DE2529357A1 - Hochspannungsgeneratorschaltung - Google Patents

Description

U.V. OPTISCHE INDUSTRIE "DE OUDE DELFT",
Van Miereveltlaan 9, Delft, Niederlande.

Hochspannungsgeneratorschaltung.

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsgeneratorschaltung für insbesondere eine Bildverstärkungsvorrichtung, und "bestehend aus einem Transistoroszillator mit einem mit einer Rückkopplungswicklung versehenen Transformator, einem an diesen Transformator angeschlossenen Spannungsverfielfacher und einem Kreis zur Regelung der durch diese Schaltung abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von deren Belastung,

Eine solche Schaltung ist bekannt aus der französischen Patentschrift 2.033.00U. Diese bekannte Schaltung ist zur automatischen Regelung der Bildhelligkeit einer an sie angeschlossenen Bildverstärkungsvorrichtung mit einem Strombegrenzungskreis mit einem Transistor versehen, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in den Speisekreis des Oszillators aufgenommen ist, und mit einer Zenerdiode, die zwischen der Basis dieses Transistors und dem über eine Diode mit der Speisequelle verbundenen Ende eines in die Emitterleitung dieses Transistors aufgenommenen Widerstands angeordnet ist. In dieser Schaltung wird bei einer durch Erhöhung des Beleuchtungspegels am Eingang der Bildverstärkungsvorrichtung verursachten Zunahme des durch diese Vorrichtung aufgenommenen Stroms auch der

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durch den Oszillator aus der Speisequelle aufgenommen Strom und dadurch zugleich der Spannungsabfall am Emitterwiderstand des in dem Speisekreis des Oszillators angeordneten Transistors grosser werden. Wenn der Spannungsahfall an diesem Emitterwiderstand den zu der Zenerdiode gehörenden Schwellwert erreicht, wird von diesem Punkt an bei einer weiteren Stromzunahme durch diesen Emitterwiderstand die Basis-Emitter-Spannung des Transistors abnehmen, wodurch der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors und somit der Spannungsabfall an diesem Kreis grosser werden und die Spannung am Eingang des Oszillators abnehmen wird. Da die Abnahme des Eingangswiderstands des Oszillators bei zunehmender Belastung anfangs grossenteils durch die Zunahme des Widerstands des Emitter-Kollektor-Kreises des Regeltransistors ausgeglichen wird, wird der aus der Speisequelle aufgenommene Strom über einen bestimmten Bereich von Beleuchtungspegeln am Eingang der Bildverstarkungsvorrichtung von dem Niveau ab, bei dem die Zenerdiode wirksam wird, nur wenig zunehmen, während die Spannung am Eingang des Oszillators und somit auch die Speisespannung der Bildverstarkungsvorrichtung so abnimmt, dass über diesen Bereich eine nahezu konstante Leistung auf diese Vorrichtung gegeben wird. Wenn ein als Obergrenze dieses Regelbereichs zu betrachtender Beleuchtungspegel am Eingang der Bildverstarkungsvorrichtung erreicht ist, wird die Spannung am Eingang des Oszillators und dadurch auch die Speisespannung der Bildverstärkervorrichtung ziemlich schnell bis unter den für die Wirkung dieser Vorrichtung erforderlichen Mindestwert absinken.

Obwohl mit dem in dieser bekannten Schaltung angewendeten Regelkreis eine automatische Helligkeitsregelung der Bildverstärkervorrichtung über einen Bereich von Beleuchtungspegeln am Eingang erhalten wird, der für viele Anwendungsbereiche ausreicht hat diese Regelung durch Begrenzung des Speisestroms des Oszillators den Nachteil, dass durch diesen Regelkreis eine verhältnismässig hohe Leistung aufgenommen wird, die verlorengeht. Ausserdem ist ein solcher Spannungsabfall am Regeltransistor insbesondere bei Anwendung einer Speisebatterie mit niedriger Spannung oft unerwünscht.

Diese Nachteile sind vor allem dann störend, wenn die Generatorschaltung in einem sehr beschränkten Raum untergebracht werden muss und als Speisequelle eine Batterie zu verwenden ist, was insbesondere bei mit einer Bildverstarkungsvorrichtung versehenen Nachtgläsern der Fall ist.

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Die Erfindung verschafft nun eine Hochspannungsgeneratorschaltung der eingangsbes.chriebenen Art, "bei der diese Nachteile dadurch beseitigt sind, dass der Regelkreis aus einer auf dem Transformator angeordneten, mit der Rückkopplungswicklung in Reihe liegenden Hilfswicklung und einem als Stromquelle geschalteten Regeltransistor "besteht, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über eine oder mehrere Dioden an diese Hilfswicklung angeschlossen ist.

Bei der erfindungsgemässen Schaltung wird über die mit der Rückkopplungswicklung in Serie liegende Hilfswicklung eine Spannung erzeugt, deren Grosse vom dem auf die Belastung dieser Schaltung gegebenen Strom abhängt und wird ein von der Grosse dieser Spannung abhängender Teil des über die Rückkopplungswicklung dem Transistoroszillator zugeführten Basisgleichstroms durch den Regeltransistor abgeführt, um die durch den Oszillator abgegebene Leistung über einen durch die Dimensionierung des Regelkreises bestimmten Regelbereich konstant zu halten.

Da der Basisstrom des Oszillators bedeutend kleiner ist als der durch den Oszillator aus der Speisequelle aufgenommene Belastungsstrom der Generatorschaltung wird in diesem Kreis auch nahezu kein Leistungsverlust auftreten.

In bezug auf die erfindungsgemasse Generatorschaltung kann der Vollständigkeit halber noch auf die deutsche Offenlegungsschrift 2.1U6.UU1 hingewiesen werden, in der ebenfalls solche Generatorschaltungen für insbesondere Bildverstärkungsvorrichtungen beschrieben sind, die mit Kreisen zur automatischen Helligkeitsregelung versehen sind. Diese Regelkreise sind aber ebenso wie die gemäss der oben genannten franzosischen Patentschrift zur Regelung des Speisestroms des Oszillators ausgebildet, wahrend sie weiter zur Erhaltung eines für bestimmte Anwendungen gewünschten, grossen Regelbereichs aus einer grossen Anzahl Teilen zusammengesetzt sind.

Die Erfindung wird jetzt anhand der Zeichnung, in der ein Schaltbild einer als Beispiel gewählten Ausführung einer erfindungsgemässen Generatorschaltung mit einem Gegentaktoszillator wiedergegeben ist, näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung enthält einen Gegentaktoszillator mit zwei Transistoren Q₁ und Q₂, deren Emitter miteinander verbunden und an die eine Klemme einer Gleichstromquelle B angeschlossen sind und deren

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Kollektoren je über eine Hälfte einer mit einer Mittelabzweigung versehenen Wicklung L , L₀ eines Transformators T mit der anderen Klemme der Gleichstromquelle B verbunden sind. Der Transformator T enthält weiter eine mit einer Mittelabzweigung versehene Rückkopplungswicklung L_, L^, deren Enden je mit der Basis eines der beiden Transistoren verbunden sind. Die Mittelabzweigung dieser Rückkopplungswicklung ist mit dem Knotenpunkt zweier in Reihe liegender Stellwiderstände R₁ und R₀ verbunden, von denen der Widerstand R. an die mit den Emittern der Transistoren Q und Q₀ verbundene Klemme der Gleichstromquelle B angeschlossen ist und der Widerstand R₀ über einen weiteren Stelli
verbunden ist.

weiteren Stellwiderstand R_ mit der anderen Klemme der Gleichstromquelle B

Zwischen dem Knotenpunkt der Emitter der Transistoren Q₁ und Q₀ einerseits und der Mittelabzweigung der Transfonnatorwicklung L₁, L₀ anderseits ist ein Kondensator C₁ zum Stabilisieren der Speisespannung des Oszillators angeordnet, während dem Stellwiderstand R- ein Kondensator C₀ parallelgeschaltet ist, der nach Anlassen des Oszillators bis zur am Widerstand Rp auftretenden Einsteilspannung aufgeladen wird.

Der Transformator T ist weiter mit einer aus zwei gleichen Teilen L^ und Lg bestehenden Hilfswicklung versehen, deren einer Teil L mit der einen Hälfte L und deren anderer Teil Lg mit der anderen Hälfte L. der Rückkopplungswicklung in Reihe geschaltet sind. Die freien Enden der beiden Teile L₁. und L der Hilfswicklung sind je über einen Diode D₁ bzw. D₀ miteinander und über wenigstens eine weitere Diode D„ mit dem Kollektor eines Regeltransistors Q„ verbunden, dessen Basis an den Knotenpunkt der Widerstände R₀ und R- angeschlossen ist und dessen Emitter über einen festen Widerstand Rr und einen einstellbaren Widerstand R₁. mit dem unmittelbar an die Gleichstromquelle B angeschlossenen Knotenpunkt der Emitter der Transistoren Q₁ und Q₀ verbunden ist.

Zwischen dem Knotenpunkt der Widerstände R₀ und R_ einerseits und dem Knotenpunkt der Emitter der Transistoren Q₁ und Q₀ anderseits ist weiter noch eine Reihenschaltung einiger Dioden D^, D₁. und Dg angeordnet, die zum Stabilisieren der Einstellspannungen der Transistoren Q₁, Q₀ und Q_ dient. Die Diode D-dient zum Ausgleich des Einflusses der Temperaturabhangigkeit der Dioden D^, D₁- und Dg auf den Regelkreis mit dem Transistor Q~.

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Der Transformator T enthält weiter eine Ausgangswicklung L„, die mit einem in bekannter Weise aus einer Kaskadenschaltung von Kondensatoren und Dioden zusammengesetzten Spannungsverfielfacher VJM verbunden ist, an den eine aus drie Stufen 1,2 und 3 bestehende Bildverstärkungsvorrichtung BV eines beliebigen, an sich bekannten Typs angeschlossen ist.

Wenn die Fotokathode am Eingang der Bildverstärkungsvorrichtung BV bei der beschriebenen Schaltung nicht belichtet wird, wird diese Vorrichtung keinen Strom aus der Kaskadenschaltung VM aufnehmen und wird der Oszillator dieser Kaskadenschaltung keinen Strom liefern. In dieser Betriebslage wird die über die in Reihe geschalteten Wicklungen Lo-Iv- des Transformators T erzeugte Wechselspannung einen maximalen Wert haben. Wenn die Bildverstärkungsvorrichtung BV durch Belichtung der Fotokathode am Eingang damit anfängt Strom aus der Kaskadenschaltung VM aufzunehmen wird die über die Wicklung L₁, L_? erzeugte Wechselspannung und dadurch auch die Wechselspannung an den Wicklungen Ijo-% äes Transformators infolge der dadurch verursachten Vergrösserung der Belastung des Oszillators abnehmen.

Der durch die Widerstände R₁, R_p und R_ gebildete Spannungsteiler einerseits und die auf dem Transformator angeordnete Hilfswicklung L₁-, L^- anderseits sind nun so dimensioniert, dass die im Betrieb an den Wicklungen Lo-L/- auftretende Wechselspannung über einen für die Anwendung der Bildverstärkungsvorrichtung erforderlichen Bereich von Belichtungsstärken am Eingang eine Amplitude besitzt, die höher ist als der durch den Spannungsteiler bestimmte Wert der Basisspannung des Transistors Q~. Hierdurch wird der Transistor Q~ während der Teile der Perioden der an den Wicklungen L^-L,- auftretenden und über die Dioden D., Dp und D„ deren Kollektor zugeführten Wechselspannung, in denen diese die Basisspannung dieses Transistors überschreitet, leitend werden und wird in Abhängigkeit von der Grosse dieser Wechselspannung ein grösserer oder kleinerer Teil des über die Wicklung L_, Li den Transistoren Q₁ und Qp zugeführten Basisgleichstroms über den Transistor Q~ abgeleitet werden. Der Transistor Q_ ist durch in seinem Emitterkreis angeordnete Widerstände Ri und R₁. als Stromquelle geschaltet und wird also im Leitzustand einen konstanten Kollektor-Emitter-Strom führen. Hierdurch wird über den Regelbereich, in dem die an den Wicklungen L^-Lg auftretende Wechselspannung in bezug auf die Basisspannung dieses Transistors gross ist, der zusätzliche Basisgleichstrom, der bei Abnahme dieser Wechselspannung den Transistoren Q.

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und Qp zugeführt wird, annähernd linear zu der Abnahme der Amplitude dieser Wechselspannung zunehmen. Da die durch den Oszillator abgegebene Leistung direkt proportional zu der Zunahme des Basisgleichstroms der Transistoren Q₁ und Q₂ zunimmt, wird die bei zunehmender Belichtungsstärke am Eingang der Bildverstärkungsvorrichtung BV auf diese Vorrichtung gegebene Leistung und dadurch auch die Helligkeit des Bilds auf dem Anodenschirm am Ausgang dieser Vorrichtung über den durch den Regelkreis mit dem Transistor Q_ bestimmten Regelbereich konstant bleiben.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausfuhrungsbeispiel beschränkt und kann namentlich auch bei einer Hochspannungsgeneratorschaltung angewendet werden, die mit einem nicht in Gegentakt geschalteten Transistoroszillator versehen ist, wobei dann die Hilfswicklung als eine mit der Rückkopplungswicklung in Reihe geschaltete, einteilige Wicklung ausgebildet werden kann. Weiter kann die Schaltung statt mit npn-Transistoren gemäss der Zeichnung auch mit pnp-Transistören versehen werden, wobei dann sowohl die Speisequelle wie die Dioden umgepolt werden müssen. Weiter können statt Transistoren auch andere aktive Elemente, wie Elektronenröhren oder Feldeffekttransistoren verwendet werden.

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Claims (2)

1. Ansprüche:

   ( 1. Hochspannungsgeneratorschaltung für insbesondere eine Bildverstärkungsvorrichtung, und "bestehend aus einem Transistoroszillator mit einem mit einer Rückkopplungswicklung versehenen Transformator, einem an diesen Transformator angeschlossenen Spannungsverfielfacher und einem Kreis zur Regelung der durch diese Schaltung abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von deren Belastung, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis aus einer auf dem Transformator angeordneten, mit der Rückkopplungswicklung in Reihe liegenden Hilfswicklung und einem als Stromquelle geschalteten Regeltransistor besteht, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über eine oder mehrere Dioden an diese Hilfswicklung angeschlossen ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1 und versehen mit einem Gegentaktoszillator mit zwei Transistoren, deren Basiselektroden je mit einem Ende der mit einer Mittelabzweigung versehenen Rückkopplungswicklung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung aus zwei gleichen Teilen zusammengesetzt ist, die je mit einer der Hälften der Rückkopplungswicklung in Reihe geschaltet sind und deren freie Enden je über wenigstens eine Diode mit dem Kollektor des Regeltransistors verbunden sind.

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