DE2711967B2

DE2711967B2 - Vertikalablenkschaltung für Fernsehgeräte mit einem geschalteten Ablenkverstärker

Info

Publication number: DE2711967B2
Application number: DE2711967A
Authority: DE
Inventors: Peter Eduard Adliswil Haferl (Schweiz)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1979-08-09
Also published as: CS276705B6; BE852658A; ATA196077A; DE2711967A1; NL7702969A; ZA771496B; PL112655B1; SE7702707L; JPS52114213A; ES456981A1; DE2711967C3; GB1568402A; US4079293A; CA1093683A; AU2311977A; FR2345025A1; SE418350B; AT353859B; JPS5639104B2; NL188136B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenkschaltung für Fernsehgeräte mit einem geschalteten Ab lenkverstärker, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

In einem Fernsehempfänger erhält man ein Bild durch Ablenkung eines mit einem Videosignal modu-

■> lierten Elektronenstrahls über den Leuchtschirm einer Bildröhre. Der Elektronenstrahl wird abgelenkt durch ein zeitlich sich veränderndes Magnetfeld, welches durch Ablenkströme erzeugt wird, die durch Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen fließen. Damit die

ι» Ablenkung linear wird, muß sich der Ablenkstrom während des Hinlauifintervalls jedes Ablenkzyklus ebenfalls in linearer Weise verändern.

Bei vielen Schaltungen liefert ein Vertikalablenkverstärker eine lineare Sägezahnspannung während

i) des Vertikalhinlaufs. Während des Vertikalrücklaufs ist der Verstärker gesperrt, und die Ablenkwicklung und ein Rücklaufkondensator bilden einen Resonanzkreis für die schnelle Stromumkehr in der Ablenkwicklung. Am Ende des Rücklaufs hat sich der Strom

.'ο auf seinen Hinlaufanfangswert umgekehrt, und zu diesem Zeitpunkt wird der Verstärker wieder eingeschaltet, um den Hinlaufstrom für die Wicklung zu liefern.

Zur Linearisierung der Ablenkschwingung ist es,

r> beispielsweise aus der DE-OS 2 649909, bekannt, den Ablenkstrom durch einen Widerstand zu fließen, und die an diesem abfallende Spannung zum Eingang des Ablenkverstärkers zurückzuführen. Der Ablenkverstärker dient mit seinem niederohmigen Ausgang aber

ίο auch zur Dämpfung des in der Ablenkwicklung fließenden Resonanzrücklaufstroms, und wenn diese Dämpfung ungünstig gewählt ist, dann kann über den Rückführungszweig eine positive Mitkopplung auftreten, die zu unerwünschten Schwingungen zum Hin-

r> laufbeginn führt, welche als streifige Horizontalzeilen auf dem Bildschirm sichtbar werden.

Bei im Schalterbetrieb arbeitenden Vertikalablenkverstärkern liefert der Verstärker nur während eines Bruchteils jedes Horizontalhinlaufintervalls ei-

H) nen Hinlaufstrom, und weil hierbei die Dämpfungseigenschaft des Verstärkers nicht durchgehend während des Hinlaufintervalls zur Verfügung steht, können diese streifigen Zeilen praktisch über die ganze Bildfläche auftreten und dann für den Betrachter sehr stö-

r. rend wirken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe von Maßnahmen zur Vermeidung dieser Erscheinungen durch eine Unterdrückung der unerwünschten Schwingungen beim Sperren des Ablenkverstärkers.

-,ο Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Rückkopplung bei der Sperrung des Vertikalablenkverstärkers, wo während des Schaltens hochfrequente

r< Komponenten auftreten, die zu einer Mitkopplung führen könnten, unterbrochen, so daß die Gefahr einer Mitkopplung unterbunden ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Ablenkverstärker zu Schwingungen angeregt wird, die zu den erwähnten Streifen-

hii störungen führen könnten.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Fig. 1 der Zeichnungen zeigt teilweise in Blockdarstellung ein Schaltbild eines geschalteten Vertikalver-

_h-, stärkers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 A bis 2F zeigen Schwingungsformen, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 1 auftreten; und Fig. 3 zeigt den Ausgangsteil eines geschalteten

Vertikalverstärkers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte geschaltete Vertikalablenkverstärker 20 liefert einen Strom an einen AusgangsanschluB V zur Erzeugung eines Ablenkstroms 21 in einer an diesen Anschluß angeschlossenen Vertikalablenkwicklung 22. Die Betriebsspannung wird aus Horizontalrücklaufimpulsen gewonnen, welche an den Verstärker von einer Horizontalablenkschaltung 24 angelegt werden. Zur genaueren Erläuterung der Betriebsweise des Verstärkers 20 wird Bezug auf die DT-OS 2ώΟ3162 vom 26. August 1976 genommen.

Horizontalsynchronimpulse 23 einer Frequenz 1/ T₁₁ , die von einem nicht dargestellten Amplitudensieb geliefert werden, werden über einen Anschluß A der Horizontalablenkschaltung 24 zugeführt. Ein Horizontalablenkstrom wird Ober Anschlüsse X-X einer ebenfalls nicht dargestellten Horizontalablenkwicklung zugeführt.

Horizontalrücklaufimpulse 50a werden von der Horizontalablenkschaltung 24 einer Primärwicklung 25a eines Horizontalausgangstransformators 25 zugeführt. Von Sekundärwicklungen 256 und 25 c werden über Anschlüsse 5 bzw. 51 Rücklaufimpulse 506 bzw. 50c entgegengesetzter Polarität dem Ausgangsanschluß V jeweils über Speicherinduktivitäten 26 bzw. 27 zugeführt. In Reihe mit den Sekundärwicklungen 256 und 25c sind gesteuerte Schalter SCR2S bzw. SCR29 geschaltet, wobei die Anode des SCR2& und die Kathode des SCR29 an Masse liegen.

Der Ausgangsanschluß V ist mit Masse über einen Kondensator 30 und außerdem über die Reihenschaltung einer Ablenkwicklung 22 mit einem Rückführungswiderstand 31 gekoppelt. Über der Ablenkwicklung 22 liegt ein Dämpfungswiderstand 32 sowie die Reihenschaltungeines Kondensators 33 mit einem Widerstand 34.

Der in der Ablenkwicklung 22 fließende Hinlaufstrom wird mit Hilfe des Rückführungswiderstandes 31 abgefühlt, und am Rückführungsanschluß F, dem Verbindungspunkt des Kondensators 33 mit dem Widerstand 34, erscheint eine Rückführungsspannung 61. Die Elemente 33—34 dienen der Verringerung unerwünschter Schwingungen des Hinlaufstroms, wie noch erläutert werden wird.

Von dem nicht dargestellten Amplitudensieb (Synchronsignaltrennschaltung) werden Vertikalsynchronimpulse 35 einem Anschluß B eines Vertikalsägezahngenerators 36 zugeführt, der an seinem Ausgang während des Hinlaufintervalls jedes Vertikalablenkzyklus eine linear ansteigende Sägezahnspannung 37 liefert, die zusammen mit der Rückführungsspannung vom Anschluß F auf einen Verstärker 60 gegeben wird. Eine linear abfallende invertierte Ausgangsspannung 38 und eine linear anwachsende Ausgangspannung 38a werden einem Modulator 39 zugeführt, auf den außerdem HorizontalrückSlaufimpulse SOd gegeben werden, die von einer anderen Sekundärwicklung 25d des Horizontalausgangstransformators 25 geliefert werden.

Während des ersten Teils des Vertikalhinlaufs gelangen vom Modulator 39 über den Anschluß C horizontalfrequente, breitenmodulierte Tastimpuls« 40 in Synchronismus mit den Rücklaufimpulsen 506 an die Steuerelektrode des 5CÄ28. Wenn dieser leitet, lädt Strom von den Rücklaufimpulsen 50 den Kondensator 30 über die Reihenresonanzschaltung der Induktivität 26 mit dem Kondensator 30 auf. Ist der durch den SCR28 fließende Strom genügend weit abgefallen, so daß der SCR gesperrt wird, dann wird der geschaltete Vertikalablenkverstärker 20 vom Kondensator 30 und der Ablenkwicklung 22 abgetrennt. Der Kondensator 30 entlädt sich dann über die Vertikalablenkwicklung 22 und den RückfüJirungswiderstand 21 nach Masse.

Die am Kondensator 30 liegende Spannung ist dreieckförmig und horizontalfrequent. Die Spitzenwerte der Kondensatorspannuug fallen wegen der Impulsbreitenmodulation der Tastimpulse 30, deren Vorderflanken gegenüber den Vorderflanken der Rücklaufimpulse 506 zunehmend verzögert werden, mit der Zeit linear ab. Während des zweiten Teils des Hinlaufintervalls wird eine ähnliche Schaltung, jedoch mit kontinuierlich voreilenden impulsbreitenmodulierten Tastimpulsen 42 von einem Anschluß D des Modulators 39 an die Steuerelektrode des SCR29 angelegt. Die SCR 28 und 29 lassen somit anfangs allmählich kleiner werdende Anteile der Horizontalrücklaufimpulse 50a und dann allmählich größer werdende Anteile der Rücklaufimpulse 50c den Kondensator 30 aufladen. Während der relativ großen Induktivität der Ablenkwicklung 22 wird die linear anwachsende Einhüllende 41 der Dreiecksspannung am Kondensator 30 durch die Ablenkwicklung in einen linear abnehmenden Sägezahnstrom 21 integriert, welcher eine lineare Vertikalablenkung des Elektronenstrahls bewirkt.

Am Ende des Rücklaufs hat der durch die Ablenkwicklung 22 fließende Strom seinen negativen Spitzenwert erreicht. Der Modulator 39 liefert während der Dauer des Rücklaufintervalls keine Tastimpulse mehr; keiner der SCR leitet, so daß der geschaltete Vertikalverstärker 20 von der Ablenkwicklung 22 abgetrennt ist. Die Ablenkwicklung 22 und der Kondensator 30 bilden einen Resonanzkreis, dessen Schwingungsperiode doppelt so groß wie das Rücklaufintervall ist. Der durch die Ablenkwicklung fließende Strom kehrt seine Richtung um, wenn im Kondensator 30 erst eine Ladung gespeichert und dann wieder abgeführt wird. Sowohl der durch die Ablenkwicklung 22 fließende Strom als auch die am Kondensator 30 liegende Spannung sind sinusförmig, wobei der Strom der Spannung um 90° nacheilt. Daher eilt auch die in Phase mit dem Strom liegende Rückführungsspannung 61 am Widerstand 31 der Kondensatorspannung um 90° nach.

Am Ende des Rücklaufs hat der durch die Wicklung 22 fließende Strom sich völlig umgekehrt und seinen positiven Spitzenwert erreicht. Der Modulator 39 beginnt wieder modulierte Tastimpulse zu liefern, und ein neuer Ablenkzyklus hat begonnen.

Im folgenden sei die Funktion der Elemente 33 und 34erläutert. Fig. 2 A zeigt eine vertikalfrequente Sägezahnspannung 37 in Form einer linear ansteigenden Spannung, die am Hinlaufbeginn zum Zeitpunkt T₂ beginnt. Der Einfachheit halber ist die gewünschte mittlere Ausgangsspannung, welche durch die Summe der Spannungen an den Anschlüssen 5 und 51 gebildet wird, in Fig. 2C als gestrichelte Linie 70a dargestellt, welche während des Hinlaufintervalls linear abfällt, während die Tastimpulse 40 und 42 gemäß Fig. 2Ceine konstante Breite haben. In Wirklichkeit verändert sich die Breite der Impulse 40 und 42, wie bereits erwähnt, mit der Vertikalfrequenz. Während des Hinlaufs ist die gewünschte mittlere Ausgangsspannung 70a in Phase mit der gewünschten Einhül-

lenden 41α der dreiecksförmigen Spannungen am Kondensator 30, wie die Fig. 2B und 2D erkennen lassen, und mit dem gewünschten Hinlaufstrom 21a, der durch die Ablenkwicklung 22 fließt und in Fi g. 2 E veranschaulicht ist. Die Rückführungsspannung hat dieselbe Kurvenform wie der in der Ablenkwicklung fließende Strom und ist in Fig. 2 E als mit der Kurvenform 21a identische Kurve 61a veranschaulicht. Die Rückführungsspannung 61a liegt zur Eingangsspannung 37 um 180° in Gegenphase und wirkt so richtig als Gegenkopplung.

Während des Rücklauf Intervalls T₀-T₂ ist die Spannungskurve 41 b am Kondensator 30 eine schwingende Sinuswelle, welche dem ebenfalls schwingenden sinusförmigen Strom 21 & und der Rückführungsspannung 6Ii) um 90° voreilt. Die Rückführungsspannung wird durch den Verstärker 60 umgekehrt und erscheint als Resonanzsinusspannung gemäß der gestrichelten Kurve 70b in Fig. 2B, deren Wert von der Schleifenverstärkung (offene Schleife) der Schaltung abhängt. Die mittlere Ausgangsspannung während des Rücklaufs ist eine Schwingung in Form einer Sinuswelle, die um 180° in Gegenphase zur Schwingung der Rückführungsspannung liegt und der Schwingung der Kondensatorspannung 41b um 90° voreilt. Diese schwingende Ausgangsspannung am Hinlaufende setzt sich in unerwünschter Weise für einige weitere Schwingungszyklen im Hinlaufintervall fort, bis sie durch den geschalteten Verstärker gedämpft ist, und fügt auf diese Weise dem Hinlauf strom eine unerwünschte Schwingungskomponente von etwa der Vertikalrücklauffrequenz zu, wie dies in Fig. 2E durch die Kurve 216 von T₁ bis T₅ gezeigt ist.

F i g. 2 E zeigt den Rücklaufstrom 21b am Rücklaufende etwas positiver als der nominal gewünschte Wert. So sind zum Zeitpunkt T₂ der Strom und die Rückführungsspannung beide positiver als gewünscht. Die um 180° außer Phase liegende Schwingungskomponente der mittleren Ausgangsspannung ist negativer als gewünscht, wie dies die Kurvenform 70c erkennen läßt. Die der mittleren Ausgangsspannung um 90° nacheilende Spannung am Kondensator 30 ist ebenfalls negativer als gewünscht, wie die Kurvenform 41b zeigt. Zum Zeitpunkt T₁ leitet der SCR2&, und es beginnt eine Dämpfung der fließenden Resonanzströme infolge des durch die Induktivität 26 und die Sekundärwicklung 25 b gebildeten niederohmigen Weges nach Masse. Die Schaltung muß nun jedoch auch versuchen die Spannungsschwingung zu dämpfen, welche zu der mittleren Ausgangsspannung infolge der hinzugefügten mit der Resonanzfrequenz schwingenden Rückführungsspannung hinzuaddiert ist. Eine Dämpfung kann aber nur erfolgen, wenn der SCR2& leitet, also nur während eines Bruchteils der Einschaltzeiten des geschalteten Vertikalverstärkers.

Die Schwingungen der mittleren Ausgangsspannung, die durch eine hinzugefügte unerwünschte Schwingung der Rückführungsspannung verursacht ist, erstrecken sich also über das relativ lange Intervall T₂ bis T₅. Die Schwingungskomponente der Ausgangsspannung fügt der Einhüllspannung am Kondensator 30 eine Schwingungsspannung 41b und dem Hinlauf strom eine Schwingungskomponente 21b

hinzu. Diese unerwünschten Schwingungen des Hinlaufstroms führen zu streifenförmigen Horizontallinien auf dem Bildschirm.

Damit die durch die Schwingungskomponente der Rückführungsspannung bedingte Schwingungskomponente des Hinlaufstroms wesentlich gedämpft wird, sind der Kondensator 33 und der Widerstand 34, parallel mit dem Kondensator 30, hinzugefügt worden. Die Funktion dieser beiden Elemente besteht darin, während des Rücklaufs eine erste Spannung als Auslöschungsspannung über den Widerstand 34 mit einer Amplitude zu erzeugen, die im wesentlichen gleich der Rückführungsspannung über dem Widerstand 31 ist, jedoch um 180° außer Phase damit liegt. Die gesamte dem RückführurigsanschiuS F während des Rücklaufs zugeführte Spannung wird im wesentlichen eliminiert. Die Schwingungskomponente des Hinlaufstroms, welche durch die Schwingungskomponente der Rückführungsspannung am Rücklauf ende bedingt ist, wird im wesentlichen eliminiert. Die verbleibende Restschwingung wird schnell durch den Verstärker gedämpft, wie dies aus Fig. 2F ersichtlich ist. Die Hinlaufstromschwingung wird wesentlich gedämpft, nämlich auf einen halben Zyklus der Resonanzperiodendauer, und dauert nur noch von T₂ bis T₃.

In Fig. 1 hat der Kondensator 33 einen relativ kleinen Wert zum Abfühien des durch den Kondensator 30 fließenden Rücklaufstroms. Der durch den Widerstand 31 fließende Strom ist gegenüber der Bezugsspannung an der Ablenkwicklung 22 etwa um —90° in der Phase verschoben. Der durch den Widerstand 34 fließende Strom ist gegenüber derselben Bezugsspannung, die auch am Kondensator 33 liegt, um + 90 ° phasenverschoben. Der Wert des Widerstandes 34 ist so gewählt, daß die Rückführungsspannung während des Rücklaufs praktisch ausgelöscht wird. Es sei bemerkt, daß während des Vertikalhinlaufintervalls ein vernachlässigbarer Fehler in die Rückführungsspannung eingebracht wird, da der durch den Widerstand 34 fließende Strom wegen des relativ kleinen Wertes des Kondensators 33 viel kleiner als der im Widerstand 31 fließende Strom ist.

Eine weitere Ausführungsform, die ebenfalls während des Vertikalrücklaufs eine Rückführungsauslöschung bewirkt, ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Spannungsteilerschaltung mit Widerständen 101 bis 103 ersetzt den Kondensator 33 und den Widerstand 34. Der Rückführungsanschluß F liegt nun am Verbindungspunkt der Widerstände 101 und 102. Die Werte der Widerstände sind so gewählt, daß gleiche Rücklaufströme in entgegengesetzter Richtung durch die Widerstände 31 und 103 fließen. Die an der Reihenschaltung der Widerstände 101 und 102 entstehende Spannung ist Null, so daß am Rückkopplungsanschluß F ebenfalls eine Spannung Null liegt.

Nachfolgend sind einige typische Werte für die in Fig. 1 verwendeten Bauelemente angeführt:
Induktivität 26,27 100 μΗ

Ablenkwicklung 22 3,2 mH

Kondensator 30 3,3 uF

Kondensator 33 0,033uF

Widerstand 31 0,47 Ω

Widerstand 32 220 Ω

Widerstand 34 10 Ω

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vertikalablenkschaltung für Fernsehgeräte mit einem geschalteten Ablenkverstärker, der während des Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus einen Hinlaufstrom durch eine mit seinem Ausgangsanschluß gekoppelte Ablenkwicklung fließen läßt, an die ein erster Ladungsspeicher zur Bildung eines Resonanzkreises während des Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus für den während des Rücklaufintervalls in der Ablenkwicklung fließenden Rücklaufstrom gekoppelt ist, und mit einem mit dem Ablenkverstärker gekoppelten Rückführungszweig, welcher aufgrund des in der Ablenkwicklung fließenden Stromes eine diesem Strom entsprechende Rücklaufspannung liefert,dadurch gekennzeichnet,daß ciit dem Rückführungszweig (31) eine Spannungsteilerschaltung (33, 34; 101, 1*2, 103) gekoppelt ist, die zur Eliminierung von Schwingungskomponenten des Hinlaufstroms in einem ersten Abschnitt des Hinlaufintervalls an den Ablenkverstärker (20) während mindestens des letzten Teils des Rücklaufintervalls eine gegenüber der Rückführungsspannung um 180° phasenverschobene Spannung praktisch gleicher Amplitude wie diese liefert.

2. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsspannung während des gesamten Rücklaufintervalls praktisch ausgelöscht wird.

3. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Rückführungsschaltung (31) gekoppelte Spannungsteilerschaltung (33, 34) einen zweiten Ladungsspeicher (33) zur Abtastung des Rücklaufstroms und Erzeugung der ersten Spannung enthält.

4. Vertikalablenkschaltuing nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem zweiten Ladungsspeicher (33) fließende Strom gegenüber dem in der Ablenkwicklung (22) fließenden Strom zur Erzeugung der ersten Spannung phasenverschoben ist.

5. Vertikalablenkschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschaltete Ablenkverstärker (20) während eines wesentlichen Teils des Rücklaufintervalls von der Ablenkwicklung (22) abgetrennt ist.

6. Vertikalablenkschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschaltete Ablenkverstärker (20) eine Anordnung enthält, welche dem ersten Ladungsspeicher (30) während eines Teils des Hinlaufintervalls zunehmend kleinere Anteile einer horizontalfrequenten Spannung und während eines anderen Teils des Hinlaufintervalls zunehmend größere Anteile der horizontalfrequenten Spannung zur Erzeugung des Hinlaufstroms in der Ablenkwicklung (22) zuführt.