgegebenen Rücklaufsteuerimpulse um einen wesentlichen Betrag kürzer ist als die RUcklaufzeit des Joches und der von den Rücklaufsteuerimpulsen des Oszillators (O, O X, O 2) gesteuerte Sägezahngenerator (R) eine Sägezahnspannung erzeugt, deren flache Flanke um den gleichen Betrag früher beginnt als die Hinlaufzeit im Ablenkjoch und mit der Hinlaufzeit im Ablenkjoch endet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine monolithische integrierte Schaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer bekannten derartigen monolithischen *> integrierten Schaltung (IEEE Transactions on Broadcast Receivers, Nov. 1971, S. 256-262) muß der Rücklaufsteuerimpuls während der gesamten Rücklaufzeit vorliegen, so daß seine Dauer für das ordnungsgemäße Arbeiten der Schaltung kritisch ist. Es ist daher erforderlich, daß der Oszillator einen Rücklaufsteuerimpuls mit sehr genauer Impulslänge erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

monolithische integrierte Schaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß die Rücklaufsteuerimpulse keine genau bemessene

Impulslänge haben müssen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei der Schaltung nach der Erfindung wird in vorteilhafter Weise der auf die vom joch erzeugte Rücklaufspannung ansprechende Mehrfachtransistor zur Durchführung von drei für den Rücklauf wesentlichen Funktionen genutzt Mit seinem ersten Kollektor steuert er während der Rücklaufzeit einen Transistor auf Sättigung, dessen Kollektor-Emitter-Strecke entgegengesetzt parallel zu der Diode geschaltet ist, über die während des ersten Teils des Rücklaufs der Booster-Kondensator Strom an die Speisespannungsquelle abgibt. Während des zweiten Teils des Rücklaufs, also nach Stromumkehr im Joch, kann dann nämlich dieser Strom über die genannte Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors fließen. Mit seinem zweiten Kollektor steuert der Mehrfachtransistor den Schalttransistor auf Sperrung, über den während des Hinlaufs die Aufladung des Booster-Kondensators erfolgt. Es wird somit während des Rücklaufs der Booster-Kondensator potentialmäßig an die Speisespannungsquelle angeklammert. Mit seinem dritten Kollektor steuert der Mehrfachtransistor einen dem Eingang des unteren Ausgangstransistors parallelgeschalteten Hilfstransistor auf Sättigung. Dadurch wird der untere Ausgangstransistor vollständig abgeschaltet, nachdem auf diesen Transistor bereits der Rücklaufsteuerimpuls abschal tend eingewirkt hat.

Da bei der Schaltung nach der Erfindung der Rücklaufsteuerimpuls nur zur Einleitung des Rücklaufs, nicht aber zur weiteren Steuerung desselben verwendet wird, ist die Dauer des Rücklaufsteuerimpulses nicht kritisch, und der Oszillator kann daher einen relativ einfachen Aufbau haben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Anordnung mit einer monolithischen integrierten Schaltung, F i g. 2 ein Blockdiagramm gemäß der Erfindung, Fig.3 das vollständige elektrische Schaltungsdiagramm mit der erfindungsgemäßen Schaltung,

F i g. 4 einen Musterplan für die integrierte Schaltung, weiche den innerhalb der gestrichelten Linie befindlichen Schaltungsteil von F i g. 3 enthält.

Das in F i g. 1 gezeigte Blockdiagramm ist veröffentlicht in der IEEE Transactions on Broadcast Receivers,

^h5 November 1971, Band Btr.-17 Nr. 4, Seiten 256 bis 262. Bei dieser Anordnung hat der von dem Oszillator O+ F zur Steuerung des Rücklaufgenerators FC erzeugte Rücklaufimpuls eine Dauer, die mit dem negativen Teil