DE3149290A1

DE3149290A1 - Verstaerkerschaltung und fokussierspannungszufuehrungsschaltung mit einer derartigen verstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE3149290A1
Application number: DE19813149290
Authority: DE
Inventors: Derek James Sutton Surrey Gent
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1981-12-12
Publication date: 1983-01-05
Also published as: US4473780A; FR2497029A1; JPS57129507A; GB2090090A; DE3149290C2; GB2090090B; JPH033961B2; FR2497029B1

Description

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PHB 32 751 /T^ 2.12.1981

iitr
Verstärkerschaltung und Fokus^pannungszuführungsschaltung

mit einer derartigen Verstärkerschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung mit einem ersten und einem zweiten Transistor vom gleichen Leitfähigkeitstyp, wobei der Emitter des ersten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, wobei die Transistoren mit ihren Hauptstromstrecken in Reihe in einer Spannungsverteilungsanordnung zwischen einer ersten und einer zweiten Speisespannungsklemme angeordnet sind, mit Mitteln zur Gleichstromvorspannung der Basis des ersten Transistors zum Einstellen der Ruhespannung an dem Verbindungspunkt der ersten und zweiten Transistoren, mit Mitteln zum Zuführen eines Eingangssignals mit relativ hohen und niedrigen Frequenzanteilen zu dem zweiten Transistor und mit Mitteln zum Ableiten eines Ausgangssignals von einer Belastung zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der ersten Speisespannungsklemme .

Verstärkerschaltungen der obengenannten Art erhalten üblicherweise die Gleichstromeinstellung für die Basis des ersten Transistors von dem Kollektor dieses Transistors, was bedeutet, dass dieser Basis ein Wechselstromanteil zugeführt wird. Dies führt dazu, dass die beiden Transistoren die Hoch- sowie Niederfrequenzanteile verstärken. Andererseits kann die Basis des ersten Transistors gesondert gleichstromvorgespannt werden wenn diese Basis für alle Verstärkersignalfrequenzen entkoppelt ist, was dasselbe Resultat ergeben würde.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Verstärkerschaltung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wobei die Verstärkerfunktion verteilt sein kann. Wenn die Ver-Stärkung über zwei Transistoren verteilt wird, kann eine individuelle Regelung für die Hoch- sowie Niederfrequenzanteile erhalten werden.

Die erfindungsgemasse Verstärkerschaltung weist

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dazu das Kennzeichen auf, dass die Basis des ersten Transistors bei der hohen Frequenz, nicht aber bei der niedrigen Frequenz entkoppelt ist und dass im Betrieb der erste Transistor den Hochfrequenzanteil verstärkt aber den Niederfrequenzanteil nahezu nicht, während der zweite Transistor den Niederfrequenzanteil verstärkt aber den Hochfrequenzanteil nahezu nicht. Eine derartige Schaltung bietet den Vorteil, dass nur ein Frequenzanteil von jedem Verstärker verstärkt wird.

jQ Die Schaltungsanordnung kann weiterhin das Kennzeichen aufweisen, dass das Eingangssignal der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird, dessen Emitter mit der zweiten Speisespannungsklemme verbunden ist. Eine alternative Schaltungsanordnung kann das Kennzeichen aufweisen, dass der

j5 Kollektor des zweiten Transistors mit dem Emitter eines dritten Transistors vom gleichen Leitfähigkeitstyp verbunden ist, dessen Hauptstromstrecke in Reihe mit der des ersten und des zweiten Transistors liegt, wobei der Emitter des zweiten Transistors mit der zweiten Speisespannungsklemme gekoppelt ist und wobei das Eingangssignal der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird, und dass Mittel vorgesehen sind zur Einstellung des dritten Transistors und zwar derart, dass die Ruhespannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Transistor näher bei dem Potential der zweiten Speisespannungsklemme liegt als die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem dritten Transistor. In diesem Fall wird der zweite Transistor von dem dritten Transistorstrom angesteuert. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine dynamische Fokusspannungszuführungsschaltung für eine Wiedergabeanordnung mit einer Elektronenstrahlröhre, wobei die genannte Zuführungsschaltung eine Verstärkerschaltung vom obenstehend beschriebenen Typ aufweist, wobei die dynamische Fgkusspannungszuführungsschaltung das Kennzeichen aufweist, dass das Eingangssignal, das dem zweiten Transistor zugeführt wird, einen parabelförmigen Anteil mit der Teilbildfrequenz und einen parabelförmigen Anteil mit der Zeilenfrequenz enthält, wobei das Ausgangssignal einen

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parabelförmigen Anteil mit der Zeilenfrequenss und einen parabelförmigen Anteil mit der Teilbildfrequenz enthält, wobei Mittel vorgesehen sind zum Zuführen des Ausgangssignals zu der Fokussierelektrode der Elektronenstrahlröhre. Es dürfte einleuchten, dass die Erfindung auf diese Weise eine einfache Art und Weise schafft, eine dynamische Fokussiersteuerung zu erhalten, bei der keine Transformatoren benutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der W Zeichnung dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemässen Verstärkerschaltung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer dynamischen Fokussier- ^ spannungszuführungsschaltung mit einer Verstärkerschaltung nach der Erfindung,

Fig. 3 Wellenformen, die an bestimmten Stellen in Fig. 2 auftreten,

Fig. 4 ein Schaltbild in Form einer Abänderung ²" eines Teils aus Fig. 2.

In Fig. 1 ist die Klemme 1 mit der positiven Klemme einer Hochspannungsspeiseschaltung verbunden, die z.B. 600 V oder mehr betragen darf» Die Klemme 1 ist über einen Belastungswiderstand R1 mit dem Kollektor eines Transistors T1 verbunden, dessen Emitter unmittelbar mit dem Kollektor eines zweiten Transistors T2 verbunden ist, xi/obei der Emitter des Transistors T2 über eine Klemme 2 mit Erde verbunden ist, mit der die andere Klemme der Speiseschaltung ebenfalls verbunden ist. Die Transistoren T1 und T2 sind

vom gleichen Leitfähigkeitstyp,, in diesem Fall npn und sind beide von einem Typ, der nicht befriedigend wirkt mit der Vollspannung der Speiseschaltung an der Klemme 1, wobei die Transistoren Hochspannungsanordnungen mit einer grossen Verstärkung bei hohen Frequenzen sind» Die Basis des

Transistors T1 ist über einen Vorspannwiderstand R2 mit der Klemme 1 verbunden. Dadurch wird an der Basis eine Gleichstromvorspannung beim Fehlen von Signalen in der Schaltung erzeugt, mit welcher Vorspannung die Ruhespannung an dem

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Emitter des Transistors T1 eingestellt wird, wobei diese Spannung V~be weniger ist als die Spannung an der Basis dieses Transistors, wobei Vbe die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Diode ist. Unter normalen Bedingungen, wobei die Transistoren TI und T2 von demselben Typ sind, wird diese Ruhespannung an dem Verbindungspunkt zwischen diesen Transistoren normalerweise die Hälfte der Speisespannung sein, die an der Klemme 1 vorhanden ist. Ein Kondensator C1 liegt zwischen der Basis des Transistors T1 und Erde, wobei der Zweck dieses Kondensators untenstehend noch näher erläutert wird. Die Basis des Transistors T2 ist mit einer Klemme 3 verbunden, der das Eingangssignal für die Verstärkerschaltung zugeführt wird. Ein derartiges Eingangssignal wird Anteile mit relativ hohen und niedrigen Prequenzen enthalten und in einem solchen Falle kann das Eingangssignal zwei Anteile enthalten, von denen der eine ein Niederfrequenzanteil von 60 Hz und der andere ein Hochfrequenzanteil von 64 kHz sein kann. Wegen der obenstehenden Frequenzen ist der Kondensator C1 vorgesehen um eine niedrige Impedanz nach Erde bei der höheren dieser zwei Frequenzen zu schaffen um. aber eine Sperrfunktion zu schaffen bei der niedrigeren Frequenz. Die Basis des Transistors T1 befindet sich beim Vorhandensein der obengenannten Signalanteile auf einem Gleichstromvprspannpotential bei der höheren Frequenz wegen des Vorhandenseins des Kondensators C1, welche Vorspannung bei der niedrigen Frequenz variiert und zwar wegen der Tatsache, dass der Basisstrom für den Transistor T1 durch den Vorspannwiderstand R2 fliesst.

Die zwei Signale werden der Basis des Transistors T2 zugeführt und wegen der niedrigen Impedanz nach Erde am Emitter des Transistors T1 wegen des Kondensators CI, der mit der Basis dieses Transistors verbunden ist, wird der Transistor T2 den Hochfrequenzanteil an der Klemme 3 nicht verstärken, während der Transistor T2 im geerdeten Kollektorzustand für den Hochfrequenzanteil arbeitet. Für den Niederfrequenzanteil arbeitet der Transistor T1 als Verstärker mit geerdetem Emitter und folglich verstärkt dieser Transistor den Niederfrequenzanteil, so dass dieser

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verstärkte Anteil an dem Kollektor dieses Transistors erscheint. Für den Niederfrequenzanteil ist der Transistor T1 durch den Basisstrom mit niedriger Frequenz wirksam gesätti<£, welcher Strom in diesem Transistor fliesst und folglich .

schaffen der Transistor TI und der Widerstand R1 die Belastung für den niedrigen Frequenzanteil für den Transistor T2. Der Transistor T1 arbeitet für den Hochfrequenzanteil als Verstärker mit geerdeter Basis, dessen Belastung der Widerstand R1 ist, und folglich wird der Hochfrequenzig anteil durch den Transistor T1 verstärkt. Die HF- und NF-Ströme durch den Widerstand RI erzeugen ein verstärktes Signal mit diesen zwei Anteilen an einer Ausgangsklemme 4, die auf dargestellte Weise mit diesem Widerstand verbunden ist. Da es nicht wahrscheinlich ist, dass die Verstärkungen der Transistoren T1 und T2 aneinander angepasst sind, ist zwischen dem Kollektor des Transistors T1 und Erde ein Rückkopplungsnetzwerk mit zwei Widerständen R3 und Rk vorgesehen, wobei die Verbindung dieser zwei Widerstände mit der Basis des Transistors T2 verbunden ist und der ebenfalls die Gleichstromvorspannung für diese Basis liefert. Dadurch wird zugleich sichergestellt, dass der Transistor T1 für die niedrigen Frequenzen gesättigt ist.

Obschon die Schaltung nach Fig. 1 beschrieben wurde mit nur zwei Anteilen in dem Signal, das der Basis des Transistors T2 zugeführt wird, könnte das Signal eine Anzahl Anteile enthalten, deren Frequenzen zwischen der niedrigen und der hohen Frequenz liegen. Obschon die Niederfrequenzanteile von dem Transistor T2 verstärkt werden und die Anteile mit höheren Frequenzen von dem Transistor TI, gibt es ein Gebiet von Frequenzen, in dem Verstärkung von beiden Transistoren erfolgen wird.

Ein spezieller Gebrauch der in FIg₀ 1 dargestellten Grundschaltung ist eine Verstärkung von zwei Anteilen zu schaffen, wobei der eine die Teilbildfrequenz und der andere die Zeilenfrequenz in einer Bildwiedergabeanordnung ist zum schaffen einer dynamischen Fokussierspannung zu der Fokussierelektrode einer Elektronenstrahlröhre in einer derartigen Wiedergabeanordnung. In einer derartigen

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wo ein sehr hohes Auflösungsvermögen erforderlich ist wie bei alphanumerischer Wiedergabe an einer monochromatischen Elektronenstrahlwiedergaberöhre, ist es erforderlich, eine Fokussierspannung für die Fokussierelektrode zu schaffen, die mit der Zeilen- sowie Teilbildfrequenz parabelförmig ändert. Eine derartige Schaltungsanordnung ist in Fig. 2 dargestellt und entsprechende Elemente in dieser Schaltungsanordnung und in der, die in Fig. 1 dargestellt ist, sind mit entsprechenden Bezugszeichen angegeben. In Fig. 2 wird eine parabelförmige Spannung mit der Zeilenfrequenz von 6k kHz einer Klemme 3A zugeführt, wobei diese Spannung der Basis des Transistors T1 über einen Widerstand R5 zugeführt wird. Eine Klemme 3B erhält eine parabelförmige Spannung mit der Teilbildfrequenz von 6θ Hz, die über einen Widerstand R6 der Basis des Transistors T2 zugeführt wird. Die Gleichstromvorspannung für den Transistor TI schafft ein Potentialteiler, der den Widerstand R2 und einen weiteren Widerstand R7, der zwischen der Basis des Transistors TI und Erde liegt, enthält. Eine Rückkopplung für die Verstärkerschaltung wird auf dieselbe Art und Weise wie in Fig. 1 verwirklicht.

Fig. 3 zeigt einige Wellenformen der Spannungen an. einigen Punkten in Fig. 2. Fig. 3a zeigt die parabelförmige Spannung mit der Zeilenfrequenz an der Klemme 3-A-, während Fig. 3B die parabelförmige Spannung mit der Zeilenfrequenz an der Klemme 3B zeigt, wobei diese zwei Wellenformen nicht in derselben Zeitskala liegen. Auf dieselbe Art und Weise wie in Fig. 1 verstärkt der Transistor T2 nur den Anteil mit der Teilbildfrequenz und Fig. 3c, die in derselben Zeitskala liegt wie Fig. 3b, zeigt diesen verstärkten Teilbildfrequenzanteil, wie dieser an dem Kollektor des Transistors T2 vorhanden ist. Es dürfte einleuchten, dass nur ein geringer Teil des Zeilenfrequenzanteils auf der Teilbildfrequenzspannung vorhanden ist, da der Transistor T2 im wesentlichen nicht diesen Anteil verstärkt.

Fig. 3d, ebenfalls in derselben Zeitskala wie Fig. 3b, zeigt die Kombination der verstärkten Zeilen- und Teilbildfrequenzanteile an dem Kollektor des Transistor T1. Dieses

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verstärkte Signal wird, wie in Fig» 2 dargestellt, über einen Kondensator C2 und einen Widerstand JR8 der g3-Fokussierelektrode einer Elektronenstrahlwiedergafoeröhre DT zugeführt. Diese die Teilbild- und Zeilenfrequens variierende Spannung wird zu einer Gleicixstromspannung addiert, die von einem Potentialteiler abgeleitet wird, der einen Widerstand R9 und ein Potentiometer R1O zwischen der Speise= klemme 1 und einer Klemme 5 enthält, die eine negative Spannung abhängig von dem Typ der Wiedergaberöhre, mit der' die Schaltungsanordnung benutzt wird, rührt. Der Schleifer des Potentiometers R 10 ist über einen Widerstand R 11 mit dem Verbindungspunkt des Kondensators C2 und des Widerstandes R8 verbunden zum Schaffen der erforderlichen Gleichstromfokussierspannung. Wenn die Pegel der Eingänge an den

j§ Klemmen JA oder 3B variiert werden müssen, soll eine Diode D die in der dargestellten Leitungsrichtung verbunden ist, über den Widerstand R 11 vorgesehen werden um die untere Kante der dynamischen Fokussierspannung zu klemmen.

In einer praktischen Ausführungsform nach Fig. 2

2Q wurden die folgenden Elemente und Spannungswerte benutzt:

CI:	470	PF	R5	BYV 95 E	10	k	JL.
C2:	68	nP	R6	M38 range	10	k	-A. ■
			R7	560	k
HI	330	kiL	R8	220	k	JL·
28 R2"	1	MJt.	R9	820	k	MAliaear
R3	680	Jk JL.	R10	2	,2	MA,
RIf	3	3 kiL	R11	2	,2
D	Philips Typ
DT	Philips Typ

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τ 1S' ·

L Philips Typ BF 459 oder 859

T2 J ·

Speisespannung an der Klemme 1: + 7^0 V Speisespannung an der Klemme 5·' - 14O V Zeilenfrequente parabelförmige Eingangsspannung an der Klemme 3A: 6 V Spitze-Spitzel

Teilbildfrequente parabelförmige Eingangsspannung an der Klemme 3B: 6 V Spitze-Spitze; ₍

-j --;-.. -: ν. X Ί 3 U 92-9 O

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Teilbildfrequente parabelförmige Spannung an dem Kollektor von T2: 250 V Spitze-Spitze;

Ausgangsspannung am Kollektor von T1: 250 V Spitze-Spitze. Teilbildfrequenz parabelförmiger Anteil und 250 V Spitze-Spitze Zeilenfrequenz parabelförmiger Anteil.

Eine Abänderung eines Teils der in Fig. 1 oder Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist in Fig. h dargestellt, wo ein weiterer Transistor T3 vom selben Leitfähigkeitstyp wie T1 und T2 einen Kollektor hat, der mit dem

IQ Emitter des Transistors T2 verbunden ist, während dessen Emitter über einen Widerstand R 12 mit Erde verbunden ist, wobei der Widerstand R 12 durch einen Kondensator C3, der parallel dazu liegt, entkoppelt ist. Die Basis des Transistors T3 erhält die relativ hohen und niedrigen Frequenzanteile. Die Basis des Transistors T2 ist mit einer Klemme verbunden, die eine Gleichstromvorspannung zum Einstellen der Ruhespannung beim Fehlen von Signalen in der Schaltung an dem Kollektor des Transistors T3 erhält, der von dem Typ sein kann zum Betreiben mit einer viel niedrigeren Spannung (beispielsweise 12 V) als die Transistoren TI und T2. Die Basis des Transistors T2 ist für alle Signalfrequenzen durch einen Kondensator Ck entkoppelt, der einen grossen Wert hat und wobei die genannte Basis gleichstromvorgespännt ist derart, dass die Ruhespannung am Kollektor des Transistors T3 viel niedriger ist als die am Kollektor des Transistors T2. In der in Fig. k dargestellten Anordnung schafft der Transistor T3 die Stromsteuerung für den Transistor T2 bei allen Signalfrequenzen für die Transistoren T1 und T2, die auf eine Art und Weise arbeiten, wie obenstehend beschrieben ist.

Während in der obenstehenden Beschreibung nur auf zwei Transistoren verwiesen wurde, die zwei Signalanteile verstärken, sind Anordnungen möglich, bei denen eine Anzahl Transistoren in Reihe verbunden sind auf die Art und Weise, wie für die Transistoren T1 und T2 und wobei die Basis der oberen Transistoren bei mehreren Frequenzen entkoppelt sind und zwar derart, dess jeder Transistor nur einen Teil des Gebietes von Frequenzen verstärkt. Mit einer derartigen

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Anordnung ist es möglich, Anteile bei verschiedenen Frequenzen von den jeweiligen Transistoren in der Anordnung abzuleiten.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

^V Verstärkerschaltung mit einem ersten und einem zweiten Transistor vom gleichen Leitfähigkeitstyp, wobei der Emitter des ersten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, wobei die Transistoren mit ihren Hauptstromstrecken in Reihe in einer Spannungsverteilungsanordnung zwischen einer ersten und einer zweiten Speisespannungsklemme angeordnet sind, mit Mitteln zur Gleichstromvorspannung der Basis des ersten Transistors zum Einstellen der'Ruhespannung an dem Verbindungspunkt der ersten und zweiten Transistoren, mit Mitteln zum Zuführen eines Eingangssignals mit relativ hohen und niedrigen Frequenzanteilen zu dem zweiten Transistor und mit Mitteln zum Ableiten eines Ausgangssignals von einer Belastung zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der ersten Speisespannungsklemme, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des ersten Transistors (T1) bei der hohen Frequenz, nicht aber bei der niedrigen Frequenz entkoppelt ist, und dass im Betrieb der erste Transistor den hohen Frequenzanteil verstärkt aber den niedrigen Frequenzanteil nahezu nicht, während der zweite Transistor (T2, T3) den niedrigen Frequenzanteil verstärkt aber den hohen Frequenzanteil nahezu nicht.

2, Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal der Basis des zweiten Transistors (Τ2, T3) zugeführt wird, dessen Emitter mit der zweiten Speise&^annungsklemme (2) verbunden ist.

3· Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor des zweiten Transistors (T3) mit dem Emitter eines dritten Transistors (Τ2) vom gleichen Leitfähigkeitstyp verbunden ist, dessen Hauptstromstrecke in Reihe mit der des ersten (Ti) und des zweiten Transistors liegt, wobei der Emitter des zweiten Transistors mit der zweiten Speisespannungsklemme (2) gekoppelt ist ind wobei

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das Eingangssignal der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird und dass Mittel vorgesehen sind zur Einstellung des dritten Transistors und zwar derart, dass die Ruhespannung am Verbindungspunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Transistor näher bei dem Potential der zweiten Speisespannungsklemme liegt als die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem dritten Transistor.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3 ι dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung am Verbindungspunkt zwisehen dem ersten und zweiten Transistor bzw. dem ersten und dritten Transistor (T1, T2) im wesentlichen die Hälfte von der den Speisespannungsklemmen (1, 2) zugeführten Speisespannung ist.

5. Dynamische Fokussierspannungszuführungsschaltung

'5 für eine Wiedergabeanordnung mit einer Elektronenstrahlröhre, wobei die genannte Zuführungsschaltung eine Verstärkerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal, das dem zweiten Transistor (T2, T3) zugeführt wird, einen parabelförmigen Anteil mit der Teilbildfrequenz und einen parabelförmigen Anteil mit der Zeilenfrequenz enthält, wobei das Ausgangssignal einen parabelförmigen Anteil mit der Zeilenfrequenz und einen parabelförmigen Anteil mit der Teilbildfrequenz enthält, wobei Mittel vorgesehen sind zum Zuführen

" des Ausgangssignals zu der Fokussierelektrode (g3) der Elektronenstrahlröhre (DT).

6. Dynamische Fokussierspannungszuführungsschaltung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal mit" der Fokussierelektrode wechselstrommässig

gekoppelt ist, welcher Elektrode eine Gleichspannung zu-, sätzlich zugeführt wird.

7. Fernsehwiedergabeanordnung mit einer dynamischen Fokussierspannungszuführungsschaltung nach Anspruch 5 oder 6.