DE2613372B2

DE2613372B2 - Ablenkschaltung für Fernsehaufnahme- und -Wiedergabegeräte

Info

Publication number: DE2613372B2
Application number: DE2613372A
Authority: DE
Inventors: Lucas John Stratford N.J. Bazin (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-03-31
Filing date: 1976-03-29
Publication date: 1981-02-26
Also published as: JPS5654111B2; US3983452A; DE2613372A1; JPS51122314A; DE2613372C3; GB1546175A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablenkschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Häufig werden Ablenkverstärker dazu verwendet, eine auf der Außenseite einer Bildaufnahme-Kathodenstrahlröhre oder einer Bildwiedergaberöhre, wie z. B.

einer Fernsehkameraröhre bzw. einer Fernsehbildröhre, angebrachte Vertikal- oder Horizontalablenkwicklung mit einem allgemein sägezahnförmigen Ablenkstrom auszusteuern. Vielfach verwendet man anstelle vun Α-Verstärkern transistorbestückte Gegentakt-B-Ablenkverstärker, und zwar wegen deren größeren Eigenwirkungsgrad, indem der Verstärker mit einem verhältnismäßig geringen Ruhestrom, der gerade ausreicht, um Übergangsverzerrungen zu verhindern, betrieben werden kann, da zuerst der eine Endtransistor während des positiven Teils und dann der andere Endtransistor während des negativen Teils der einzelnen Ablenkstromperioden leitet

Im Idealfall sollte die Betriebsgleichspannung für die Gegentakt-Transistoren nicht viel höher sein, als es für die Signalspannungsamplituden der Stufen erforderlich ist Auf diese Weise wird die unerwünschte Verlustleistung in den Transistoj-Endstufen minimal gehalten, und man kann Transistoren mit niedrigeren Nennleistungen und Nennspitzenspannungen verwenden. Die sich dadurch ergebende Kosteneinsparung für den Hersteller und Käufer der betreffenden Geräte ist außerordentlich wünschenswert Andererseits weist jedoch jede Ablenkperiode einen Rücklaufteil auf, währenddessen der Ablenkstrom in der Ablenkwicklung in verhältnismäßig kurzer Zeit seine Richtung umkehren muß, damit der Elektronenstrahl schnell in die Ausgangslage am einen Rand des Abtastrasters für den Beginn des nächsten Abtastintervalls zurückgekippt wird. Bei gleichbleibender Induktivität der Wicklung und Spitzenstromgröße während des Hinlauf- und des Rücklaufteils jeder Ablenkperiode wird an der Wicklung eine verhältnismäßig hohe Spannung erzeugt, um die erforderliche Stromumkehr zu bewirken.

Man hat bisher drei generelle Methoden angewandt, um diesen verhältnismäßig hochgespannten Rücklaufimpuls zur Verfügung zu stellen. Zunächst kann man die Betriebsspannung an den Endtransistoren so weit erhöhen, daß die Transistoren in der Lage sind, einen dem Spitzenimpulspegel entsprechenden Strom zu leiten. Der Hauptnachteil dabei ist, daß der Leistungsverlust der Schaltung während des Hinlaufintervalls sich stark erhöht und Transistoren mit höherer Belastbarkeit verwendet werden müssen. Eine zweite Methode besteht darin, daß man während des Rücklaufintervalls die Ablenkwicklung von den Endtransistoren abschaltet und einen die Ablenkwicklung enthaltenden Resonanzkreis schwingen läßt. Der Hauptnachteil hierbei ist, daß häufig eine Dämpfung, etwa mittels einer Diode, benötigt wird, nur um die erforderliche Polarität der Rücklaufimpulsspannung zu erhalten, wobei dann die weggedämpfte Energie verlorengeht, außer wenn man irgendeinen Energiespeicher für diese Energie, beispielsweise einen Kondensator, vorsieht Ferner kann es sein, daß die Resonanzfrequenz des Rücklaufschwingkreises nicht die gewünschte Rücklaufintervallbreite ergibt. Drittens kann man schließlich einen Abschaltkreis und eine Stufe für die Einschaltung einer höheren Betriebsspannung während des Rücklaufintervalls vorsehen. Aber auch mit dieser Maßnahme allein ist nicht sichergestellt, daß die gewünschte Rücklaufintervalldauer erzielt wird. In vielen Fällen, z. B. wenn mit Hilfe von drei getrennten Ablenkschaltungen eine simultane Ablenkung in drei Bildaufnahmeröhren bei einer Farbfernsehkamera erfolgt, muß die Rücklaufintervalldauer jeder einzelnen Ablenkschaltung genau gesteuert werden, um die erforderliche Deckung der drei Raster sicherzustellen.

Aus der DE-OS 23 41 540 ist eine Ablenkschaltung bekannt mit einer Treiberstufe, die unter Steuerung durch eine Eingangssignalquelle die Hin- und Rücklaufintervalle der Ablenkung bestimnende Steuersignale für eine nachgeschaltete Gegentaktverstärkerstufe liefert, welche zwei in Reihe geschaltete, mit ihrem Verbindungspunkt an einen Schaltungsausgang angekoppelte Transistoren enthält und an eine erste Betriebsspannungsquelle relativ niedriger Gleichspannung angeschlossen ist, wobei zwischen dem Schal- >.o tungsausgang und einem Bezugspotentialpunkt eine Ablenkwicklung in Reihe mit einem Rückführungswiderstand liegt, von dem ein Rückführungszweig zur Treiberstufe zurückgeführt ist, und im Ablenkstromweg des ersten der beiden Transistoren und der Ablenkwicklung ein erstes Schalterelement angeordnet ist Bei einer derartigen Schaltung treten aber während des Rücklaufintervalls an den Gegentakttransistoren die unerwünscht hohen Rücklaufimpulse auf, infolge deren die Transistoren für entsprechend hohe Spannungen und Verlustleistungen bemessen sein müssen.

Weiterhin ist aus der DE-AS 12 29 653 eine Ablenkschaltung bekannt, bei welcher zwei getrennte Ablenkwicklungen von jeweils einem zugeordneten Endtransistor angesteuert werden, wobei diese Endtransistoren mit ihren zugehörigen Ablenkwicklungen sowohl wechselspannungsmäßig als auch gleichspannungsmäßig parallel liegen und es sich somit nicht um eine Gegentaktschaltung handelt, obwohl die beiden Transistoren gegenphasig angesteuert werden. Während schneller Ablenkstromänderungen wird mit Hilfe zusätzlicher Schalttransistoren eine höhere Spannung auf die Ablenkwicklungen gekoppelt, damit man eine höhere Änderungsgeschwindigkeit des Ablenkstromes erreicht, ohne daß die Endtransistoren durch invertierte Spannungen gefährdet würden. Schließlich ist es aus der DE-OS 20 32 924 bekannt, die beiden Gegentakt-Endtransistoren während des Zeilenrücklaufs von der Ablenkwicklung mit Hilfe eines Schalttransistors abzutrennen, so daß der Rücklaufspannungsimpuls nicht auf die Gegentakt-Endtransistoren gekoppelt wird und diese somit gegen die hohe Rücklaufspannung geschützt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Gegentaktablenkschaltung sehr hohen Wirkungsgrades und sehr hoher Genauigkeit der zeitlichen Dauer von Hin- und Rücklaufintervall. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Wesentliche Vorteile der Erfindung liegen darin, daß der angestrebte hohe Wirkungsgrad bei Verwendung relativ preiswerter Transistoren ohne die Ausnutzung von Resonanzerscheinungen erzielt wird, welche infolge der dabei benötigten Resonanzelemente und deren Parameterschwankungen problematisch hinsichtlich einer genauen Einhaltung der Ablenkzeitintervalle sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltschema einer Ablenkschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2a—2f normierte Spannungs- und Stromverläufe, wie sie in der Schaltung nach F i g. 1 auftreten.

In Fig. 1 (siehe auch Fig. 2a — 2f) ist eine Eingangssignalquelle (nicht gezeigt), die eine sägezahnförmige Eingangsspannung erzeugt, an eine Klemme 11 eines Treiberverstärkers 10 angekoppelt. Am Ausgang 13 des Treiberverstärkers 10 erscheint eine umgekehrte verstärkte Version (Signalveriauf nach Fig.2a) dieser Eingangsspannung. Der Ausgang 13 ist über eine Zenerdiode 14 und einen Widerstand 15 an die Basis eines ersten Endtransistors 16 ur,d über eine Zenerdiode

17 an die Basis eines zweiten Endtransistors 18 angekoppelt Die Transistoren 16 und 18 liegen in Reihe in einem Stromkreis mit einer Betriebsspannungsklemme + V, einem Widerstand 19, einer Abschalt- oder Trenndiode 20, einer Ausgangrklemme 24, einem Widerstand 21 und einer Betriebsspannungsklemme

- V. Die Klemmen -+ V und - V bilden eine erste Quelle verhältnismäßig niedriger Betriebsgleichspannung. Es können die Klemme + V eine Spannung von +12,5 Volt und die Klemme — V eine Spannung von

— 12,5 Volt führen. Zwischen der Klemme + V und der Basis des Transistors 16 liegt ein Vorwiderstand 23, und zwischen der Klemme - Vund der Basis des Transistors

18 liegt ein Vorwiderstand 22. Die Transistoren 16 und 18 mit den dazugehörigen Schaltungselementen bilden eine komplementärsymmetrische Gegentakt-Endverstärkerstufe in Emitterschaltung.

Die Ruhespannung am Ausgang 13 beträgt 0 Volt. Die Zenerdioden 14 und 17 sorgen für den erforderlichen Versatz der am Ausgang 13 anstehenden Signale zur Basisaussteuerung für die Transistoren 16 bzw. 18. Die Durchbruchsspannungen der beiden Zenerdioden 14 und 17 können so gewählt werden, daß sie etwas niedriger liegen als die Spannungen von +12,5 Volt an der Klemme + V bzw. -12,5 Volt an der Klemme - V, damit man weniger teure Schaltungselemente mit weiteren Toleranzen verwenden kann. Dabei ergibt sich ein Übergangsbereich im Mittelteil (Γι) der Ablenksignale, in welchem beide Transistoren 16 und 18 leiten. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Bemessung besteht in der Beseitigung von Übergangsverzerrungen, so daß sich ein linearer Ablenkstrom (F i g. 2b) über den mittleren Hinlaufbereich um 7Ί ergibt

Der Verstärkerausgang 24 liegt über die Reihenschaltung einer Ablenkwicklung 25 und eines Rückkopplungswiderstands 26 an einem Bezugspotentialpunkt, im vorliegenden Fall Masse. Der Verbindungspunkt des Ablenkstrom-Fühlwiderstandes 26 und der Ablenkwicklung 25 ist auf einen Eingang 12 des Treiberverstärkers 10 rückgekoppelt, um die gewünschte Linearität des Ablenkstromes in der Ablenkwicklung 25 sicherzustellen. Das Signal am Ausgang 13 (F i g. 2a) verkörpert die Differenz zwischen dem Eingangssignal am Eingang 11 und dem auf den Eingang 12 des Treiberverstärkers 10 rückgekoppelten stromrepräsentativen Spannungssignal.

Ein dritter Transistor 27 ist einerseits über einen Widerstand 28 an eine verhältnismäßig hochvoltige Spannungsquelle B+ und andererseits un den Verbindungspunkt des Ausgangs 24 und der Ablenkwicklung 25 angeschlossen. Dieser Transistor 27 ist mit seinem Hauptstromweg in der gleichen Weise gepolt wie der Transistor 16 und bildet, wie noch erläutere wird, einen Weg für den Rücklaufstrom durch die Ablenkwicklung 25, wenn der Transistor 16 abgeschaltet ist. Die verhältnismäßig hohe Spannung am Anschluß P+ kann in der Größenordnung von 85 Volt betragen und ist etwas höher bemessen als die Rücklaufimpulsspannung, die an der Ablenkwicklung 25 während des Rücklaufintcrvalls T2— Ta erzeugt wird. Die Basis des Transistors 27 erhält über einen zwischen ihr und dem Anschluß B+ liegenden Widerstand 29 eine Vorspannung. Ein Kondensator 30 koppelt das Treibersicnal vom

Ausgang 13 auf die Basis des Transistors 29, um dessen Stromleitung während des Rücklaufintervalls zu steuern.

Im Betrieb der Schaltung wird während der ersten Hälfte des Hinlaufintervalls TO— Ti der negative Teil des Signals nach Fig.2a vom Ausgang 13 über die Zenerdiode 14 und den Widerstand 15 auf die Basis des Transistors 16 gekoppelt, so daß dieser Transistor leitet. Der Kollektorstrom des Transistors 16 entspricht dem Stromverlauf nach F i g. 2c. Dieser Strom fließt von + V über den Widerstand 19, den Transistor 16, die durchlaßgespannte Diode 20, die Ablenkwicklung 25 und den Widerstand 26 nach Masse und bildet die erste Hälfte des Ablenkhinlaufstromes, wie in Fig. 2b bei T₀- Ti gezeigt.

Zum Zeitpunkt Γι wird das Signal nach F i g. 2a positiv, so daß der Transistor 16 gesperrt und der Transistor 18 leitend werden, wobei der Kollektorstrom des Transistors 18 in Fi g. 2d während der zweiten Hälfte des Hinlaufintervalls Ti — Tj gezeigt ist. Der Ablenkwicklungsstrom kehrt zum Zeitpunkt Ti seine Richtung um und fließt von Masse nach oben über den Widerstand 26, die Ablenkwicklung 25, den Transistor 18 und den Widerstand 21 zum Anschluß — V.

Zum Zeitpunkt Tj begin.it die Treiberspannung nach F i g. 2a abzusinken, sie bleibt jedoch noch positiv, so daß der Transistor 18 noch leitet. Der verhältnismäßig schnelle Abfall im Spannungsverlauf nach F i g. 2a während der ersten Hälfte T₂- T₃ des Rücklauf Intervalls führt zu einem verhältnismäßig schnellen Zusammenbruch des Magnetflusses in der Ablenkwicklung 25, wodurch am Ausgang 24 ein sehr schnell ansteigender positiv gerichteter Rücklaufimpuls in bezug auf Masse erzeugt wird, wie durch den Rücklaufimpuls-Spannungsverlauf nach Fig.2f angedeutet. Der Rücklaufstrom in der Ablenkwicklung 25 fällt zum Zeitpunkt Ts auf Null ab, zu welchem Zeitpunkt die Treiberspannung nach F i g. 2a am Ausgang 13 durch Null geht und negativ wird. Dadurch wird der Transistor 18 gesperrt. Der Transistor 16 kann nicht leiten, da die Diode 20 durch den verhältnismäßig hohen positiven Rücklaufimpuls sperrgespannt ist. Jedoch wird die negative Ausschwingung der Treiberspannung nach F i g. 2a während der zweiten Hälfte T₃- T₄ des Rücklaufintervalis über den Kondensator 30 auf die Basis des Transistors 27 gekoppelt, so daß dieser Transistor leitend wird. Der Pegel der positiven Betriebsspannung am Anschluß B+ ist höher gewählt als der positive Spitzenpegel des Rücklaufimpulses. Somit wird dei Ablenkwicklungsstrom während des Intervalls T₃-T. von B+ über den Widerstand 28, den Transistor 27, die Ablenkwicklung 25 und den Widerstand 26 nach Masse geleitet. Wenn der Rücklaufstrom nahe T₄ seir Maximum erreicht, um anschließend schräg abzufallen fällt der Rücklaufspannungsimpuls nach F i g. 2f sehi rasch ab. Wenn er den Pegel von + V unterschreitet wird die Diode 20 durchlaßgespannt, so daß dei Transistor 16 leiten kann.

Während des Rücklaufintervalls wird der Ablenkwicklungsstrom vom Rückkopplungswiderstand 2t laufend überwacht. Wenn der Spitzenrücklaufstrom eir Maximum zum Zeitpunkt Ti erreicht, so wird eine derr Rücklaufstrom entsprechende Spannung aaf den Eingang 12 des Treiberverstärkers 10 rückgekoppelt und dort mit der Sägezahn-Hingangsspannung am Hingang 11 verglichen, und die resultierende, jetzt etwas langsamer linear ansteigender Signalspannung am Ausgang 13 (F i g. 2a) leitet das nächste Hinlaufintervall ein.

Während der zweiten Hälfte des Rücklaufintervalls T₃- Ti, wenn das Treibersignal nach F i g. 2a negativ ist, wird der Basis-Emitterübergang des Transistors 16 durchlaßgespannt, obwohl sein Hauptstromweg durch die sperrgespannte Abschaltdiode 20 gesperrt ist. Zu diesem Zweck ist der Basis des Transistors 16 der Widerstand 15 vorgeschaltet, um eine übermäßige Verlustleistung im Basis-Emitterübergang zu vermeiden und um die Belastung des Treiberverstärkers 10, der während dieses Intervalls den Kondensator 30 auflädt, zu verringern.

Der Transistor 27 leitet unter Erzeugung von Hochspannung nur während eines verhältnismäßig J5 kurzen Intervalls T₃ — Ti. Ebenso verhindert die Diode 20, die den Transistor 16 während dieses Intervalls T₃- Ta abschaltet, eine Verlustleistung in dieser Leistungsstufe. Ferner wird, bei Signalrückkopplung auf den Treiberverstärker 10 während des Rücklaufs sowie während des Hinlaufs, die Dauer des Rücklaufintervalls durch das Eingangssignal am Eingang 11 gesteuert, so daß sie nicht nur vom L/R-Verhältnis der Ablenkwicklung 25 abhängt. Auf diese Weise können die Rücklaufintervalle verschiedener simultan arbeitender Ablenkschaltungen leicht aufeinander abgestimmt bzw. einander angeglichen werden, indem man einfach die dem Eingang 11 zugeleiteten Sägezahn-Eingangsschwingungen steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ablenkschaltung für Fernsehaufnahme- und -Wiedergabegeräte mit einer Treiberstufe, die unter Steuerung durch eine Eingangssignalquelle die Hüi- und Rücklaufintervalle der Ablenkung bestimmende Steuersignale für eine nachgeschaliete Gegentaktverstärkerstufe liefert, welche zwei in Reihe geschaltete, mit ihrem Verbindungspunkt an einen Schaltungsausgang angekoppelte Transistoren enthält und an eine erste Betriebsspannungsquelle relativ niedriger Gleichspannung angeschlossen ist wobei zwischen dem Schaltungsausgang und einem Bezugspotentialpunkt eine Ablenkwicklung in Reihe mit einem Rückführungswiderstand liegt, von dem ein Rückführungszweig zur Treiberstufe zurückgeführt ist, und im Ablenkstromweg des ersten der beiden Transistoren und der Ablenkwicklung ein erstes Schalterelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gleichspannungsquelle (B+) höherer Spannung als die erste (+V)über ein zweites, steuerbares Schalterelement (27) mit dem Ausgangspunkt (24) verbunden ist und durch die Steuersignale der Treiberstufe (10) derart angesteuert wird, daß die höhere Spannung nur während der Rücklaufintervalle (7j— 7i) an die Ablenkwicklung (25) gelegt wird, während das erste Schalterelement (20) durch die die erste Betriebsspannung (+V) übersteigende Rücklaufspannung gesperrt wird und den ersten Transistor (16) vom Ablenkstromweg abtrennt, und daß das vom Rückführungswiderstand (26) durch Abfühlen des durch die Ablenkwicklung (25) fließenden Stromes erzeugte Signal dem Treiberverstärker (10) zur Bestimmung der Rücklaufdauer durch das Eingangssignal des Treiberverstärkers (10) zugeführt wird.

2. Ablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite steuerbare Schalterelement einen dritten Transistor (27) enthält, der mit seiner Hauptstromstrecke zwischen die zweite Gleichspannungsquelle (B+) und die Ablenkwicklung (25) geschaltet und mit einer Steuerelektrode an den Ausgang (13) der Treiberstufe (10) angekoppelt ist.

3. Ablenkschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schalterelement eine Diode (20) enthält, die so gepolt ist, daß sie während eines ersten Teils des Hinlaufintervalls den Ablenkstrom durch den ersten Transistor (16) und die Ablenkwicklung (25) leitet.

4. Ablenkschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das. vom Rückführungswiderstand (26) erzeugte, dem Rücklaufstrom entsprechende Signal mit den Signalen von der Eingangs- signalquelle (U) in der Treiberstufe (10) zur Bestimmung des Endes des Rücklaufintervalls und des Beginns des nächstfolgenden Hinlaufintervalls verglichen wird.

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