DE2802755C2 - Schaltungsanordnung zum Verringern des Einflusses von Strahlstromänderungen auf die Rasterbreite für einen Fernsehempfänger - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsignal in einem solchen Sinne in die Steuerspannung eingeht, daP die Anordnung (34) veränderbarer Impedanz mit zunehmendsm Laststrom eine Verringerung des Stromes in der Zeii ^ablenkspule (38) bewirkt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (34) veränderbarer Impedanz eine Sekundärwicklung (36c) eines Zeilenablenktransformators enthält, die in Reihe mit dem Schalter (46) zu dessen zeilenfrequenter Öffnung geschaltet ist.

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Fernsehempfängern werden die Beschleunigungsspannungen, wie die Endanodenspannung, für den oder die Elektronenstrahlen der Bildröhre durch Hochspannungskreise des Horizontal-Ausgangstransformators (Zeilentransformator) erzeugt. Die Breite jeder horizontalen Zeile des Rasters hängt von der Beschleunigungsspannung ab, und zwar nimmt die Zeilenbreite mit abnehmender Endanodenspannung zu. Dieser Effekt wird gewöhnlich als Aufblühen oder Pulsieren des Rasters bezeichnet. Ein Abfall der Endanodenspannung kann durch eine starke Strahlstrombelastung der Hochspannungskreise des Zeilentransformators verursacht werden.

Die Breite der Zeilen des Rasters wird ferner durch den Betrag der Spannung bestimmt, der während des Hinlauf- oder Ablenkintervalles des Ablenkzyklus an die Horizontal- oder Zeilenablenkwicklung gelegt wird, wobei die Breite der Zeilen des Rasters mit der an die Ablenkwicklung gelegten Spannung abnimmt. Die Spannung an der Ablenkwicklung wird häufig von einer geregelten Betriebsspannung (B+) gewonnen, welche von der Zeilenablenkschaltung stammt. Eine starke Videosignalbelastung hat zur Folge, daß die Zeilenablenkschaltung einen erhöhten Laststrom aus der Betriebsspannungsquelle entnimmt.

Es ist z.B. aus der US-PS 34 44 426 bekannt, der Belastung einen Widerstand in Reihe zu schalten, um die Einflüsse des Aufblühens zu kompensieren. Der zunehmende Spannungsabfall an diesem Widerstand setzt die Spannung an der Abienkwicklung und damit die Breite der Zeilen des Rasters herab. Eine derartige Regelung der Rasterbreite hat jedoch eine unerwünschte Erhöhung der Verlustleistung zur Folge. Aus der genannten Patentschrift ist es ferner bekannt, in die Verbindung zwischen der Betriebsspannungsquelle B+ und die Ablenkschaltung einen Reihentransistor einzuschalten, der in erster Linie die Aufgabe hat, eine parabolische Schwingung zur Entzerrung der Kissenverzeichnung des Rasters einzuführen.

Es ist ferner aus der US-PS 36 26 238 bekannt, phasengesteuerte Netz- oder 60 Hz-Thyristorspannungsregler für die Erzeugung der geregelten Betriebsspannung B+ zu verwenden. Zur Unterdrückung des restlichen Wechselspannungsteils ist dabei ein /?C-Filter vorgesehen, das Widerstände verhältnismäßig großer Werte enthält, die in Reihe mit der Horizontalablenkschaltung liegen. Wenn ein starker Laststrom fließt, fällt die der Horizontalablenkwicklung zugeführte Spannung dann aber wegen des Spannungsabfalles an diesen Widerständen stärker ab als es für die Kompensation des Aufblühens erforderlich ist. Der Spannungsabfall erhöht über eine Gegenkopplung den Stromflußwinkel des Thyristors und damit die Betriebsspannung B+, so daß sich die richtige Rasterbreite ergibt. Auch hier wird die richtige Spannung, die zum Verhindern des Aufblühens erforderlich ist, durch Verringerung der der Ablenkwicklung zugeführten Spannung mit Hilfe von Spannungsabfällen an Widerständen erhalten, was die Leistungsverluste in unerwünschter Weise erhöht.

Durch das auf der Jahrestagung der FKTG in Berlin am 9. Oktober 1973 verteilte Manuskript des Vortrages »Thyristor-Regelung für Fernsehgeräte mit Thyristor-Horizontalablenkung« der ITT/SEL ist eine Zeilenablenkschaltung bekanntgeworden, bei der mit einem positiven Rückschlagimpuls aus dem Zeilentransformator eine Regelspannung erzeugt wird, die von der Größe der Rückschlagspannung direkt abhängig ist und zur Speisestromregelung dient. Mit einer Speisestromregelung läßt sich jedoch der Einfluß von Strahlstromänderungen auf die Rasterbreite nicht beseitigen, da die Speisestromregelung die Wirkung des durch den Innenwiderstand der Hochspannungsversorgung verursachten strahlstromabhängigen Änderung der Bildröhrenhochspannung nicht kompensieren kann.

Aus der DE-OS 22 05 159 ist eine Zeilenablenkschaltung bekannt, bei der die Bildröhrenhochspannung durch eine eigene Regelschaltung stabilisiert wird. Die Frage der Konstanthaltung der Rasterbreite wird hier jedoch nicht angesprochen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die als bekannt vorausgesetzte Schaltungsanordnung zur Verringerung des Einflusses von Strahlstromänderungen auf die Rasterbreite so auszugestalten, daß die Verlustleistung verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die vorliegende Schaltungsanordnung kompensiert

sowohl Einflüsse von Schwankungen der ungeregelten

Betriebsgleichspannurig »Is auch Einflüsse von Strahlstromänderungen auf die R.asterbreite mit erheblich geringeren Leistungsverlusten als vergleichbare bekannte Schaltungsanordnungen.

fm folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt Fig. 1 eine bekannte Rasterbreitenregelschaltpng;

F i g, 2 eine Rasterbreitenregelschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und ·.. .

F i g. 3a bis 3d graphische Darstellungen des Verlaufes von Spannungen und Strömen, wie sie im Betrieb der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 auftreten.

Die bekannte Schaltung gemäß F i g. 1 enthält eine Vollweggleichrichterbrücke 21, der eine Netzwechselspannung von Klemmen 20a und 206 zugeführt wird. Zwischen die Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrükke ist ein Glättungskondensator 22 geschaltet und von einer Klemme 12 wird eine teilweise geglättete, jedoch ungeregeite Gleichspannung abgenommen, die bei einem 120 V-60 Hz-Netz typischerweise einen Wert von +150 V hat Diese Gleichspannung von 150 V wird durch einen Spannungsregler 24 weiter geglättet und gegen Netzspannungs- und Belastungsschwp.ikungen stabilisiert. An einer Ausgangsklemme 25 steht dementsprechend eine geregelte Betriebsspannung B+ zur Verfugung. An einer Verbindung zweier Widerstände 26 und 27 wird eine Rückführungsspannung entsprechend der Betriebsspannung B+ abgenommen und dem Spannungsregler zugeführt Die Rückführungsschleife hält die Spannung B-l· an der Ausgangsklemme 25 auch bei Netzspannungs- und Belastungsschwankungen konstant

Die Betriebsspannung B+ wird einer Zeilenablenkschaltung 28 über einen Widerstand 29 zugeführt. Wenn der von der Zeilenablenkschaltung aufgenommene Laststrom ansteigt z. B. infolge einer durch das Videosignal verursachten Belastung des Hochspannungskreises, steigt der Spannungsabfall am Widerstand 29 an, was in konventioneller Weise eine Regelung der Rasterbreite bewirkt. Da die Änderungen der der Horizontalab'enkschaltung 28 zugeführten Spannung ausschließlich durch Änderung des Spannungsabfalles an einem Widerstand bewirkt werden, treten verhältnismäßig große Leistungsverluste auf.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält, bewirkt die Rasterbreitenregelung mit wesentlich geringeren Leistungsverlusten als die bekannte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1. Die Netzwechselspannung an den Klemmen 30a und 30i> wird wieder den Eingangsklemmen einer Vollweggleichrichterbrücke 31 zugeführt. An die Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke ist ein Glättungskondensator 32 angeschlossen und von der Ausgangsklemme der Gleichrichterbrücke wird eine im wesentlichen geglättete, jedoch unstabilisierte Gleichspannung von z. B. -i-150 V abgenommen.

Die Gleichspannung von +150V wird einer Eingangskiemme 33 eines Spannungsreglers 34 zugeführt, an dessen Ausgangsklemme 35 eine geregelte Betriebsspannung B+ von z.B. +110V zur Verfügung steht. Von der Klemme 35 wird die geregelte Spannung B+ einem Ende einer Primärwicklung 363 eines Horizontal-Ausgangs- oder Zeilentransformators 36 einer Zeilenablenkschaltung 37 zugeführt. Das andere Ende der Primärwicklung 36 ist mit einer Zeilenablenkwicklung 38 verbunden. Die Zeilenablenkwicklung 38 ist mit Masse über einen dem Ablenkstrom einen S-förmigen Verlauf verleihenden Kondensator 39 und einen Stromabgreifwiderstand 40 gekoppelt Der Ablenkwicklung 38 und einem Kondensator 39 sind ein Zeilenschalttransistor 41, eine Dämpferdiode 42 und ein Rücklaufko,idensator 43 parallelgeschaltet Die Basis des Transistors 41 ist mit einer nicht dargestellten, konventionellen Zeilenoszillator- und Treiberschaltung verbunden, um in konventioneller Weise in der Ablenkwicklung 38 einen Ablenkstrom mit Zeilenfrequenz l/T« zu erzeugen. Von der Ablenkwicklung 38 werden Rücklaufimpulse durch eine Tertiärwicklung 36b auf eine Hochspannungsschaltung 44 gekoppelt weiche eine Beschleunigungsspannung für die Endanode einer nicht dargestellten Kathodenstrahlröhre eines Fernsehempfängers liefert

Der Spannungsregler 34 arbeitet für sich genommen so, daß die Betriebsspannung B+ an der Klemme 35 konstant gehalten wird, ohne daß hierfür große Leistungsverluste erforderlich wären. Die Eingangsklemme 33 ist mit einer Sekundärwicklung 36c des Zeilentransformators 36 gekoppelt Die Wicklung 36c ist über eine Induktivität oder Drossel 47 mit der Anode eines Thyristors 46 gekoppelt. Die Kathode des Thyristors 46 ist mit der Ausgangsklemr.ie 35 für die geregelte Spannung 5+ und über einen Filterkondensator 45 mit Masse gekoppelt

Zum Speisen der Zeilenablenkschaltung 37 mit Laststro.n wird der Thyristor 46 durch Steuerimpulse 102 von einem Impulslagemodulator 48 mit Zeilenfrequenz gesteuert Der Betrag des gelieferten Stromes wird durch die Stromflußdauer des Thyristors 46 bestimmt. Bei schwankenden Netz- und Belastungsverhältnissen wird die Stromflußdauer des Thyristors 46, d. h. der Ein-Aus-Zyklus, durch Änderung der Phase der Steuerimpulse 102 ebenfalls entsprechend geändert. Der Thyristor 46 arbeitet also a!s veränderliches reaktives Impedanzelement zur Regelung der Betriebsspannung B+.

Die Spannung am unteren Ende der Sekundärwicklung 36c bezüglich Masse ist durch die Kurve 101 in F i g. 3a für einen Ablenkzyklus dargestellt. Bei geeigneter Polung der Wicklungen 36a und 36c enthält die Schwingung 101 während des Ablenkintervalles 71 bis T₄ einen Teil 101a konstanter Spannung und während des Rücklaufintervalles T₄ bis Tj einen ins Negative gerichteten Rücklaufimpuls \Q\b.

Wie in F i g. 3b dargestellt ist, wird der Steuerelektrode des Thyristors 46 im Zeitpunkt Tj ein Steuerimpuls 102a zugeführt, der den Thyristor leiten läßt. Die an der Induktivität 47 auftretende Spannung wird integriert und in der Zeitspanne T₂ bis T₄ fließt ein zunehmender Strom durch den Thyristor 46. Der Thyristor 46 wird dadurch wieder gesperrt, daß der im Zeitpunkt T₄ beginnende negative Rücklaufimpuls den durch den Thyristor fließenden Strom im Zeitpunkt Γ5 unter den erforderlichen Haltestromwert herabsetzt. Wie F i g. 3d zeigt, ist die Spannung an der Anode des Thyristors 46 gleich der Betriebsspannung B+ von + 110 V₁ wenn der Thyristor leitet, und sonst gleich der Spannung unten an der Wicklung 36c.

Die zur Spannungsregelung dienende Änderung der Phasenlage der Steuerimpulse 102 innerhalb der verschiedenen Zeilenablenkintmalle wird dadurch bewirkt, daß eine die Spannung 5+ darstellende erste Rückführungsspannung über eine Gegenkopplungsschaltung oder -schleife einer invertierenden Klemme 49 eines Fehlerverstärkers 50 zugeführt wird. Die Spannung an einer nicht invertierenden Klemme des Fehlerverstärkers wird durch eine Zenerdiode 51 auf

einem Bezugspotential gehalten. Die Kathode der Zenerdiode 51 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 52 mit der Klemme 33 gekoppelt. Die erste Rückführungsspannung wird an der Verbindung zweier Widerstände 53 und 54 eines Spannungsteilers abge- > nommen, der mit der Ausgangsklemme 35 für die Betriebsspannung B+ gekoppelt ist.

Die Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers 50 wird dem Impulslagemodulator 48 als Steuerspannung zugeführt. Änderungen der Betriebsspannung B+ in haben entsprechende Änderungen der ersten Rückführungsspannung und damit Änderungen der dem Impulslagemodulator 48 zugeführten Steuerspannung zur Folge. Eine Änderung der Steuerspannung bewirkt eine Änderung der Phasenlage der Steuerimpulse 102 r> für den Thyristor und damit eine Änderung des Ein-Aus-Zyklus oder Stromflußwinkels des Thyristors 46 derart, daß sich die gewünschte Regelung ergibt. Eine frühere Einschaltung des Thyristors während des Abienkintervaiies kompensiert eine niedrige Netzspan- -" nung und/oder eine starke Laststromentnahme durch die Zeilenablenkschaltung 37. Ein späteres Einschalten des Thyristors 46 kompensiert eine hohe Netzspannung und/oder geringe Laststromentnahme.

Wenn die Netzspannung über den Sollwert ansteigt, 2Ί beginnt die Spannung an der Klemme 33 über + 150 V anzusteigen und die Spannung 0+ an der Ausgangsklemme 35 neigt dementsprechend ebenfalls dazu, momentan anzusteigen. Die Rückführungsspannung an der invertierenden Klemme 49 nimmt dabei zu und in ändert die Steuerspannung für den Impulslagemodulntor 48. Die Phase der Steuerimpulse 102 wird dann bezüglich des Beginnes jedes Zei!ennblenkinterv;illes verzögert. Wie F i g. 3b zeigt, trifft dann der Steuerimpuls iO2b zu einem späteren Zeitpunkt T₁ an der Steuerelektrode des Thyristors 46 ein. Der durch den Thyristor 46 zur Last fließende Strom, der durch die Kurve 103c und 103c/in F ig. 3c dargestellt ist, beginnt nun im Zeitpunkt 7j und endet im Zeitpunkt 7i, was eine Änderung des Stromflußwinkels des Thyristors 46 bedeutet. Der über einen Zeilenablenkzyklus gemittelte Laststrom sinkt ab und die Ausgangsspannung B+ wird dadurch trotz der überhöhten Netzspannung konstant gehalten.

Durch das Einschalten des Stromabgreifwiderstandes 40 in eine zweite Rückkopplungs- oder Rückführungsschleife des Reglers 34 wird eine Rasterbreitenregelung erreicht, ohne daß dabei relativ hohe Leistungsverluste in Kauf genommen werden müssen, wie es bei den bekannten Schaltungsanordnunger. dieser Art der Fall 5n ist. We¹¹H die Strahlstrombelastung des Hochspannungskreises 44 zunimmt, steigt der von der Zeiienablenkschaltung 37 aufgenommene Laststrom an und die Spannung am Abgreifwiderstand 40 nimmt zu. Diese Spannung dient als zweite Rückführungsspannung, die der invertierenden Klemme 49 des Fehlerverstärkers zugeführt wird. Die erhöhte Rückführungsspannung an der Klemme 49 verändert die Phasenlage der Steuerimpulse 102 bezüglich der Phasenlage, die sie ohne diese zweite Rückführungsspannung hätten. Die w> zusätzliche zweite Rückführungsspannung verändert den Stromflußwinkel des Thyristors 46 und regelt die Betriebsspannung B+ an der Ausgangsklemme 35 genügend herab, »entstabilisiert« diese Spannung also, um den ein Aufblühen des Rasters bewirkenden Einfluß (ή der Verringerung der Endanodenspannung zu kompensieren.

Der Spannungsabfall, der bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 für die Rasterbreitenregelung erforderlich ist, wird im Gegensatz zu der bekannten Schaltungsanordnung gemäß F i g. I durch Erhöhung der reaktiven Impedanz des Reglers 34 erreicht. Dies erfolgt mittels der zweiten Rückführungsschleife, die im Effekt eine positive Rückkopplungsspannung bzw. Mitkopplungsspannung an den Regler 34 liefert. Bei zunehmendem Laststrom neigt die Spannung B+ an der Klemme 35 momentan dazu, abzusinken. Die erste Rückführungsschleife versucht die Spannung an der Klemme 35 zu erhöhen. Wegen der Mitkopplung durch die zweite Rückführungsschlcifc sinkt die Spannung an der Klemme 35 'rotzdem soweit ab. daß die Rasterbreite stabilisiert wird.

Die bekannten Schaltungsanordnungen, wie die gemäß Fig. 1. verringern die der /eilenablenkschaltung /ugefiihrte Spannung durch einen erhöhten Spannungsabfall an einem einen Ohm'schen Widerstand aufweisenden Element. Bei der Schaltungsanordnung gemäß

F I g. 2, UlC gciiifiu uei tu limiting iiuSgcuiiuci isi, ii'eicii

verhältnismäßig wenig Verluste an Ohm'schen Widerständen auf. Die Regelung erfoigt durch Veränderung der reaktiven Komponente der Impedanz des Reglers 34. Da der Widerstand 40 in den Rückkopplungskreis des Reglers 34 eingeschaltet ist. ist die Schleifenverstärkung der Schaltung so groß, daß die Rückführungsspannung, din durch den Widerstand 40 erzeugt werden muß. nur verhältnismäßig klein zu sein braucht. Der Widersta;,'Jswert des Widerstandes 40 kann daher verhältnismäßig klein gewählt werden und die Leistungsverluste sind dann im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung gemäß F i g. I entsprechend klein.

Die Betriebsspannung B+ an der Klemme 35 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit 110 V kleiner als die Spannung von +150 V an der Klemme 33. Eine solche niedrigere Betriebsspannung B+ ist für transistorbestückte Zeilenablenkschaltungen, wie die Zeilenablenkschaltung 57. vorteilhafter. Die Erfindung läßt sich jedoch sowohl auf Schaltungsanordnungen, bei denen die Betriebsspannung B+ niedriger ist als die Eingangsspannung des Reglers als auch auf Schaltungsanordnungen, bei denen die Spannung B+ höher ist als die Eingangsspannung des Reglers, anwenden. Wenn eine höhere Betriebsspannung B+ gewünscht wird, erhöht man den Stromflußwinkel des Thyristors 46 beim anfänglichen Abgleich der Schaltung soweit, bis sich der Kondensator 45 auf die gewünschte höhere Betriebsspannung B+ auflädt; anschließend arbeitet der Regler dann in der oben beschriebenen Weise mit der höheren Nennspannung.

Der Kondensator 45 wirkt als Filter für zeilenfrequente Spannungskomponenten an der Klemme 35. Uer Kondensator 45 kann gewünschtenfalls anstatt zwischen die Klemme 35 und Masse auch zwischen die Klemmen 33 und 35 geschaltet werden. Unter diesen Umständen fließt dann etwas zeilenfrequente Energie durch den Filterkondensator 32 des Netzgleichrichters und es tritt eine geringe Erwärmung des Kondensators 32 entsprechend dem Effektivwert der Wechselspannungskomponente auf.

Es können auch andere Spannungsregler als der in F i g. 2 dargestellte verwendet werden, z. B. der Regler gemäß US-PS 38 32 595. Anstelle des Reglers 34 können auch noch andere Typen verwendet werden. Durch Einschalten eines Stromabfühlwiderstandes in eine positive Rückkopplungsschleife des Reglers 34 läßt sich auf diese Weise eine Entregelung zur Rasterbreitensteuerung erreichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Verringern des Einflüsse«; von StrahJstromänderungen auf die Rasterbreite für einen Fernsehempfänger, mit

a) einer Quelle für eine ungeregelte Betriebsgleichspannung,

b) einer Zeilenablenkschaltung, die eine Zeilenablenkspule und eine Last enthält,

c) einer Anordnung veränderbarer Impedanz, die zwischen die ungeregelte Betriebsgleichspannungsquelle und die Zeilenablenkschaltung geschaltet ist, dieser eine Eingangsspannung zuführt und einen mit Zeilenfrequenz arbeitenden Schalter enthält, von dessen durch eine Steuerspannung gesteuerter Stromflußdauer der in der ZeiltAnblenkspuIe fließende Strom abhängt,

d) einer Gegenkopplungsschaltung zum Erzeugen einer in die Steuerspannung eingehenden Gegenkopplungsspannung, die von der der Zeilenablenkschaltung zugeführten Eingangsspannung abhängt und die Stromflußdauer des Schalters im Sinne einer Stabilisierung der Eingangsspannung beeinflußt, und

e) einer Anordnung zum Erzeugen eines vom Laststrom in die Zeilenablenkschaltung abhängigen Stromsignales,