DE2649937C3 - Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabeanordnung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Ablenkstromes durch eine Zeilenablenkspule - Google Patents

Description

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65 Verhältnisses <5 des Zeitintervalls, indem der Schalter leitend ist zur ganzen Zeilenperiode ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß m = Ound η = 1 ist

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (Lt) und das zweite induktive Element (Li) einen gemeinsamen Kern haben.

wobei oma der maximal mögliche Wert des Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabeanordnung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Ablenkstromes durch eine Zeilenablenkspule, die einen Teil eines ebenfalls einen Hinlauf- und einen Rücklaufkondensator enthaltenden Schwingkreises bildet dem eine erste Diode parallel geschaltet ist durch welche erste Diode der Ablenkstrom während eines ersten Teils der Hinlaufzeit hindurchfließt während dieser Strom im übrigen zweiten Teil der Hinlaufzei' durch die der ersten Diode paralielliegende Reihenschaltung aus einer zweiten Diode und einem steuerbaren Schalter fließt wobei die Leitungszeit des Schalters einstellbar ist, wobei die Reihenschaltung aus einer Wicklung eines ersten induktiven Elementes und einem Kondensator der ersten Diode pan? UeI liegt, mit welchem ersten induktiven Element die Ablenkspule gekoppelt ist, wobei der Verbindungspunkt der zweiten Diode und des Schalters über eine Wicklung eines zweiten induktiven Elementes mit einer Klemme einer Speisespannungsquelle verbunden ist und wobei die Schaltungsanordnung Schaltmittel enthält zum Sperren von Strom in der zweiten Diode in der Rücklaufzeit.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 24 08 301 bekannt. Durch Einstellung der Leitungszeit des Schalters kann als Funktion der Speisespannung die Hinlaufspannung und daher auch die Amplitude des Ablenkstromes ap^f einen bestimmten Wert gebracht werden. Hilfsspeisespannungen, die von der Schaltungsanordnung erzeugt werden, werden ebenfalls je aber nicht unabhängig voneinander auf einen bestimmten Wert gebracht. Dadurch ist auch als Parameter das Transformationsverhältnis von zwei Wicklungen des zweiten induktiven Elementes verfügbar. Für bestimmte Werte davon stellt es sich heraus, daß die Sperrschaltmittel notwendig sind, da sonst die Rücklaufimpulse durch die leitende zweite Diode abgeschnitten werden wurden, was eine Verzerrung des Ablenkstromes herbeiführen würde. Diese Mittel bestehen beispielsweise aus einer in Reihe mit der genannten Wicklung des zweiten induktiven Elementes vorgesehenen vierten Diode.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die gewünschte Hinlaufspannung nicht für jeden Wert der Speisespan nung erhalten werden kann, insbesondere nicht, wenn die Speisespannung niedriger ist als der gewünschte Wert der Hinlaufspannung. Dies ist der Fall bei Fernsehempfängern, die von einer Batterie gespeist werden. Es dürfte einleuchten, daß eine höhere Speisespannung aus der Bätteriespännung erst mit Hilfe eines die Spannung erhöhenden Wandlers erhalten Werden kann, wobei die auf diese Weise erhaltene Speisespannung der Ablenkschaltung Energie liefern kann, Die Vorteile der bekannten Schaltungsanordnung, und zwar die Tatsache, daß nur ein Schalter benötigt wird und die selbststabilisierende Wirkung desselben für den erzeugten Ablenkstrom und für die erzeugten

Hilfsspeisespannungen, gehen jedoch verloren.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die Vorteile eines eine hohe Spannung liefernden Wandlers (auf Englisch »up converter«) und die der bekannten Schaltungsanord- "> nung kombiniert, und dazu weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung das Kennzeichen auf, daß eine Elektrode einer dritten Diode mit einem (Anzapfungs-) Punkt des ersten induktiven Elementes und die andere Elektrode derselben mit einem (Anzapfungs-)Punkt in einer Wicklung des zweiten induktiven Elementes und dadurch mit der genannten Klemme der Speisespannungsquelle verbunden ist, wobei der Wickelsinn der genannten Wicklung und die Leitungsrichtung der dritten Diode derart gewählt worden sind, daß Strom in ι ^ der Rücklaufzeit des Ablenkstromes hindurchfließen kann. Es sei bemerkt, daß die Sperrmittel, beispielsweise eine vierte Diode, der bekannten Schaltungsanordnung nur bei einem bestimmten Entwurf derselben notwendig sind, während es sich in der Schaltungsanordnung nach -'" der Erfindung herausstellt, daß sie unter allen Umständen notwendig sind.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß es aus der DE-PS 1151547 bekannt ist, die Speisespannung dadurch zu erhöhen, daß ein Teil der Hinlaufspannung -'"> mittels einer Diode gleichgerichtet und zur Speisespannung hinzugefügt wird. Da hierbei zur Speicherung der Energie der Ablenkkreis selbst benutzt wird, ist die Möglichkeit der Spannungserhöhung und der Regelung der Energiezufuhr nur beschränkt «>

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. s">

F i g. 2 Wellenformen, die darin auftreten,

F i g. 3 eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach d· r Erfindung, die sich für einen Farbfernseh- « empfänger eignet.

Fig. 1 zeigt nur die wichtigsten Elemente der Zeilenablenkschaltung eines weiter nicht dargestellten Fernsehempfängers. Eine Ablenkspule Ly, ein Hinlaufkondensator C, und ein Rücklaufkondensator C, bilden 4> einen Schwingkreis. Dem Kondensator Gist eine Diode D\ parallel geschaltet und weiter die Reihenschaltung aus einer Diode Di und einem npn-Transistor Tr, wobei die Leitungsrichtung der beiden Dioden derart gewählt worden ist, daß die Diode D\ in der ersten Hälfte und die >» Diode Di in der zweiten Hälfte der Hinlaufzeit des Ablenkstromes leitend ist. Zwischen dem Verbindungspunkt A der Elemente D\, Dz, G-und Lj, und Masse liegt die Reihenschaltung aus einer Wicklung L\ und einem Kondensator G- Mit derselben Masse sind die freien « Enden der Elemente D\, C, und C, sowie der Emitter des Transistors Tr verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr liegt über eine Drosselspule Lj und eine Diode Di, an der positiven Klemme einer eine Gleichspannung Vb liefernden Speisespannungsquelle, deren negative fen Klemme an Masse liegt. Die Anode einer Diode D₃ ist mit einem Abgriff P der Spule Li und die Kathode der Diode D₃ ist mit einem Abgriff Q der Wicklung L\ verbunden.

Während der ersten Hälfte der Hiniaufzeit ist die Diode D\ leitend, Die Spannung am Kondensator Q wird an die Spule Ly angelegt, durch welche Spule der Ablenkstrom i_y in der dem in Fig. 1 dargestellten Pfeil entgegengesetzten Richtung fließt. Am Anfang der Hinlaufzeit ist der Transistor Tr\m gesperrten Zustand. An seinem Kollektor herrscht eine positive Spannung, und die Diode Di ist daher auch gesperrt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird der Transistor Tf mittels eines von einem nicht dargestellten Zeilenciszillator herrührenden impulsförmigen Steuersignals in den leitenden Zustand gebracht. Der Kollektorstrom des Transistors Tr fließt durch die Spule Li und die Diode Da, während die Diode Di nach wie vor gesperrt ist, da die Anodenspannung derselben, welche die Kathodenspannung der Diode D\ ist, etwas negativer is;t als die Kathodenspannung.

Etwa in der Mitte der Hinlaufzeit kehrt der Strom i, seine Richtung um, so daß er nun durch die Diode Di und den Transistor Tr fließt, während die Diode D\ gesperrt wird. Am Ende der Hinlaufzeit wird der Transistor Tr mittels des der Basis zugeführten Steuersignals gesperrt Am Punkt A entsteht eine Schwingung, der Rücklaufimpuls, während die in der Spule Li gespeicherte und der Quelle entnommene Energie eini-r. Strom durch die Diode Di herbeiführt, welcher Strom die in der Schaltungsanordnung auftretenden Verluste ausgleicht. Am Ende der Rücklaufzeit wird die Spannung ar Punkt A wieder Null, wodurch die Diode D\ in den leitenden Zustarm gerät. Dies ist der Anfang einer neuen Periode. Die Diode D\ ist nach wie vor leitend, bis der Transistor Tr in den leitenden Zustand gebracht wird, wonach der Strom durch die Diode ZDj vom Kollektorstrom des Transistors Tr übernommen wird. Durch die Spule Li fließt während der ganzen Periode Strom, wodurch der Welligkeitsstrom durch die Speisequelle gering ist und wenig Störungen herbeiführt.

In F i g. 2a ist die Spannung v₄ am Punkt A in F i g. 2b die am Punkt P, in Fig. 2c die Kollektorspannung des Transistors Trund in F i g. 2d dessen Kollektorstrom als Funktion der Zeit aufgetragen. Dabei ist T die Zeilenpenode, d. h. etwa 64 μ5, während ö ^denjenigen Teil der Periode Tbezeichnet, in dem der Transistor Tr leitend ist. Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß die kü-zest mögliche Dauer von <5 T etwa der Hälfte der Hinlaufzeit entspricht und daß die längst mögliche Dauer davon etwa der ganzen Hinlaufzeit entspricht. Wenn die Dauer der Rücklaufzeit beispielsweise 20% der Dauer beträgt, liegt der Wert des Verhältnisses <5 zwischen 0,4 und 0,8 der Periode T.

Am Kondensator G gibt es eine Gleichspannung V₀. Die Gleichspannung am Kondensator C₁ bzw. der Gleichspannungsanteil der Hinlaufspannung daran, wenn der Kondensator zur sogenannten S-Korrektur eine verhältnismäßig geringe Kapazität hat, entspricht der Spannung V₀. Auch der Mittelwert der Spannung v_A entspricht V_n. Wenn der Wert der Spannung Vebekannt ist, kann der Spannung V₀ ein gewünschter Wert erteilt werden, wodurch auch die Amplitude dps Stromes /, gegeben wird. Dazu sind drei Parameter von Bedeutung, und zwar das Verhältnis δ, das Verhältnis 1 : η der Anzahl Windungen der Spule Li zur Anzahl der oberhalb des Pi nktes P von Speisequelle V_n hin dargestellten Windungen und das Verhältnis 1 : m der Anzahl Windungen der Wicklung L\ zur Anzahl oberhalb des Punktes Q vom Kondensator G hin dargestellten Windungen.

Die Spannung am Punkt Q entspricht (l-rri) Vb + mvA. Die Spannung am Punkt P(siehe IFig.2b) entspricht diesem Wert, und zwar in der Zeit (1 ->-δ) 7jn der die Diode D₃ leitend ist und entspricht dem Wert (1 - n)V_B in der Zeit δ T₁ in der der Transistor Tr leitend

ist. In derselben Zeil (5 Γ ist die Kollektorspannung des Transistors Tr (siehe Fig. 2c) nahezu Null, in der Zeit (1 -ό) T sind die Dioden D₂ und D₄ nichtleitend. In dieser Zeit nimmt die Spannung an den miteinander verbundenen Kathoden derselben und damit am ί Kollektor des Transistors Tr einen Wert an, der der jeweils höheren Anodenspannung einer der Dioden Di oder D₄ entspricht, d.h. während der Rücklaufzeit der Spannung ν_Λ bzw. im Zeitintervall nach der Rücklaufzeit, bevor der Transistor Tr leitend wird, die m Anodenspannung der Diode D₄: weil die Spannung am Punkt P in diesem Intervall dem Wert {\-m)V₀ entspricht, ist die Kollektorspannung gleich (I -m)V₀— [\-n)VB.

An Hand dieser Ergebnisse kann die Spannung an der is Spule L\ errechnet werden. Da der Mittelwert über eine Periode dieser Spannung Null sein muß, folgt daraus eine Beziehung zwischen der Spannung V₀ und V_B als Funktion der drei betrachteten parameter. Diese Beziehung lautet:

(1 - 11) Λ (I - 111) Λ

(1) diesem Grunde geeignet zur Anwendung bei einem Fernsehempfänger, bei dem die Speisespannung niedrig ist, beispielsweise bei einem batteriegespeisten Empfänger. Das Verhältnis von V₀ zu V« ist um so größer, je größer ti ist als m, und es läßt sich darlegen, daß ein Änderungsbereich der Spannung Vb durch einen kleineren Änderungsbereich des Verhältnisses <5 aufgefangen werden kann, auch je nachdem η größer ist als in. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, η möglichst groß, also größer als I, und m möglichst klein, also negativ, zu wählen. Dies ?eigt die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Dabei ist nicht die Anode der Diode Ds, sondern die der Diode Di mit dem Abgriff der Spule L₂ verbunden, während nicht die Kathode der Diode Dj, sondern der kondensator Q mit einem Abgriff der Wicklung L\ verbunden ist Eine Beschränkung dabei ist jedoch, daß der Nenner sowie der Zähler in der Formel (1) positiv sein muß, was bedeutet, daß m großer sein muß als

Durch die Wahl der Parameter m, η und δ kann der Spannung Vb ein bestimmter Wert erteilt werden. Mittels einer Gegenkopplung und einer Impulsdauermodulation der die Basis des Transistors Tr steuernden Impulse kann auf bekannte Weise das Verhältnis δ derart eingestellt werden, daß der Wert der Spannung ω Vo konstant gehalten wird, von Änderungen der Spannung Ve unabhängig ist. Im einfachen Fall mit η = I und m = 0, wobei die Anode der Diode dj mit dem Verbindungspunkt der Spule L₂ und der Diode Di, und die Kathode der Diode Dj mit dem Verbindungspunkt der Wicklung L\ und des Kondensators G verbunden ist, gilt:

y _ IB

Mit<5 = 0,8 wird V₀ = 5V_Berhalten.

Aus der obenstehenden allgemeinen Formel (1) geht hervor, daß Vo und Vb einander entsprechen, wenn m = π ist, was bedeutet daß Vo dann nicht durch ό eingestellt bzw. geregelt werden kann. Dieser Fall tritt beispielsweise auf, wenn m = η = 1 ist und zwar ist dies der Fall, wobei die Diode D₃ zwischen dem Punkt A und dem Verbindungspunkt der Spule L₂ und der Diode D4 liegt Es dürfte deswegen einleuchten, daß die Schaltungsanordnung nach einer Bedingung entsprechen muß. Diese läßt sich dadurch finden, daß vorausgesetzt wird, daß die Kollektorspannung des Transistors Tr im Zeitintervall nach der Rücklaufzeit und bevor der Transistor in den leitenden Zustand gerät positiv sein muß. Wenn diese Spannung Null ist hat ja eine Zeitänderung der Basissteuerung keinen Einfluß, und negativ darf diese Spannung nicht werden, da sonst die Kollektor-Basis-Diode des Transistors leitend werden würde. Dies führt zu der Bedingung, daß (1 - m)V₀ größer sein muß als (1 - n)V₈. Es sei bemerkt daß diese Bedingung derjenigen Bedingung entspricht daß die Diode Di in der Zeit δ Tnichtleitend ist Wird in der gefundenen Bedingung der Wert von

-^- aus der Formel (1) ausgefüllt so findet man, daß π ^&5

größer sein muß als m. Daraus folgt daß V₀ immer größer ist als V₈. Die Schaltungsanordnung ist aus wobei oma* der Maximalwert von ö ist. Wenn beispielsweise ö_ma, = 0,8 ist, muß m größer sein als — 0.25 Weil η größer ist als m, ist zugleich die Bedingung erfüllt, daß der Zähler positiv sein muß.

Bei einem negativen Wert für m ist der Wert η = 0 theoretisch möglich: in Fig. 1 ist dann die Anode der Diode Di an die Speisequelle angeschlossen. Es dürfte jedoch einleuchten, daß eine derartige Schaltungsanordnung in der Praxis nicht funktioniert, weil der durch die Spule L₂ fließende Strom während der Zeit δ Τ im Zeitpunkt, in dem der Transistor Tr ausgeschaltet wird, keinen Weg finden kann. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß die rechnerisch theoretisch mögliche Bedingung, daß der Nenner sowie der Zähler in der Formel (1) negativ sein muß, zu einer Schaltungsanordnung führt, die praktisch nicht realisierbar ist

Wegen der obenstehenden Betrachtungen läßt sich bemerken, daß die Diode Dt, unter allen Umständen notwendig ist dies im Gegensatz zur Diode an einer ähnlichen Stelle in der Schaltungsanordnung, die in der DE-OS 24 08 301 beschrieben wurde, welche Diode nur in bestimmten Bemessungsfällen erforderlich ist. Denn der Mittelwert der Spannung am Punkt Pin Fig. 1 ist Vb, während der Mittelwert der Spannung am Punkt A dem Wert V₀ entspricht Sollte die Diode D₄ fehlen, so würden die Dioden D₂ und D₃ einander parallel lieeen mit entgegengesetzten Leitungsrichtungen unter der Spannung V₀- V& was unmöglich ist

In der Praxis können die beiden Teile der Induktivität L\ bzw. L₂ als zwei einzelne miteinander gekoppelte Wicklungen ausgebildet werden. Im Falle der Spule L₂ wird also eine Wicklung zwischen der psotiven Klemme der Spannungsquelle und der Diode D₄ einerseits und eine Wicklung zwischen derselben Klemme und der Diode D₃ andererseits erhalten. Die erstgenannte Wicklung und die Diode D₄ können vertauscht sein, obschon die Situation, in der die Wicklung mit einem Punkt festen Potentials unmittelbar verbunden ist zu bevorzugen ist Dasselbe gilt für die zweite Wicklung und die Diode D₃.

In den Fig.! und 3 ist die Wicklung L; als Primärwicklung eines Transformators T ausgebildet von dem zwei Sekundärwicklungen Ze und L₄ dargestellt sind. Daran entstehen Rücklaufimpulse, die nach

Gleichrichtung Gleiehspannungen zur Speisung anderer Teile des Empfängers liefern. Eine dieser Spannungen kann die Hochspannung für die Endanode der Bildwiedergaberöhre sein. Wenn die Spannung Vo, insbesondere gegenüber Schwankungen der (Netz-) Speisespannung Va, stabilisiert ist, sind diese Spannungen auch stabilisiert. Der (nicht dargestellte) Modulator, in dem die Impulsdauermodulation auf bekannte Weise eijdgt, bekommt eine Information über den Wert der Spannung Ko beispielsweise mittels einer Sekundärwicklung Ls des Transformators T zugeführt (siehe Fig.l).

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die sich für einen Farbfernsehempfänger eignet. Darin sind das Netzwerk Di, Q, Ly, C, und ein zweites ähnliches Netzwerk Du C/, L', C,' auf eine Art und Weise angeordnet, die in der DT-AS 24 03 331 näher beschrieben ist. Ein teilbildfreqUentes parabeiförmiges Signal wird über eine Spüle Le zugeführt, wodurch der Zeilenablenkstrora die sogenannte Ost-West-Modulation erfährt. In dieser Schaltungsanordnung ist m = 0 und η = 1 gewählt worden, was den Vorteil ergibt, daß keine Streuinduktiviläten vorhanden sind, so daß sich Ströme sprunghaft ändern können, ohne Störungen, zu verursachen, D;te Wicklung fU wird zur Treiberstufe Dr zurückgekoppelt, die die Basis des Transistors Tr steuert. Auf bekannte Weise kann die Spule Li am Transformator 7'angeordnet sein.

in Eine Verbesserung der Linearität wird dadurch erhalten, daß die Anode der Diode Di mit einem Abgriff der Wicklung L\ verbunden ist. Es dürfte 'Einleuchten, daß die Diode D₂ bzw, D₄ durch einen"Transistor ersetzt werden kann, Ih einer praktischen Ausl'ührungsform der

is erfindungsgemäßeri Schaltungsanordnung beträgt die Spannung VO etwa 36 V für einem Nennwert der Batteriespannung Vßvön 12 V, so daErder Nennwert des Verhältnisses ό etwa 0,67 ist Der Iriclüktivitälswert der Spule Ly beträgt etwa 430 μΗ.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabeanordnung, insbesondere in einem Fernsehempfänger, zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Ablenkstromes durch eine Zeilenablenkspule, die einen Teil ■> eines ebenfalls einen Hinlauf- und einen Rücklaufkondensator, enthaltenden Schwingkreises bildet, dem eine erste Diode parallel geschaltet ist, durch welche erste Diode der Ablenkstrom während eines ersten Teils der Hinlaufzeit hindurchfließt, während ι ο dieser Strom im übrigen zweiten Teil der Hinlaufzeit durch die der ersten Diode parallelliegende Reihenschaltung aus einer zweiten Diode und einem steuerbaren Schalter fließt, wobei die Leitungszeit des Schalters einstellbar ist, wobei die Reihenschaltung aus einer Wicklung eines ersten induktiven Elementes und einem Kondensator der ersten Diode parallel liegt, mit welchem ersten induktiven Element die Ablenkspule gekoppelt ist, wobei der Verbindungfnunkt der zweiten Diode und des Schalters über eine Wicklung eines zweiten induktiven Elementes mit einer Klemme einer Speisespannungsquelle verbunden ist und wobei die Schaltungsanordnung Schaltmittel enthält zum Sperren von Strom in der zweiten Diode in der Rücklaufzeit, r> dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode einer dritten Diode (D₁) mit einem (Anzapfungs-)Punkt des ersten induktiven Elementes (Lt) und die andere Elektrode derselben mit einem (Anzapfungs-)Punkt einer Wicklung des zweiten jo induktiven E'ementes (Li) und dadurch mit der genannten Klemme (+ V_B) der Speisespannungsquelle verbunden ist, ,vobei Jer Wickelsinn der genannten Wicklung unti d^;e Leitungsrichtung der dritten Diode derart gewählt woi ;en sind, daß in der }■> Rücklaufzeit des Ablenkstromes Strom hindurchfließen kann.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis (m) der Anzahl Windungen der Wicklung des ersten induktiven Elementes (Lt) zwischen dem Kondensator (C\) und der dritten Diode (Lh) zur Anzahl Windungen zwischen dem Kondensator und der ersten Diode (D\) kleiner ist als das Verhältnis (n) der Anzahl Windungen der Wicklung des zweiten induktiven Elementes (Li) zwischen der Klemme (+ Vb) der Speisespannungsquelle und der dritten Diode zur Anzahl Windungen zwischen der genannten Klemme und dem Schalter (Tr).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch w gekennzeichnet daß das Verhältnis (n) der Anzahl Windungen der Wicklung des zweiten induktiven Elementes (Lj) zwischen der Klemme (+ Vb) der Speisespannungsquelle und der dritten Diode (Lh) zur Anzahl Windungen zwischen der genannten ϊί Klemme und dem Schalter (Tr)von Null abweicht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis (m) der Anzahl Windungen der Wicklung des ersten induktiven Elementes (Lt) zwischen dem Kondensator (Ci) und en der dritten Diode (D₃) zur Anzahl Windungen zwischen dem Kondensator Und def ersten Diode (Di) größer ist als