DE2510491A1

DE2510491A1 - Saettigungsfaehige reaktanz

Info

Publication number: DE2510491A1
Application number: DE19752510491
Authority: DE
Inventors: Patric C Quirke
Original assignee: WHITEWATER ELECTRONICS Inc
Current assignee: WHITEWATER ELECTRONICS Inc
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1975-03-11
Publication date: 1975-09-18
Also published as: IT1027337B; GB1506933A; FR2264373A1; BR7410891A; US3940662A; JPS50122663A; GB1506931A; GB1506932A; FR2264373B1; CA1039373A

Description

Sättigungefähige Reaktanz

Die Erfindung betrifft eine neue nicht-lineare s&ttlgungsfähige Reaktanz und eine Schaltungsanordnung alt einer solchen Reaktanz und einem elektromagnetischen Ablenksystem einer Kathodenstrahlröhre zur Beseitigung von

^,Verzerrungen des Bildschirm-Rasters·

Bei der vorerwähnten Nadelkissenverzerrung de· Rasters einer TV-Kathodenstrahlröhre handelt ·β sich um eine Verzerrung gegenüber der normalen und erwünschten reohteekigen Gestalt zu einem Raster mit nach außen vorragen«* den Ecken und konkav eingebogenen Kanten* Die Gründe für eine solche Nadelkissenverzerrung sind allgemein bekannt· Kurz gesagt» beruht diese Verzerrung darauf, daß der Bildschirm der Röhre flacher als eine sphärische

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Fläche IBt₉ deren Krümmung smittelpunkt nahe beim oder in Mittelpunkt liegt, von den der Elektronenstrahl seinen Auegang nimmt· Es ist bekannt, daß die Tendenz zur Nadelkissenverzerrung mit größer werdenden Ablenkwinkeln in der Röhre größer wird. Somit ist diese Nadelkissenverzerrung am stärksten, wenn die Bildröhren eine geringe axiale Länge und vergleichsweise flache Schlrmfläohen haben, wie es für moderne Fernsehempfänger besonders erwünscht ist·

Das Korrekturproblem für eine solche Nadelkissenvers errung ist sehr kompliziert.gelagert, da die Korrektur in jeder Ablenkungsachse einwirken und die Korrektur für jede Achse sich in nicht-linearer Welse entsprechend der Weiterbewegung des Elektronenstrahles über die andere Achsrichtung ändern muß.

Ea eein bereits zahlreiche unterschiedliche Lösungen dieses Probleme vorgeschlagen. Genau wie die vorliegende Erfindung benutzt man im allgemeinen die günstigen nicht-linearen magnetischen Eigenschaften des Kernes einer sättigungsfähigen Reaktanz· Eine Ausnahme bildet die Lösung gemäß US-PS 2 682 012· Dieses ziemlich komplizierte und teure Gerät nach dem vorgenannten Patent diente nur für die Oben- und Unten-Korrektur. Solohe Oben- und Unten-Korrekturen für den

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oberen und unteren Band eines Rasterfeldes sollen nachfolgend kurz als "HShenkorrektur" bezeichnet werden. BIe US- j Patentschrift 2 842 709 offenbart einen offensichtlich j komplementären Kreis mit einer sättigungsfähigen Reaktanz | für die Seitenkorrektur· Sine Korrekturrorrichtung in Form ^!

einer Kombination der US-FS 2 682 012 und 2 842 709 wurde ;

durch spätere Entwicklungen überholt.

' i Sie US-PS 3 329 861 offenbart eine mit vier Fensteröffnungen ▼ersehene sättigungsfähige Reaktanz allein für die Seitenkorrektur· Die etwa zur gleichen Zelt^eiehienene US-PS 3 346 765 offenbart eine mit zwei Fensteröffnungen versehene sättigungsfähige Reaktanz allein für die Höhenkorrektur. Die in diesen zwei Patentschriften offenbarten sättigungsfähigen Reaktanzen mußten kombiniert zum Einsatz kommen» um eine vollständige Korrektur der Hadelklssenverzerrung zu erreichen.

Hur kurze Zeit später offenbarte die US-PS 3 444 422 eine mit zwei Fensteröffnungen versehene Sättigungafähige Reaktanz, mit der eine vollständige Hsdelkissenkorrektur möglich war. Obwohl die Vorrichtung gemäß US-PS 3 444 422 sowohl preiswert wie auch einfach war, wies sie bestimmte schwerwiegende Hachteile auf. Sie Lastwicklungen der sättigungsfähigen Reaktanz, die auf den äußeren Schenkeln Ae* Kernes gewickelt waren und miteinander in Reibe lagen, wurden den horizontalen Ablenkspulen parallelgeschaltet, um zusammen

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Bit diesen eine im wesentlichen konstante Lastimpedanz für den horizontalen Sägessahngenerator zu liefern· Die ziemlich höbe Spannung an den horizontalen Ablenkspulen gelangte somit auch an die Lestwicklungen der sättigungsfähigen Reaktanz« so daß diese sehr sorgfältig konstruiert und gefertigt werden mußte, um sicherzustellen, daß es im Betrieb zu keinem Kurzschluß kommt·

Seit der Ausgabe der US-PS 3 444 422 ging die Entwicklung der Feraeehenpfängerhersteller dabin, an die horizontalen Ablenkspulen geringer· Spannungen, eber höhere Ströme anzulegen· Durch diesen Trend wurde im gewissen Maß das Kurzschlußrisiko der Reaktanz gemäß US-PS 3 444 422 vermindert. Kürzliche Weiterentwicklungen haben jedoch weitere Nachteile einer solchen Anordnung aufgezeigt» Zunächst einmal wird durch die Parallelschaltung der sättigungsfähigen Reaktanz mit den horizontalen Ablenkspulen eine wesentlich größere Energie verbraucht, als man sie bei einer Reihenschaltung benötigen wurde· Ein solch unnötiger Energieverbrauch kann aber nicht länger hingenommen werden· Ein noch ernsterer Zfaohteil einer solchen Parallelschaltung gemäß TTS-PS 3 422 stellt sieh dann ein» wenn die ?ernsehempfängerhersteller daran gehen» die Spannung im horizontalen Ablenkkreis zu regeln« Baas den horizontalen Ablenkspulen eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten ist» kann eine parallelgeschaltete Korrekturwicklung nicht mehr den Stromfluß zum Ablenkkreis beeinflußen· Nach der allgemeinen Einführung einer

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solchen Stromregelung lag die handelsübliche Praxis darin, getrennte sättigungsfähige Reaktanzen für die Höhenkorrektur und für die Seitenkorrektur su verwenden, wobei die Schaltung für die Seitenkorrektur im wesentlichen so ausgebildet wurde, wie es die US-PS 2 842 709 zeigt.

Sonit ist die Torrichtung gemäß VS-PS 3 444 422 in keiner Weise sehr geeignet, den gegenwärtigen Bedingungen und Erfordernissen su genügen.

Um Überlappungsprobleme zu vermeiden, wird in der DS-PS 3 329 859 vorgeschlagen, für die Steuerwicklung auf dem mittleren Schenkel des mit zwei Fensteröffnungen versehenen Kerne« eine blfilare Wicklung vorzusehen, die man dann in den vertikalen Ablenkkreis einschaltete* Sie Bifilarwicklung brachte eine Unabhängigkeit Ton horizontalen frequenskomponenten und verhindertet daß diese in den vertikalen Ablenkksels gelangten· Hier ergaben sioh jedoch sehr schwierige und teure iertigungen. Sie. US-PS 3 329 859 befaßte sich nur mit der Tersemmg in Höhenriohtung. Sine weitere sugenörige US-PS 3 329 862 macht den Yorechlag, die seitliche Verzerrung mit einer mit vier yeneteröffnungen versehenen ettttigungsfUhigen Reaktanz voraunebmen, wie sie die US-PS 3 329 861 offenbart.

Die US-PS 3 390 364 offenbart eine andere

Reaktans für die HBhrettkorrektiir· Hierbei bmteiht &te 509838/0707

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Anordnung aus einem rohrförmigen Kern aus magnetisch Sättigung «fähige» Material, einer um den Kern herumgewickelten Steuerwicklung und einer Last- oder Signalwirkung» die' toroidföraig auf den Kern gewickelt ist. Ba die Lastwicklung durch den rohrförmigen Kern hindurch gewickelt werden muß, kann «an sie nicht getrennt το» Kern als Spule wickeln, so dafi die Vorrichtung vergleichsweise teuer wird. Aufgrund dieses und auch weiterer Nachteile fand die sättigungsfähige Reaktan» gemäß US-PS 5 590 364 keinen nennenswerten Eingang in die Praxis«

Sie bisher noch am besten arbeitende Torrichtung, die man für eine vollständige ITadelkissenversserrungskorrektur bei modernen SV-Empfängern mit Weitwinkelröhren verwendete, war eine Torrichtung mit swei sättigungsfähigen Reaktanzen, von denen jede mindestens vier Anschlüsse asu äußeren Schal«· tungateilen hatte· Zusätzlich zu dem erheblichen Raumbedarf, des größeren Installationsaufwandes und der zugehörigen kostspieligen Schaltung, die man als notwendig ansieht, ergab sieh auch noch der Nachteil, daß diese sättigungsfählgen Reaktanzen selbst vergleichsweise teuer wurden, da sie mit in Reihe geschalteten äußeren Wicklungen versehen sind, die entgegengesetzt gepolt mit de» Kern gekoppelt werden muBten und daher einen sorgfältigen Abgleich erforderton·

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt die Aufgabe der KeflaAtnig im der Schaffung einer 509838/0707

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verbesserten Vorrichtung zur vollständigen Korrektur der Hadelkissenverzerrung unter Verwendung einer eineigen pakten sättigungsfähigen Reaktanz, die sich preiswert fertigen, leicht und schnell den Korrekturerfordernis sen eines speziellen Kreises und einer zusammenarbeitenden Röhre anpassen läßt und die darüber hinaus im Vergleich mit den bisher bekannten Vorrichtungen für den selben Zweck alt gen« erheblich weniger Arbeits- und Kostenaufwand in einen Pernsehempfänger eingebaut werden kann.

Die erfindungsgemäße sättiguugsfählge Reaktanz enthält eine vom Strom einer bestimmten Frequenz durchfloßeenen Steuerwicklung, eine vom Strom einer erheblich abweichenden Frequenz durchflossene Laetwicklung, wobei der letztgenannte Strom vom Stromfluß in der Steuerwicklung modlfislert wird» und einen sättigungsfähigen Kern der i,die beiden Wicklungen trägt. Dabei ist die sättigungsfähige Reaktanz ao ausgebildet, daß ihre Wicklungen als einfache Itrahtwicklungen ausgebildet werden können, die man nicht miteinander zu verbinden braucht und die getrennt vom Kern auf Spulenkörper gewickelt werden können, die man leicht axial auf den Kern aufschieben kann*

Sie «rfindungsgenäße eättigungsfähige Reaktanz dient einer

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vollständigen Korrektur (d.h. In Höhen- und Seitenrichtung) der Nadelkieaenverzerrung und benötigt nur eeche Anechlüsae an andere zusammenarbeitende Schaltungeteile, während bei Siteren sättigungafähigen Reaktanzen für moderne Anwendungen mindestens acht Anschlüsse vorgesehen ^werden mißten.

Pie erfindungegemäße eättigungefähige Reaktanz für die Saäelkieeen-Yerzerrtingakorrektur läßt sich mit den horizontalen Ablenkepulen in Reihe schalten, liegt nur an einer relativ geringen Spannung, verbraucht keine unnötige Energie aus d«a horizontalen Ablenkkreis und ist auch mit epannungeregelnden Kreisen kompatibel«

IMLe erfindungsgemäSe sättigungefähige Reaktanz ist aber euch generell verwendbar und besitzt die erwünschten Eigenschaften einer Reaktanz gm&ß US-PS 3 390 364 ohne dabei auch deren Nachteile asu enthalten, da man sie ganz erheblich billiger herstellen und leichter und genauer einstellen kann» so daß sie die Möglichkeit gibt, sie für Einsätze zu verwenden« die bisher nicht möglich waren.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen» in denen bevorzugte Aueführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind·

In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine

erfindungageaäße sättigungsfähige Reaktanz für die Naaelkieeen-VerzerrungBkorrektur in einem fernsehempfänger,

FIg, 2 eine perspektivische Ansicht der in Pig. sehematisch dargestellten sättigungafähigen Reaktanz»

Pig. 3a ein Schaltbild dee für dl· Korrektur der Hadelkiflsenverzerrung vorgesehenen Teiles eines Fernsehempfängers mit einer eättigungsfähigen Reaktanz gemäB Fig· 1,

Fig. 3b ein Schaltbild eines abgewandelten Yertikal-Ablenkkreises, der im übrigen mit dem der Flg. 3a identisch 1st»

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Pig· 4 eine Hysterese-Kurve eines typischen Kernes einer erfindungsgemäß ausgebildeten sättigungsfähigen Reaktanz,

fig· 5a Flußverteilungsdiagrainme im Kern der sättibis 5d

gungsfähigen Reaktanz der Fig. 1 unter ver-

Bohiedenen nachfolgend zu beschreibenden Bedingungen_t

Flg. 6 eine Darstellung verschiedener Stromformen, die in der Korrekturschaltung zur Unterdrückung der Nadelkissenverzerrung gemäß der Erfindung auftreten und

Pig. 7 der Fig· 1 ähnliche Darstellungen abgewan-

und 8

delter Aueführungsformen von erfindungsgemäßen sättigungsfähigen Reaktanzen.

QemlS einer oevorsugten Aueführungefora besteht die sättigungsfähige Reaktanz 4 aus einem magnetisch sättigungsfähigen, alt svei Fensteröffnungen versehenen Kern 5 mit einer Steuerwicklung 6, einer ersten Lastwicklung 7 und einer stielten Laetwicklung 8.

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Der Kern 5 besteht aus einem Material, beispielsweise Ferrit, welches eine Hysterese-Kurve gemäß Pig· 4 hat· In der Fig. 4 ist als Abszisse die durch den Gleichatrom-Steuerstrom verursachte magnetische Feldstärke H und als Ordinate die flußdichte B aufgetragen. Wie allgemein üblich, arbeitet auch die erfindungsgemäfie sättigungsfähige Reaktanz in einem beschränkten Teil 9 der B/H-Hysterese-Schleife, der sich in der Nähe der SchleifenkrUmmung befindet, damit sich die Fluiß;dichte gegenüber der ansteigenden magnetischen Feldstärke nicht-linear ändert.

Der Kern 5 besteht vorzugsweise aus zwei feilen, die die Bezugszeichen 10 und 11 tragen. Der Kernteil 10 ist im wesentlichen E-förmig mit drei mit Abstand parallel verlaufenden Schenkeln 12,15 und 14 und einem Abschnitt 15, welcher die drei Schenkel miteinander, verbindet. Der zweite Kernteil 11 ist ein gerader langgestreckter Block, der sich parallel zum Abschnitt 15 über die gegenüberliegenden Enden der Kernschenkel erstreckt und so zwei Fensteröffnungen 16 und 17 definiert·

Da der geradlinige Kernteil 11 getrennt vom B-Kernteil hergestellt wird, entsteht zwischen den beiden zusammen-

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wirkenden Kernteilen ein kleiner Luftspalt. Aufgrund der in gewissem Haue nicht vorhersehbaren Schrumpfung, die sich in einem"Ferritteil bei der Herstellung einstellt, ist auch die Permeabilität eines Ferritteils selbst nur sehr grob abschätzbar· Ein luftspalt in einem Ferritkern kann in erheblichem Maße die Permeabilität vermindern ohne merklich die nicht-linearen Sättigungseigenschaften zu verändern· Somit läßt sich die Permeabilität des Kernes leichter und genauer dadurch einstellen, daß man auf den Luftspalt einwirkt und nicht versucht, die Parameter des Kernmaterlals selbst zu beeinflußen. Da in dem beschriebenen Kern der Luftspalt In dem magnetischen Kreis eines jeden einzelnen Schenkels 12,13 und 14 liegt, läßt sich die Permeabilität des Kernes insgesamt leicht und genau einstellen, indem man die Größe des Luftspaltes einregelt. Dies kann beispielsweise durch die Zwischenlage von Papier oder anderen nicht-magnetischen Werkstoffen in einer ausgewählten Dicke erfolgen. Die Möglichkeit der Einregelung der Permeabilität des Kernes ist ein sehr wichtiges und auch sehr erwünschtes Merkmal für die erfindungsgemäße sättigungsfähige Reaktanz.

Der mittlere Schenkel 13 des Kernes hat senkrecht ai seiner Länge gemessen eine Quersohnittsflache, die größer ist

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als die entsprechenden Querschnittsflächen der äußeren Schenkel 12 und 14_t so daß der mittlere Schenkel nicht so leicht zur Sättigung kommen kann wie die beiden Außenschenkel· Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche des mittleren Schenkels etwa doppelt so groß wie die der äußeren Schenkel, damit es zu einer symmetrischen Flußverteilung kommt.

Sie Steuerwicklung 6 1st auf den mittleren Kernschenkel gewickelt, d.h. die Wicklung 6 führt durch beide Fensteröffnungen 16 und 17 hindurch und erstreckt sich mit ihrer Achse in Längsrichtung mittig durch den mittleren Kernschenkel. Verständlicherweise läßt sich die Steuerwicklung auch auf einen Spulenkörper 18 wickeln, um dann die getrennt hergestellte Spule axial auf den mittleren Schenkel des E-fSrmigen Kernteiles 10 aufzuschieben, bevor man den Jochteil 11 des Kernes befestigt.

In gleicher Weise wird die erste Lastwicklung 7 auf den einen äußeren Schenkel 12 des Kernes gewickelt. Auch hier wird vorzugsweise eine vorgefertigte Spule mit einem Spulenkörper 19 verwendet.

Die zweite Lastwicklung 8 wird jedoch außen auf den Kern aufgewickelt, wobei die einzelnen Windungen den anderen

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Schenkel 14 und auch die "benachbarten Kernteile 11 und 15 mit umfassen. Die Achse der zweiten Lastwicklung 8 steht senkrecht zu den Achsen der Steuerwicklung 6 und der ersten Lastwicklung 7. Aufgrund dieser Ausrichtung der zweiten Lastwicklung, ist diese mit dem Kern so gekoppelt, daß sich dessen Reaktanz mit der I¹IuBd ich te in dem äußeren Kernschenkel 14, welcher von dieser zweiten Lastwicklung umgeben ist, ändert. Sine transformatorische Kopplung mit der Steuerwicklung oder der ersten Lastwicklung ist jedoch nicht vorhanden. Verständlicherweise läßt sich die zweite Lastwicklung auch auf einen Spulenkörper 20 wickeln, den man in axialer Richtung auf den Kern aufschiebt, nachdem die beiden Kernteile 10 und 11 miteinander verbunden wurden.

Die Arbeitswelse der erfindungsgemäßen Sättigungsfähigen Reaktanz wird besser verständlich in Verbindung mit einem Korrekturkreie für die Nadelkissenverzerrung* Eine solche Korrekturschaltung ist in Fig. 3a dargestellt.

Die in Pig. 3a dargestellte Schaltung enthält eine Gruppe von horizontalen Ablenkspulen 22 und eine Gruppe von vertikalen Ablenkspulen 23. In bekannter Weise befinden sich diese zwei Gruppen von Ablenkspulen auf einem magnetisch

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permeable!* Josh 24, das zu der nicht dargestellten Kathodenstrahl- oder Bildröhre eines Fernsehempfängers gehört·

Die horizontalen Ablenkspulen 22 werden aus einem Zeilenfrequenz-Sägezahngenerator 25 gespeist, der nicht im einzelnen dargestellt ist, da er in üblicher Weise ausgebildet ist. In entsprechender Weise werden die vertikalen Ablenkspulen 23 aus einem Bildfrequenz-Sägezahngenerator 26 gespeist, der ebenfalls in üblicher Weise ausgebildet ist.

Der Zeilenfrequenz-Sägezahngenerator 25 liefert einen Sägezahnstrom mit einer vergleichsweise hohen Frequenz (gemäß USA-Norm 15,75 kHz). Die einzelnen Sägezahnströme lenken den Elektronenstrahl horizontal ab, um eine Zeile zu überstreichen. Der Bildfrequenz-Sägezahngenerator 26 liefert einen Sägezahnstrom mit erheblich niedrigerer frequenz (gemäß USA-Norm 60 Hz). Bei jedem Sägezahn wird der Elektronenstrahl in vertikaler Richtung von Zeile zu Zeile weiter abgelenkt, so daß die volle Höhe des Bildrasters abgetastet wird.

Die Steuerspule 6 der sättigungsfähigen Reaktanz 4 ist mit dem Bildfrequenz-Sägezahngenerator 26 in einem !ormungskreis zusammengeschaltet, der aus einem Obnfechen Widerstand

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27 und Kapazitäten 28 und 29 besteht. Die Steuerwicklung 6 wird von einem Magnetisierungsstrom durchflossen, den eine an die Wicklung 6 angeschlossene Gleichspannungsquelle liefert» die in der Zeichnung als Klemme B-Minus und Massenklenme 50 dargestellt 1st· Der magnetieierende Gleichstrom durch die Steuerwicklung 6 induziert im Kern 5 einen stetigen FLUB 0^, der den Kern teilweise sättigt und eicherstellt, daß die nachfolgend noch zu beschreibenden sich ändernden induzierten Flüsse zu einer Sättigung führen, die sich in dem bevorzugten Bereich 9 der B/H-Hyetereae-Schleife der Fig« 4 einstellt.

Hit Hilfe des Formungskreises wird, wie die Fig. 6 zeigt, der Sägezahnstrom I_ der Bildfrequenz in einen Strom I_n mit Bildfrequenz und parabolischer Wellenform umgewandelt« Diese parabolische Wellenform entsteht durch das Zusammenwirken von Kapazitäten 28 und 29» Ohm* scher Widerstand und Steuerwicklung 6 als Induktivität. Wie im einzelnen dieser Formungskreis arbeitet» 1st für den Fachmann offenbar» ebenfalls ist es für den Fachmann naheliegend, auch andere Schaltungen zu verwenden» um eine parabolische Wellenform zu erzeugen· Ss sollte an dieser Stelle erwähnt werden, daß für eine Ideale Hadelkissenkorrektur eine hyperbolische Wellenform günstiger ist als eine parabolische Wellenform. Die Praxis hat aber gezeigt, daß

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die wesentlich einfacher zu gewinnende parabolische Wellenform normalerweise keine merkliche Abweichung von einer Idealen Korrektur zeigt.

Sie erste Lastwicklung 7 liegt in Reihenschaltung zwischen dem Zeilenfrequenz-Sägezahngenerator 25 und den Zeilenablenkapulen 22» welche entsprechend üblicher Praxis zueinander parallel geschaltet sind. Somit fließt der gesamte Strom durch die Zeilenablenkspulen ebenfalls durch die Lastwicklung 7· Der Gleichstrom»iderstand der Lastwicklung 7 ist jedoch vorzugsweise erheblich kleiner als ein Ohm und die Induktivität der Lastwicklung 7 liegt in der Größenordnung von 10 f> der Induktivität der Zeilenablenkspulen· Somit stellen die erste Lastwicklung und die Zeilenablenkspulen zusammen eine im wesentlichen konstante Last für den Zeilenfrequenz-Sägezahngenerator 25, ohne dabei zusätzliche Energie zu verzehren, wie es der Pail wäre, wenn die erste Lastwicklung zu den Zeilenablenkspulen und dem Zeilenfrequenzgenerator parallel geschaltet wäre.

Schon aus der bisherigen Beschreibung ist grundsätzlich su erkennen, daß die Impedanz der ersten Lastwicklung 7 sich in Übereinstimmung mit der parabolischen Wellenfora

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des Steuerstromes I₁₇₀ (Fig. 6) ändert wegen der sich ändernden Sättigung des Kernes, die der in der Steuerwicklung fließende Strom bewirkt* Somit wird der Zeilenfrequenzstrom durch die erste Lastwicklung und die Zeilenablenkwicklungen amplitudenmoduliert, wie es die Kurve I_h der Pig. 6 angibt. Bezüglich dieses letzten Seiles der Fig· 6 sei darauf hingewiesen, daß der Zeilenfrequenzstrom der Einfachheit halber mit einer erheblich geringeren Frequenz dargestellt ist. In der Praxis ist diese Frequenz im Vergleich mit der Bildfrequenz erheblich höher.

Die Fig. 5a bis 5d zeigen den Einfluß der Ströme in der Steuerwicklung 6 und in der ersten Lastwicklung 7 auf die magnetische Flußverteilung im Kern« Wie schon erwähnt, handelt es sich bei dem magnetischen Fluß 0_n um den Vormagnetisierungegleichstrom durch die Steuerwicklung· Dieser magnetische FIuB 0^ verläuft stetig durch den mittleren Sehenkel 13 des Kernes und in parallelen Magnetkreisen durch die zwei äußeren Kernschenkel· Falls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mittlere Schenkel des Kernes, welcher die Steuerwicklung trägt, einen doppelt so großen Querschnitt hat wie die äußeren Kernachenkel hat, hat die itagiietieche Flußkomponente 0_b eine gleichförmige Flußdichte in allen drei Schenkeln, obwohl natürlich doppelt so viel Flußlinien im mittleren Schenkel vorhsulera sind als in

federn der äußeren Schenkel, Die magnetische Flußkomponente 0_C, die durch die parabolische Wellenform des Stromes durch die Steuerwicklung hervorgerufen ist, durchsetzt in ähnlicher Weise den gesamten Kern. Wenn auch diese Flußkomponente 0 sich von Augenblick zu Augenblick ändert, hat sie jedoch in jedem beliebigen Augenblick genau so wie der magnetische Fluß 0^ in allen drei Schenkeln die gleichie Flußdiehte.

Da der Steuerstrom I_ ein Wechselstrom mit parabolischer Wellenform ist, kreuzt er eine gedachte horizontale Null-Linie an einer Stelle zwischen den Punkten a und b der Fig. 6. So kann man sagen, daß der magnetische Fluß 0_Λ aufgrund des Steuerstromes abwechselnd den Tormagnetisierungsfluß 0^ abwechselnd verstärkt und vermindert· Somit wirkt in dem leil des Wellenzyklusses,der am Punkt a vorhanden ist, der Steuerfluß 0. dem Vormagnetisierungsfluß 0^ entgegen, wie es in Fig. 5b abweichend von der Fig. 5a dargestellt ist. In dem IeIl des Wellenzyklusses, der durch den Punkt b gekennzeichnet ist, verstärkt der Steuerfluß 0_C den Yormagnetisierungsfluß 0^, wobei sich dann ein Zustand des Steuerflusses ergibt, wie er in Fig. 5c gezeigt 1st. Die Relation zum Vormagnetisierungsfluß ergibt sich durch einen Vergleich der Fig. 5c und 5a,

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Der Zeilenfrequensstrom durch die erste Lastwicklung 7 induziert'ebenfalls im Kern einen magnetischen Fluß 0J₁, Dieser Fluß ändert sich mit der relativ hohen Zeilenfrequenz. Die Relation dieses Flusses 0J₁ gegenüber dem Vormagnetisierungsfluß 0^ und gegenüber dem Steuerfluß 0_C ergibt sich durch einen Vergleich der Fig. 5d mit den Pig, 5a bis 5c Es ist zu beachten, daß der Zeilenfrequenz Fluß 0J₁ den mittleren Schenkel 13 und den rechten Schenkel 14 in magnetischen Kreisen durchsetzt, die parallel zum linken Schenkel 12 verlaufen. Der Vormagnetisierungsfluß 0^ •würde die beiden äußeren Schenkel symmetrisch durchsetzen, wenn der magnetische Fluß 0_Q nicht vorhanden wäre. Wenn aber dieser magnetische Fluß 0_h vorhanden ist, sind die Flußdichten in den zwei äußeren Schenkeln des Kernes nicht symmetrisch·

Während des Teiles des Steuerstromzyklusses, der in Fig. 6 mit dem Punkt a bezeichnet ist, ergeben sich in den entsprechenden Kernschenkeln folgende Flußfelder:

linker Schenkel: 0^ - 0_C + 0_h mittlerer Schenkel: 2 0_fe — 2 0_C + rechter Schenkel: 0^ - 0_Q - 0J₁

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Während des Teiles des Steuerstromzy. k lussea, der in Pig. mit dem Punkt b gekennzeichnet ist, herrschen folgende Verhältnisse:

linker Schenkel: 0^ + 0_C + 0_h mittlerer Schenkel: 20^ + 20_O + 0_h rechter Schenkel : 0^ + 0_C - 0_h.

Somit herrscht im Zustand a im Kernschenkel 12 eine vergleichsweise geringe Plußsättigung, so daß die erste Lastwicklung 7 eine vergleichsweise hohe Impedanz hat. Demgegenüber ist im Kernschenkel 12 beim Zustand b eine hohe Plußsättigung vorhanden, so das die erste Iestwlcklung 7 eine vergleichsweise kleine Impedanz hat· Da die Schwankungen der Flußkonsentration im äußeren Schenkel eine Punktion des parabolischen Bildfrequenzströmea durch die Steuerwicklung 6 sind wird der Zeilenfrequenzström I_b, welcher durch die erste Lastwicklung 7 fließt, so moduliert, wie es die 71g. 6 seigt.

Bs ist offensichtlich, daß der Zeilenfrequensstrom durch die erste Lastwicklung 7 la mittleren Kernsohenkel 13 eine PluSkonsantratlon hervorruft, die mit der Zeilenfrequens schwankt und in der Steuerwicklung 6 eine Zeilen-

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frequenz-Stromkomponente induziert. Sie Steu»»wicklung 6 hat jedoch ,[bei - der relativ hohen Zeilenfrequenz eine überaus große Impedanz, welche als Drossel wirkt, die sogar die Harmonischen der Zeilenfrequenz unterdrückt. Demzufolge ergibt sich im wesentlichen keine Bückwirkung der Zeilenfrequenzaignale oder deren Harmonischen von der Steuerwicklung 6 zum Bildfrequenzgenerator 26. Rückwirkungsprobleme entstehen somit bei der erfindungsgemäßen Reaktanz nicht·

Ss besteht die Möglichkeit, daß einige Harmonische der Zeilenfrequenz in der ersten Lastwicklung 7 entstehen, die verständlicherweise im Bild raster Störungen oder Verzerrungen hervorrufen könnten. Erprobungen haben jedoch gezeigt, daß solche Störungen in der Praxis keine merkliche Größe erreichen können, doch kann auf alle fälle den Klemmen der ersten Lastwicklung 7 ein Sämpfungswiderstand 31 parallel geschaltet werden, der solche unerwünschten Signale unterdrückt.

Sie zweite lastwicklung 8 liegt effektiv in Reihe mit dem Bildablenkepulen 23· Bei der Darstellung der Pig. 3a liegt die zweite Lastwicklung θ zwischen den beiden Bildablenkepulen, doch kann verstandlieberweise jede andere Reihenschaltung der drei Spulen und Wicklungen vorgenom-

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men werden.

Dadurch, daß die zweite Lastwicklung 8 mit ihrer Achse quer zum Flußpfad durch den von ihr umgebenen Kernschenkel liegt, kann offensichtlich keine transfonaatoriscbe Rückwirkung zwischen der zweiten Lastwicklung 8 und einer der beiden anderen Wicklungen auftreten. Die Impedanz der zweiten Lastwicklung 8 wird durch die Stromflüsse durch die beiden anderen Wicklungen beeinfluß^ doch ergibt sich zwischen ihnen keinerlei Induktion elektromotorischer KrSfte·

Die Reaktanz der zweiten Lastwicklung 8 ändert sich als Punktion der Flußdichteschwankungen in dem äuieren Kernschenkel 14 über den die Wicklung 8 gewickelt ist. Sie vorherrschenden Paktoren, die einen magnetischen Fluß durch den Schenkel 14 hervorrufen, sind der Vormagnetlsierungsgleichstrom durch die Steuerwicklung 6 und der BiIdfrequenz-Sägezahnstrom durch die zweite Lastwicklung 8.

Solange eine vertikale Elektronenstrahlabtastung von der Oberkante des Rasters zuy Hittellinie erfolgt, ist der Bildfrequenz-Sägezahnstrom durch die zweite Lastwicklung 8 verantwortlich für eine stetig größer werdende Flußdichte im Kernschenkel 16. Wenn dann diese vertikale Abtastung

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welter in Richtung auf die Unterkante des Hasters fortgesetzt wird, vermindert sieh die Plußdlchte aufgrund des stetig kleiner werdenden ..Bildfrequenz-Stromes. . . Ein magnetischer Fluß aufgrund des Zeilenfrequenzstromes durch die erste Lastwicklung 7 ist ebenfalls bestrebt, den Kernschenkel 14, der von der zweiten Lastwieklung umfaßt wird, ssu durchsetzen· Bei beliebigen Zyklen der Zeilenfrequenz bildet der relativ niederfrequente Bildfrequenz-Sägezahnstrom durch die zweite Lastwicklung 8 eine effektive Gleichstromvormagnetisierung des Kernes. Diese Vormagnetisierung wird durch die echte Vormagnetisierungsgleichspannung vergrößert, den die Steuerwicklung verursacht. Bei einer Abtastung über den halben BiId-Bohirmraster schwankt diese Magnetisierung des Kernschenkels H von einem Minimum, bei dem die ZeilenfrequenziluBschwankungen in diesem Kernschenkel eine maximale Amplitude haben können, Mb zu einer Sättigung, bei der die Zeilenfrequenz-Plußschwankungen im wesentlichen eine Amplitude Hull erhalten· So ergibt sich ein ^ötromfluß durch die zweite Lastwicklung 8 wie Ihn die Fig· 6 in der Kurve I_vc wiedergibt.

Wäre eine transformatorische Beziehung zwischen der zweiten Lastwicklung 8 und der ersten Lastwicklung 7 möglich,

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würde in der zweiten lestwicklung ein Zeilenfrequenzstrom induziert werden, der gegenüber der horizontalen Zeilenwelle für die vertikale Nadelkissen-Korrektor um phasenverschoben wär.e.Yerständlieherweise würde die Durchführung der dann notwendigen Phasenkorrektur min·» destens äußerst kompliziert werden«

Bei der vorhandenen 90°-Beziehung zwischen den Achsen der Lastwicklunget'?_Aund 8, die ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemSßen Äättigungsfähigen Reaktanz ist, hat die Zellenfreguenz-Stromkomponente durch die zweite Lastwicklung 8 das Bestreben, sich gegenphasig zur gewünschten Korrektur einzustellen* Wäre der strom durch die BiId-

und durch die zweite Lastwicklung

allein durch die sich ändernden magnetischen Flüsse in dem Kernschenkel 14 beeinflußt, wurde deren Zeilenfrequenzkomponente eine Phasenlage" haben, die die IFadelkissen-.. Verzerrung vergrößert anstelle sie zu korrigieren· Um die erforderliche Phasenumkehr zu bewirken, ist die zweite Lastwicklung 8 in einen Reibenreaonanzkreie eingeschaltet, zu dem eine Phaaenwioklung 33 mit veränderlicher Reaktanz und zwei gleichgroße Kondensatoren 34 und 55 gehören. Hit Hilfe dieses Phasenumkehrkrelses werden dl· in der zweiten Laetwioklung entstehenden Impuls· des Steilenfrequenzstromes gefiltert und in eine Slnissform mit

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entgegengesetzter Polarität umgewandelt· Der Resonanzkreis stellt auch sicher, daß die Zeilenfrequenzkomponente der Stromwelle I_vc für die vertikale Nadelkissen-Korrektur eine angemessene Amplitude erhält.

Wie die Fig. 3a zeigt, liegen zwei in Reihe geschaltete Widerstände36 und 37 zwischen den Eingangsklemmen der Bild-Ablenkspulen. Der Terbindungspunkt dieser zwei Widerstände 36 und 37 ist über eine Leitung 38 mit dem Verbindungepunkt der beiden Kondensatoren 34 und 33 verbunden. Bei den Widerständen 36 und 37 bandelt es sich um übliche Dämpfungswiderstände, die mittels der Kondensatoren 34 und 35 den Bild-Ablenkspulen parallel geschaltet sind. Die beiden Kondensatoren 34 und 35 bilden für den Resonanzkreis mit der zweiten Lastwicklung 8 eine einzige Kapazität· Der Grund dafür, daß zwei Kondensatoren vorgesehen sind, liegt darin, dad man Rückwirkungsprobleme vermeiden will und zu diesem Zweck eine Rückkopplung des Zeilenfrequenzstromes in den Bildfrequenzgenerator 26 verhindert.

Sollte eine solche Rückkopplung der Zeilenfrequenz unrrpbleaatiach sein, kann man die zweite Lastwicklung 8 mit den Bildablenkspulen so zusammenschalten wie es die Pig. 3b zeigt« Eier enthält der Reihen-Resonanzkreis mit der Last-

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wicklung 8 und der Phasenwicklung 33 veränderlicher Reaktanz nur einen einzigen Kondensator 34'· Sie Dämpfungewiderstände 36* und 37* sind den Blldfrequenz-Ablenkspulen 23 unmittelbar parallel geschaltet· Verständlicher* weise ist die Schaltung gemäß Pig» 3d in allen anderen Punkten mit der Schaltung der Pig· 3a identisch· Durch eine Einregelung der Reaktanz der Phasenwicklung 33 kann der Reihen-Reseonanzkreis mit dieser Wicklung in etwa auf die Resonanzfrequenz der Zeilenimpulse abgestimmt werden·

Aus der vorstehenden Beschreibung wurde deutlich« daß in der Battigungsfähigen Reaktanz gemäß Pig« 1 und 2 jedes Wicklungspaar unabhängig von der dritten Wicklung arbeiten kann. Die Grundgedanken der Erfindung lassen sich somit im Prinzip für verschiedenste sättigungsfällige Zweispulen-Reaktanzen für allgemeine Anwendungen einsetzen.

· 7 zeigt eine Aueführungsform einer solchen sättigungsfähigen Reaktanz» die abgesehen von der fortgelassenen zweiten Lastwicklung mit der .Reaktanz gemäß Pig. 1 übereinstimmt. Trotz der Fortlassung der zweiten Lastwicklung benötigt der Kern den äußeren Kernschenkel 14» auf dem sich zuvor die zweite Lastwicklung befand. Anstelle des

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Kernschenkele 14 könnte auch ein äqutralenter Abzweigflußpfaä treten, der sich parallel zum Magnetkreis in den Schenkeln 12 und 13 erstreckt. Die Arbeitsweise der Reaktanz; gemäß Fig« 7 ergibt sich aus dem Teil der vorangegangenen Beschreibung, der sich auf die Arbeitsweise der Steuerwicklung und der ersten Lastwicklung und deren funktioneile Relation bezieht* In Fernsehempfängern wäre die sättigungsfähige Reaktanz der Fig· 7 brauchbar und höchst erwünscht, wenn es eich nur um die seitliche Nadelkissen-Korrektur handeln würde. In einem solchen Falle würden die Steuerwicklung und die Lastwlcklung genau so angeschlossen wie es die Fig. 3a zeigt.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform einer mit zwei Wicklungen versehenen sättigungsfähigen Reaktanz gemäß der vorliegenden Erfindung· Diese Reaktanz ist brauchbar um einem Strom veränderlicher Amplitude mit einer Frequenz zu einem Strom mit einer anderen Frequenz zu addieren. In diesem Falle benötigt der Kern nur eine einzige . fensteröffnung 17* und kann ia übrigen de» mit zwei Fensteröffnungen versehenen Kern gemäß Fig. 1 entsprechen _y wobei jedoch alle die Seile beseitigt sind, die links des mittleren Schenkels 13 liegen. Die bei Fig. 8 dargestellte erste Wicklung 6* und eine zweite Wicklung 8' entsprechen

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im wesentlichen 12nd insbesondere bezüglich ihrer Relativlage und ihrer Anbringung am Kern den Wicklungen 6 und 8 der Pig· 1.

Der Kern der sättigungsfäbigen Reaktanz gemäß Fig. 3 tenn mit einem ausreichend kleinen Querschnitt ausgebildet werden, um mit den Stromflüssen durch die Wicklungen eine angemessene Plußsättigung hervorzurufen. Wenn jedoch die Parameter von Spule und Strom dies nicht ermöglichen, kann man in den Schenkel 14* der von der Lastwicklung 8* umgeben ist, einen konstanten Vormagnetiaierungsfluß 42 mit einem Dauermagneten 40 einbringen, der mit dem Schenkel verbunden wird.

TM noch einmal auf die sättigungsfähige Reaktanz gemäß Fig. 1 und 2 zurückzukommen, sei noch darauf hingewiesen, daß die Schaltung gemäß Pig« 3a kein Potentiometer enthält, um die Größe der oberen und unteren Hadelkiesen-Korrekturen einzustellen. Solehe Einstellungen «erden mit der sättigungsfähigen Reaktanz selbst vorgenommen. Indem man das Joch 11 in Längsrichtung relativ zum E-förmigen Kernteil 10 verschiebt, ändert sich die Flußdieht« durch den Schenkel 14 gegenüber der ?lußälebte im übrigen Seil des Kernes und damit die Symmetrie zwischen oberer und

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unterer Raster-Korrektur. Bewegt man die zweite Lastwicklung 8 axial gegenüber dem Kern, verändert man die Kopplung dieser Wicklung sum Kern und bewirkt hierdurch eine Veränderung der Amplitude für die obere und untere Hasterkorrektur.

Aus der vorstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wurde erkennbar, daß die Erfindung eine neue verbesserte Sättigung»fähige Reaktanz und auch eine Schaltung offenbart, in der man diese sättigungsfähige Reaktanz mit Torteil in die Ablenkkreise einer Fernsehbild rühre einschalten kann* um eine Uadelkissenkorrektur des Bildrasters ssu bewirken· Se ist auob offensichtlich, daß im Vergleich mit älteren sättigungsfähigen Reaktanzen die erfindungsgemäß· Reaktanz in verschiedener Beziehung überlegen ist, nämlich bezüglich der geringeren Kosten, des gedrungeneren Aufbaues, der genaueren Arbeitewelse und bezüglich der Verminderung an Arbeitsaufwand und der Zahl der elektrischen Bauteil· eines angeschlossenen lfadelklssen-Korrekturkreises.

Tür d«n Sachmann ist ·β auch offensichtlich, daß die Erfindung abweichend von den vorstehend beschriebenen speziellen AuafUhrungsbeiepielen zum Einsatz kommen kann·

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Claims

- 31 Patentansprüche

· Sättigungsfählge Reaktanz mit einem magnetisch sättigungsfähigen, zwei Wicklungen tragenden Kernt in dem durch den Stromfluß in der ersten Wicklung eine sich nicht-linear ändernde magnetische Flußdiebte Induziert wird, die zu der zweiten stromdurchflossenen Wicklung Energie überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) aus magnetisch permeablem Material besteht und in ihm ein im wesentlichen geschlossener Flußpfad um eine !fensteröffnung (16) herum ausgebildet ist, daß auf einem Abschnitt (12) dee Kernes (4) die erste Wicklung (6) quer zum Flußpfad und durch die Fensteröffnung (16) so hindurchgewickelt 1st, daß sich die Wicklungsachse im wesentlichen parallel zu einem Seil des Flußpfades erstreckt, und daß die zweite Wicklung (δ) auf das Äußere eines Kernabschnittes (14) so aufgewickelt ist, daß ihre Wicklungsachse sich im wesentlichen quer zum Flußpfad in dem umfaßten Kernabschnitt (14) erstreckt·
2. Reaktanz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der zweiten Wicklung (8) umfaßte Kernabschnitt (14) bezüglich der ersten Wicklung (6) auf der gegen-

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überliegenden Fensterseite angeordnet ist und einen Plußdurehtrittsquerscbnitt hat, der erheblich kleiner ist, als der Plußdurebtrittsquerschnitt des die erste Wicklung (6) tragend en Kernabschnittes (13).
3. Reaktanz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem von der zweiten Wicklung (δ) umfaßten Kernabschnitt (H) ein Dauermagnet (40) angeordnet ist, der in diesem Kernabschnitt (14) eine stabile Tormagnetisierung erzeugt (Pig. 8).
4. Reaktanz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zwei bewickelten Kernabschnitten ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen ist, der mit dem übrigen Kern ein zweites Kernfenster bildet·
5. Reaktanz nach Anspruch 1 bis 4 mit einem rechteckigen fensterbildenden Kern, welcher aus zwei geradlinigen parallelen Schenkeln und zwei Jochteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (6) von einem Schenkel (13) getragen wird, daß die zweite Wicklung (8) den zweiten Schenkel (14) außen umfaßt und daß einer der Jochteile (11) durch einen veränderbaren luftspalt von den übrigen Kernteilen (10) getrennt ist.

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6. Reaktanz nach Anspruch 1 bis 5_t dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (6,7,8) als vorgefertigte Spulen (18,19t20) ^vor äer Vervollständigung des Kernes (4) auf die Kernabschnitte (12,13,14) aufgesetzt sind·
7. Reaktanz nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) aus drei einander parallelen Schenkeln (12,13,14) "und zwei quer dazu verlaufenden Joch teilen (11,15) besteht und zwei Fensteröffnungen (16,17) enthält, daß der mittlere Schenkel (13) die durch beide Fensteröffnungen (16,17) hindurchgehende, den Erregerstrom führende erste Wicklung (6) trägt und daß dem von der zweiten Wicklung (8) umfaßten Außenschenkel (14) gegenüberliegend auf dem zweiten Außenschenkel (12) eine von einem Laststrom durchflossene, das benachbarte Fenster (16) durchsetzende Lastwicklung (7) gewickelt ist, deren Wicklungsachse sich parallel zur Wicklungsachse der ersten Wicklung (6) erstreckt und deren Stromfluß durch den Erregerstrom der ersten Wicklung (6) modifiziert wird.
8. Reaktanz nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Cteuerwicklung (6) von einem Steuerstrom einer bestimmten Frequenz durchflossen 1st und daß. die Last-

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wicklung(en) &7) von einem entsprechend dem Steuerstrom modulierten Laststrom eine erheblich abweichenden Frequenz durchflossen ist/sind.
9· Reaktanz nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Eernschenkel (14) unbewickelt ist.
10· Elektromagnetische Ablenkschaltung für den Elektronenstrahl einer Kathodenröhre mit Zeilen- und Bildablenkspulen, die aus einem Zeilenfrequenz- und einem Bildfrequenz-Sägezahngenerator gespeist werden, um ein im wesentlichen rechteckiges Haster zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur von Rasterverzerrungen eine Reaktanz gemäß Anspruch 1 bis 9 vorgesehen ist, daß die bei Zeilenfrequenz eine hohe Reaktanz aufweisende Steuerwicklung (6) mit einem parabolisch arbeitenden Vlellenformungokreis (27,29) und dem Bildfrequenz-Sägezahngenerator (26) in Reihe geschaltet 1st, um einen parabolischen Bildfrequenz-Steuerstrom zu erzeugen, und daß eine Lastwicklung (7) auf dem einen Kernschenkel (12), die bei einem Zeilenfrequenzstrom eine im wesentlichen geringe Reaktanz hat, mit dem Zeilenfrequenz-Sägezahngenerator (25) und den Zeilenablenkspulen (22) in leihe geschaltet 1st.

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11. Elektromagnetische Ablenkscbaltung nach Anspruch 1O_t dadurch gekennzeichnet, daß die das Äußere des Kernes (4) der Reaktanz umfaßende Lastwicklung (8) zur Phasenkorrektur mit einem Reihenresonanzkreis verbunden ist, der aus einer Phasenwicklung (33) und einer Kapazität (34,35) besteht.
12. Elektromagnetische Ablenkschaltung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung in Verbindung mit dem Kern (4) bei der hohen Zeilenfrequenz eine im wesentlichen hohe Impedanz hat, um eu verhindern, daß Signale der Zeilenfrequenz in die Steuerstromquelle eingespeist werden.

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