DE2456832B1 - Vertikalablenk-Endstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenk-Endstufe eines Fernsehempfängers mit Eintaktausgang- oder transformatorloser Gegentaktschaltung, kurz SEPP-Schaltung (single-ended push-pull Schaltung) genannt.

Bei einer Vertikalablenk-Endstufe oder -Ausgangsschaltung mit einer SEPP-Schaltung wird eine Quellenspannung zwischen den Vertikalabtast- oder -ablenk- und -austast- oder -rücklaufzeiten amplitudenumgeschaltet, um die Schaltung wirksam zu betreiben.

Eine herkömmliche Vertikalablenk-Endstufe der obengenannten Art wird an Hand der F i g. 1 erläutert (vgl. auch Patentanmeldung P 24 25 560.5 vom 27. 5. 1974).

In F i g. 1 sind dargestellt ein Vertikalablenk-Erregertransistor 1, Ausgangstransistoren 2, 3 unterschiedlicher Polarität, die eine Gegentaktschaltung bilden, ein Verbindungspunkt 4 der Basen der Ausgangstransistoren 2 und 3 und des Kollektors des Erregertransistors 1, eine Vertikalablenkspule 5, ein Bootstrap-Kondensator 6 (vgl. B a i e r, Elektronik-Lexikon, 1974), Widerstände 7, 31, 32, ein Kondensator 8, ein elektronischer Schalter 9, der während der Vertikalrücklaufzeit ein- oder durchgeschaltet und während der Vertikalabtastzeit ausgeschaltet oder gesperrt ist, ein Verbindungspunkt 16 der Emitter der Ausgangstransistören 2 und 3, eine erste Gleichstromversorgung 11, ein Plusanschluß 14 der ersten Gleichstromquelle 11, eine zweite Gleichstromquelle 12, deren Spannung höher als die der ersten Gleichstromquelle 11 ist, ein Plusanschluß 15 der zweiten Gleichstromquelle 12 und eine Diode 13. Der Emitter des Vertikalablenk-Erregertransistors 1 ist über den Widerstand 32 geerdet oder an Masse gelegt, und an seine Basis ist eine Spannung mit Trapez-Verlauf, kurz Trapez-Signal, angelegt. Der Verbindungspunkt 4 ist über die reihegeschalteten Widerstände 31 und 7 mit dem Plusanschluß 14 der ersten Gleichstromquelle 11 verbunden. Der Minusanschluß der ersten Gleichstromquelle 11 liegt an Masse. Der Kollektor des Ausgangstransistors 3 liegt an Masse, während der Kollektor des Ausgangstransistors 2 über die Diode 13 mit dem Plusanschluß 14 der ersten Gleichstromquelle 11 verbunden ist. Der Bootstrap-Kondensator 6 ist zwischen dem Verbindungspunkt 16 und dem Verbindungspunkt der Widerstände 7 und 31 angeschlossen. Der Minusanschluß der zweiten Gleichstromquelle 12 liegt an Masse, während ihr Plusanschluß 15 über den elektronischen Schalter 9 an den Verbindungspunkt 16 angeschlossen ist. Die Vertikalablenkspule 5 und der mit ihr in Reihe geschaltete Kondensator 8 sind zwischen der ersten Gleichstromquelle 11 und dem Verbindungspunkt 16 eingefügt. In der Figur ist die Reihenschaltung aus Vertikalablenkspule 5 und Kondensator 8 zwischen dem Plusanschluß 14 der ersten Gleichstromquelle 11 und dem Verbindungspunkt 16 angeordnet, jedoch kann sie auch zwischen dem Verbindungspunkt 16 und Erde oder dem Minusanschluß der ersten Gleichstromquelle 11 angeschlossen sein.

In F i g. 2 ist ein konkretes Beispiel des Schaltungsaufbaues des elektronischen Schalters 9 der F i g. 1 wiedergegeben. In F i g. 2 sind dargestellt: Transistoren 17,18, eine Diode 19 und Widerstände 41,42. Der Emitter des Transistors 17 ist mit dem Plusanschluß 14 der ersten Spannungsquelle 11 in Fig. 1, die Basis des Transistors 17 ist über den Widerstand 42 mit dem Verbindungspunkt 16 und der Kollektor des Transistors 17 ist über den Widerstand 41 mit der Basis des Transistors 18 verbunden. Der Kollektor des Transistors 18 ist an den Verbindungspunkt 16 angeschlossen und sein Emitter mit dem Plusanschluß 15 der zweiten Gleichstromquelle 12 verbunden. Die Diode 19 ist zwischen dem Plusanschluß 15 und dem Verbindungspunkt 16 angeschlossen.

Ein Trapezsignal wird an die Basis des Vertikalablenk-Erregungstransistors 1 gelegt, und die Ausgangstransistoren 2 und 3 werden während der Vertikalabtastzeit abwechselnd leitend, so daß ein Sägezahn-Ablenkstrom durch die Ablenkspule 5 fließt. Während der Vertikalrücklaufzeit wird der elektronische Schalter 9

durchgeschaltet,, so daß der Verbindungspunkt 16 mit der zweiten Gleichstromquelle 12 verbunden ist, deren Spannung höher als die der ersten Gleichstromquelle 11 ist, wodurch der Wert des durch die Ablenkspule 5 fließenden Ablenkstroms bei Beendigung der Ablenkung oder Abtastung auf den Wert zu Beginn der Ablenkung gelöscht oder zurückgeführt wird, während einer bestimmten Zeit.

Deshalb hat, da die Schaltung gemäß F i g. 1 während der Vertikalabtastzeit durch die erste Gleichstromquelle 11 getrieben oder angesteuert wird, deren Spannung niedriger als die der zweiten Gleichstromquelle 12 ist, die in F i g. 1 dargestellte Vertikalablenk-Endstufe einen verbesserten Leistungswirkungsgrad gegenüber einer Vertikalablenk-Endstufe, die von der zweiten Gleichstromquelle 12 während sowohl der Vertikalabtastzeit als auch der Vertikalrücklaufzeit getrieben wird.

Der Bootstrap-Kondensator 6 ist vorgesehen, um dem Ausgangstransistor 2 zu Beginn der Vertikalabtastung genügend Basisstrom zuzuführen, so daß genügend Ablenkstrom durch die Ablenkspule 5 fließen kann. Wenn der elektronische Schalter 9 während der Vertikalrücklaufzeit durchgeschaltet wird, um die Spannung der zweiten Gleichstromquelle 12, die höher als die der ersten Gleichstromquelle 11 ist, dem Verbindungspunkt 16 zuzuführen, wird der Bootstrap-Kondensator 6, der sich mit der in F i g. 1 dargestellten Polarität aufgeladen hat, sich während des letzten Teils der Vertikalabtastzeit entladen, abhängig von der Spannungsdifferenz zwischen der ersten Gleichstromquelle 11 und der zweiten Gleichstromquelle 2 während der Vertikalrücklaufzeit, wobei die Spannungsdifferenz entgegengesetzt zur Spannung über dem geladenen Bootstrap-Kondensator 6 gepolt ist. Demzufolge kann der Bootstrap-Kondensator 6 gemäß der in F i g. 1 dargestellten früher vorgeschlagenen Vertikalablenk-Endstufe dem Ausgangstransistor 2 nicht so ausreichend Strom zuführen, daß ausreichender Ablenkstrom durch die Ablenkspule 5 zu Beginn der Vertikalabtastüng zugeführt werden kann, weshalb der obere (oder untere) Abschnitt eines auf der Bildröhre wiedergegebenen Bildes sich in Vertikalrichtung zusammenzieht, was ein Nachteil dieser vorgeschlagenen Vertikalablenk-Endstufe ist. Da der Stromverstärkungsfaktor/pfe des Ausgangstransistors 2 herabgesetzt ist, wenn die Umgebungstemperatur um den Ausgangstransistor 2 fällt, nimmt die Zusammenzieh-Erscheinung merklich zu, wenn die Umgebungstemperatur abfällt. Wenn der Stromverstärkungsfaktor fire konstant gehalten wird, d. h. die Umgebungstemperatur um den Ausgangstransistor 2 konstant bleibt, kann das Zusammenziehen des wiedergegebenen Bildes infolge der Entladung während der Vertikalrücklaufzeit durch Erhöhen des Kapazitätswertes des Bootstrap-Kondensators 6 vermieden werden. Dann muß jedoch die Abmessung des Bootstrap-Kondensators 6 vergrößert werden, was aber der Forderung nach einer Verkleinerung von Fernsehgeräten entgegensteht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine wirksame Vertikalablenk-Endstufe vorzusehen, die insbesondere das Zusammenziehen des wiedergegebenen Bildes ohne besondere Schaltelemente verhindert, selbst bei niedriger Umgebungstemperatur des Ausgangstransistors, und bei der der Kapazitätswert des Bootstrap-Kondensators ohne zusätzliche besondere Schaltelemente erniedrigt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß stets ein Ende des Bootstrap-Kondensators mit der zweiten Gleichstromquelle verbunden ist, deren Spannung höher als die der ersten Gleichstromquelle ist, während das andere Ende des Bootstrap-Kondensators stets mit der zweiten Gleichstromquelle über einen Schalter verbunden ist, der während der Vertikalrücklaufzeit durchgeschaltet ist.

Gemäß der Erfindung wird deshalb keine Spannung, die zur Spannung über den während der Vertikalabtastzeit aufgeladenen Bootstrap-Kondensator entgegengesetzt gepolt ist, an dem Bootstrap-Kondensator während der Vertikalrücklaufzeit angelegt, und deshalb wird die Entladung des Bootstrap-Kondensators nicht gefördert, so daß das Zusammenziehen des Bildes vermieden ist.

Die Erfindung gibt also eine Vertikalablenk-Endstufe mit zwei in Gegentakt geschalteten Transistoren an, wobei der Verbindungspunkt der beiden Transistoren über eine Reihenschaltung eines Kondensators und einer Vertikalablenkspule mit einer ersten Gleichstromquelle und auch über einen während der Rücklauf- oder -Austastzeit durchgeschalteten Schalter mit einer zweiten Gleichstromquelle verbunden ist, deren Spannung höher als die der ersten Gleichstromquelle ist, wobei ein Ende eines Bootstrap-Kondensators mit dem Verbindungspunkt verbunden ist und das andere Ende mit der Basis eines der beiden Transistoren und auch über einen Widerstand mit der zweiten Gleichstromquelle verbunden ist, wodurch verhindert wird, daß der Bootstrap-Kondensator einer Spannung ausgesetzt ist, die zu der am Bootstrap-Kondensator abfallenden Spannung während dessen Laden entgegengesetzt gepolt ist.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bereits vorgeschlagene Vertikalablenk-Endstufe mit zwei Gleichstromquellen verschiedener Spannungen,

■ F i g. 2 die Schaltung eines konkreten elektronischen Schalters für die in F i g. 1 dargestellte Schaltung,

F i g. 3 eine Vertikalablenk-Endstufe gemäß der Erfindung.

Die bereits vorgeschlagene in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vertikalablenk-Endstufe wurde bereits erläutert.

Der wesentliche Unterschied zwischen den in F i g. 1 und 3 wiedergegebenen Endstufen besteht darin, daß ein Ende des Widerstands 7, das nicht mit dem Bootstrap-Kondensator 6 verbunden ist, in der Endstufe der F i g. 3 mit der zweiten Gleichstromquelle 12 verbunden ist, während es in der Endstufe gemäß F i g. 1 mit der ersten Gleichstromquelle 11 verbunden ist.

Im folgenden wird die in F i g. 3 dargestellte erfindungsgemäße Vertikalablenk-Endstufe erläutert. Die Pfeile A und B geben dabei die Richtung des Ablenkstroms wieder.

Wie bereits erläutert, wird eine Trapez-Spannung an die Basis des Vertikalablenk-Erregungstransistors 1 angelegt, so daß der Erregungstransistor 1 während der Vertikalrücklaufzeit gesperrt wird und während der Vertikalabtastzeit durchgeschaltet wird. Demzufolge sind die Ausgangstransistoren 2 und 3 während der Vertikalabtastzeit durch das Vertikalablenk-Erregungssignal abwechselnd leitend.

Während der ersten früheren Hälfte der Vertikalabtastzeit ist das Potential am Verbindungspunkt 4 höher als das am Emitter des Ausgangstransistors 2, so daß

der Ausgangstransistor 2 durchgeschaltet ist, um die im Kondensator 8 gespeicherte elektrische Ladung durch die Ablenkspule 5, die Diode 13 und den Ausgangstransistor 2 freizusetzen. Demzufolge fließt Strom in Richtung des Pfeils B durch die Ablenkspule 5, so daß die obere (oder untere) Hälfte des Leuchtschirms der Bildröhre abgetastet wird. Während der ersten Hälfte der Vertikalabtastzeit und insbesondere am Beginn der Abtastzeit erfüllt der Bootstrap-Kondensator 6 einen wichtigen Zweck. Wenn nämlich der Bootstrap-Kondensator 6 voll aufgeladen ist, fließt der vom Bootstrap-Kondensator 6 durch dessen Entladung abgegebene Strom zwischen der Basis und dem Emitter des Ausgangstransistors 2. Demzufolge steigt der Kollektorstrom des Ausgangstransistors 2 insbesondere zu Beginn der Vertikalabtastung an, um einen gewünschten oder Sollablenkstrom zu erzeugen. Wenn andererseits der Bootstrap-Kondensator 6 ungenügend geladen ist, kann kein ausreichender Strom über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 2 fließen, so daß der Sollablenkstrom am Beginn der Vertikalabtastung nicht erhalten werden kann.

Wenn das Potential am Verbindungspunkt 4 abhängig vom Vertikalablenk-Erregungssignal fällt, nimmt der Ablenkstrom ab, und dann wird der Ausgangstransistor 2 gesperrt zur Beendigung der ersten, früheren Hälfte der Vertikalabtastzeit. Synchron mit dem Sperren des Ausgangstransistors 2 wird der andere Ausgangstransistor 3 durchgeschaltet zum Auslösen der zweiten, letzten Hälfte der Vertikalabtastzeit. Während der zweiten Hälfte der Vertikalabtastzeit wird das Potential am Verbindungspunkt 4 unter das Potential am Verbindungspunkt 16 abhängig vom Vertikalablenk-Erregungssignal verringert, so daß der Ausgangstransistor 2 gesperrt wird, während der andere Ausgangstransistor 3 durchgeschaltet wird. Demzufolge fließt durch die Ablenkspule 5 und den Kondensator 8 ein zeitabhängig zunehmender Strom in Richtung des Pfeils A von der ersten Gleichstromquelle 11, und die untere (oder obere) Hälfte des Leuchtschirms der Bildröhre wird abgetastet. Der mit der Zeit zunehmende Strom lädt den Kondensator 8 mit der in F i g. 3 dargestellten Polung auf. Bei durchgeschaltetem Ausgangstransistor 3 fließt Strom auch von der zweiten Gleichstromquelle 12 durch den Widerstand 7, den Bootstrap-Kondensator 6 und den Ausgahgstransistor 3 um den Bootstrap-Kondensator 6 mit der in der F i g. 3 dargestellten Polung aufzuladen.

Wenn die Vertikalrücklaufzeit erreicht ist, wird der Vertikalablenk-Erregungstransistor 1 gesperrt, und das Potential an der Verbindungsstelle 4 steigt an, weshalb der Ausgangstransistor 3 gesperrt wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt eine Spannung am Verbindungspunkt 16 auf, die höher als die der ersten Gleichstromquelle U ist, durch die elektromotorische Gegenkraft, die in der Ablenkspule 5 induziert wird. Folglich werden die Transistoren 17, 18 gleichzeitig durchgeschaltet oder leitend, so daß die Spannung der zweiten Gleichstromquelle an der Verbindungsstelle 16 anliegt. Da die Spannung der zweiten Gleichstromquelle 12 die gleiche Polung wie die in der Ablenkspule 5 induzierte elektromotorische Gegenkraft besitzt, verschwindet der in Richtung des Pfeils A fließende Strom plötzlich, und der Strom in Richtung des Pfeils B beginnt zu fließen. Da eine Spannung, die der Differenz zwischen denen der ersten und der zweiten Gleichstromquelle 11, 12 gleich ist, an der Reihenschaltung aus Ablenkspule 5 und Kondensator 8 anliegt, nimmt der Strom, der durch die Ablenkspule 5 in Richtung des Pfeils B fließt, steil bis auf den zu Beginn der Vertikalabtastung vorausgesetzten Wert zu. Der Ablenkstrom durch die Ablenkspule 5 wird auch einem (nicht dargestellten) Verstärkungstransistor zugeführt, der eine Stufe gerade vor dem Vertikalablenk-Erregungstransistor 1 bildet, und bei Erreichen des Werts des in Richtung des Pfeils B fließenden Stroms nahe dem vorausgesetzten Pegel zu Beginn der Vertikalabtastung werden der Verstärkungstransistor und der Erregungstransistor 1 durchgeschaltet. Demzufolge nimmt der Kollektorstrom des Transistors 18 zu, und der Transistor 18 geht vom Sättigungszustand in den Anregungszustand über, und deshalb nimmt die Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors 18 zu und das Potential am Verbindungspunkt 16 ab. Wenn das Potential am Verbindungspunkt 16 abnimmt oder verringert wird, nimmt der Basisstrom des Transistors 17 ab und nehmen der Kollektorstrom des Transistors 17 oder der Basisstrom des Transistors 18 ab. Deshalb wird die Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors 18 weiter erhöht, weshalb das Potential am Verbindungspunkt 16 weiter erniedrigt wird, weshalb schließlich die Transistoren 17 und 18 gesperrt werden. Folglich wird die zweite Gleichstromquelle 12, die bisher an dem Verbindungspunkt 16 angeschlossen war, von dem Verbindungspunkt 16 getrennt zur Beendigung der Vertikalrücklaufzeit und zum simultanen Beginn der Vertikalabtaszeit. Während der Vertikalrücklaufzeit liegt die gleiche Spannung an beiden Enden des Bootstrap-Kondensators 6, die von der zweiten Gleichstromquelle 12 zugeführt wird, weshalb der Bootstrap-Kondensator 6 der Endstufe gemäß F i g. 3 bei weitem weniger elektrische Ladungen während der Vertikalrücklaufzeit freigibt als die Endstufe gemäß F i g. 1, bei der eine Umkehrspannung zum Hervorrufen einer Entladung des Bootstrap-Kondensators 6 an diesen angelegt ist.

Die Diode 19 ist zum Verhindern eines Druchbruchs der Transistoren 17 und 18 vorgesehen, wenn die Spannung am Verbindungspunkt 16 die Spannung der zweiten Gleichstromquelle 12 überschreitet. Die Spannung am Verbindungspunkt 16 wird nämlich an eine Spannung fest angekoppelt, die gleich der der zweiten Gleichstromquelle 12 ist. Während der Vertikalrücklaufzeit ist das Potential am Emitter des Ausgangstransistors 2 auch höher als das am Kollektor, so daß der Ausgangstransistor 2 als Sperr- oder Gegentransistor wirkt, so daß der Emitter und der Kollektor einander ersetzen. Die zwischen dem Kollektor des Ausgangstransistors 2 und der ersten Gleichstromquelle 1 eingefügte Diode 13 verhindert den Betrieb des Ausgangstransistors 2 als Sperrtransistor, Die Diode 13 kann auch zwischen dem Emitter des Ausgangstransistors 2 und dem Verbindungspunkt 16 eingefügt sein.

Wie beschrieben, wird bei der in F i g. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Endstufe die im Bootstrap-Kondensator 6 gespeicherte Ladung während der Vertikalrücklaufzeit nahezu konstant oder gleich gehalten, so daß genügend Strom der Basis des Ausgangstransistors 2 bei Beginn der Vertikalabtastung zuführbar ist, wodurch ausreichend Ablenkstrom zu Beginn des Abtastens erhaltbar ist. Deshalb kann gemäß der Erfindung

der Bootstrap-Kondensator 6 wirkungsvoll betrieben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vertikalablenk-Endstufe

mit einer ersten Reihenschaltung eines ersten und eines zweiten Ausgangstransistors, deren Emitter-Kollektor-Strecken reihengeschaltet sind und deren Durchlaßrichtungen in gleicher Richtung angeordnet sind,
mit einer Erregungsschaltung zum Durchschalten des ersten Ausgangstransistors während der ersten Hälfte der Vertikalabtastzeit und zum Durchschalten des zweiten Ausgangstransistors während der zweiten Hälfte der Vertikalabtastzeit,

mit einer Versorgungseinrichtung zum Zuführen des Ausgangssignals der Erregungsschaltung an die Basen des ersten und des zweiten Ausgangstransistors,

mit einer ersten Gleichstromquelle zwischen den Enden der ersten Reihenschaltung,
mit einem Bootstrap-Kondensator, dessen erstes und zweites Ende mit der Basis bzw. dem Emitter des ersten Ausgangstransistors verbunden sind,

mit einer Anschlußeinrichtung zum Anschließen einer zweiten Gleichstromquelle, deren Spannung höher als die der ersten Gleichstromquelle ist, zwischen den Kollektor und dem Emitter des zweiten Ausgangstransistors über einen Schalter, der während der Vertikalrücklaufzeit durchgeschaltet und während der Vertikalabtastzeit gesperrt ist,
mit einer zweiten Reihenschaltung einer Ablenkspule und eines Kondensators und
mit einer zweiten Anschlußeinrichtung zum Anschließen der zweiten Reihenschaltung zwischen den Kollektor und dem Emitter des ersten oder zweiten Ausgangstransistors,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende des Bootstrap-Kondensators (6) an der zweiten Gleichstromquelle (12) über einen ersten Widerstand (7) angeschlossen ist.

2. Endstufe nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch einen zweiten Widerstand (31) zwischen dem ersten Ende des Bootstrap-Kondensators (6) und der Basis des ersten Ausgangstransistors (2).

3. Endstufe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit dem Kollektor oder dem Emitter des ersten Ausgangstransistors (2) verbundenen Diode (13), deren Durchlaßrichtung die gleiche Richtung hat wie die Durchlaßrichtungen des ersten und des zweiten Ausgangstransistors (2,3).