DE3419475C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Stromversorgungs- und Ablenk­ schaltung für ein Videosichtgerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE-OS 25 23 075 ist ein Mehrnormen-Fernsehempfangs­ gerät bekannt, bei dem im Horizontalablenkteil der Zeilen­ transformator eine angezapfte Primärwicklung hat und beim Wechsel der Zeilenablenkfrequenz entsprechend 625 oder 819 Zeilen die Betriebsspannung vom Endanschluß der Primärwicklung über eine Diode auf die Anzapfung umgeschaltet wird. Dadurch kann sich bei höherer Zeilenzahl ein Booster-Kondensator aufladen, der dann die Betriebsspannung für die Zeilenablenkschaltung auf einen solchen Wert erhöht, daß der maximale Zeilenablenk­ strom genausogroß wie bei der niedrigeren Zeilenzahl ist. Da sich dabei jedoch die Amplitude der Rücklaufimpulse und damit die Hochspannung für die Bildröhre ändert, wird gleich­ zeitig die Betriebsspannung für die Vertikalablenkschaltung so umgeschaltet, daß auch die Bildhöhe konstant bleibt.

Die zunehmende Beliebtheit von Computern und Textverarbeitungs­ systemen, insbesondere für Verwendung zu Hause oder in kleinen Betrieben, erfordert verschiedene Arten der Darstellung der Video­ information. Für einige Anwendungen genügt ein üblicher Fern­ sehempfänger, um jedoch die notwendige Lesbarkeit bei der Wie­ dergabe von Text und Ziffern zu erreichen, ist häufig eine höhere Auflösung notwendig, als sie ein Fernsehempfänger lie­ fert. Insbesondere kann die Vertikalauflösung durch Erhöhung der Anzahl der Horizontalrasterzeilen vergrößert werden. Flim­ mern, Zeilenabbrüche und Bewegungen innerhalb der Zeile (soge­ nanntes Zeilencrawl) lassen sich verbessern durch eine zeilen­ weise oder fortschreitende Abtastung anstatt einer verschachtel­ ten Abtastung (Zeilensprung). Fortlaufend abtastende Systeme arbeiten häufig mit einer Erhöhung der Horizontalablenkfrequenz. Verdoppelt man die Horizontalablenkfrequenz, dann kann die Vertikalablenkfrequenz unverändert bleiben. Dies ist besonders wichtig für den Personalcomputermarkt, wo spezielle Monitore nicht preiswert verfügbar sind. Es kann zweckmäßig sein, ein einziges Gerät als kombinierten Empfänger/Monitor zu verwenden, der sowohl eine hohe Auflösung für Computer oder Textverarbei­ tungszwecke aufweist und bei normalem Fernsehempfängerbetrieb eine übliche Videodarstellung liefert. Die Eigenschaft mehrerer Horizontalablenkfrequenzen kann auch erwünscht sein, um den Anwendungsbereich eines Videomonitors bei verschiedenen Soft­ ware- und Hardware-Systemen zu vergrößern, die spezielle Ab­ lenkfrequenzen benötigen.

Ein Problem, was sich aus dem Bestreben ergibt, möglichst viele gemeinsame Schaltungskomponenten bei verschiedenen Ablenkfre­ quenzen zu verwenden, hängt mit dem Horizontalablenktransforma­ tor zusammen. Benutzt man dieselbe Induktivität des Rücklauf­ transformators und denselben Horizontalrücklaufkondensator, dann hat der Horizontalrücklaufimpuls bei jeder Ablenkfrequenz die gleiche Breite. Ein Rücklaufimpuls konstanter Breite führt jedoch zu einer Änderung des Hinlauf/Rücklauf-Verhältnisses bei verschiedenen Horizontalablenkfrequenzen, wobei dieses Verhältnis mit sinkender Ablenkfrequenz ansteigt. Das Verhält­ nis Hinlauf/Rücklauf steigt jedoch um einen stärkeren Faktor an als das Verhältnis der Ablenkfrequenzen, so daß die Rück­ laufimpulsamplitude bei niedrigen Ablenkfrequenzen zu Er­ höhung neigt. Da die Rücklaufimpulsamplitude aber über den Hochspannungstransformator die Hochspannung bestimmt, wächst diese mit abnehmender Horizontalablenkfrequenz.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Umschaltungen im Vertikalablenkteil bei Änderungen der Horizontalablenkfrequenz überflüssig zu machen.

Die erfindungsgemäße Stromversorgungs- und Ablenkschaltung zur Verwendung für ein Videosichtgerät läßt sich auf mehrere Horizontalablenkfrequenzen umschalten. Die Ablenkschaltung erzeugt Horizontalrücklaufimpulse, deren Amplitude von der gewählten Horizontalablenkfrequenz abhängt. Eine Spannungs­ quelle liefert verschiedene Spannungen, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Ablenkfrequenz mit einem Schalter ausge­ wählt werden. Ein Transformator hat eine Primärwicklung, der an einem ersten Anschluß die Rücklaufimpulse zugeführt werden. Die Transformatorwicklung hat eine Anzahl von Anzapfungen, die mit dem ersten Anschluß jeweils eine Primärwicklung mit unterschiedlichen Windungszahlen bilden. Eine Sekundärwicklung des Transformators ist magnetisch mit der Primärwicklung ge­ koppelt und erzeugt eine Hochspannung in Abhängigkeit von der Amplitude der Horizontalrücklaufimpulse in der Primärwicklung. Über eine Koppelschaltung ist die Spannungsquelle mit einer der Anzapfungen je nach der gewählten Ablenkfrequenz gekoppelt, so daß die Hochspannung, unabhängig von Änderungen der Rücklauf­ impulsamplitude, im wesentlichen konstant bleibt.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Stromversorgungs­ und Ablenkschaltung gemäß einem Aspekt der Erfindung veran­ schaulicht.

Die Figur zeigt einen Teil einer Schaltung für einen Video­ monitor, der mit zwei Horizontalablenkfrequenzen arbeitet. Eine Quelle ungeregelter Gleichspannung +V₁ in der Größen­ ordnung von 300 V₌, die aus der Netzwechselspannung abge­ leitet wird, ist mit einer Primärwicklung 10 eines Strom­ versorgungs-Leistungstransformators 11 verbunden. Die Primär­ wicklung 10 ist ferner mit dem Kollektor eines Schalttran­ sistors 12 gekoppelt, bei dessen Leiten Strom von der Spannungsquelle +V₁ in die Primärwicklung 10 fließt. Die in den Sekundärwicklungen des Transformators 11, von denen eine Sekundärwicklung 13 veranschaulicht ist, induzierten Spannungen werden durch eine geeignete Schaltung 14 gleich­ gerichtet und gefiltert, so daß mehrere Gleichspannungen +V₂, +V₃, +V₄ und +V₅ entstehen, die zur Versorgung der verschiedenen Schaltungsteile des Monitors dienen. Die Spannung +V₅ wird über eine Leitung 16 einer Ansteuerschal­ tung 15 eines Spannungsreglers zugeführt. Die Schaltung 15 fühlt den Wert der Spannung +V₅ ab und steuert das Lei­ tungs-Tastverhältnis des Transistors 12 durch Breitenmodu­ lation von dessen Treibersignal. Durch Regelung der Lei­ tung des Transistors 12 aufgrund des Spannungswertes der Rückkopplungsspannung +V₅ lassen sich die Werte der Gleich­ spannungen +V₂, +V₃, +V₄ und +V₅ genau regeln. Die Rück­ kopplungs- oder Abfühlspannung für die Regler-Ansteuerschal­ tung 15 kann, wie dargestellt, von einer separaten Quelle genommen werden oder stattdessen auch von einer der ande­ ren Versorgungsspannungen.

Die Spannungsquelle +V₂ ist an einen Anschluß 17 a eines einpoligen oder doppelpoligen Umschalters 20 angeschlos­ sen. Ein entsprechender Anschluß 17 b liegt am anderen Pol des Schalters 20. Die Spannungsquelle +V₃ ist an einen An­ schluß 21 a eines Pols des Schalters 20 angeschlossen, dem am anderen Pol der Anschluß 21 b entspricht. Zwischen den Anschlüssen 17 a, b bzw. 21 a, b liegen die gemeinsamen An­ schlüsse 22 a und 22 b. Der gemeinsame Anschluß 22 a ist elek­ trisch mit dem gemeinsamen Anschluß 22 b verbunden. Die Schalterkontakte 23 a und 23 b verbinden in einer ersten Stellung die Anschlüsse 17 a, b elektrisch mit den Anschlüs­ sen 22 a, b und in einer zweiten Stellung die Anschlüsse 21 a, b mit den Anschlüssen 22 a, b. Wenn der Schalter 20 sich also in seiner ersten Stellung befindet, dann erscheint der Spannungswert +V₂, der beispielsweise größenordnungsmäßig 90 V₌ beträgt, an den Anschlüssen 17 b und 22 b, und der An­ schluß 21 b bleibt frei. Liegt der Schalter 20 in seiner zweiten Stellung, wie dies die Figur zeigt, dann erscheint der Spannungswert +V₃, der beispielsweise in der Größenord­ nung von 45 V liegen kann, an den Anschlüssen 22 b und 21 b, und der Anschluß 17 b bleibt frei.

Der Schalterkontakt 20 wird zum Wählen der gewünschten Horizontalablenkfrequenz benutzt, beispielsweise in der ersten Schalterstellung 31,5 kHz oder in der zweiten Stel­ lung 15,75 kHz. Wie im einzelnen noch später erläutert wird, arbeitet der Schalter 20 mit anderen Schaltungsteilen des Monitors zusammen, so daß jegliche notwendige Para­ meteränderungen für die gewünschte Betriebsweise bei bei­ den Ablenkfrequenzen automatisch erfolgen.

Die am gemeinsamen Anschluß 22 b auftretende Spannung (+V₂ oder +V₃) wird der Kathode einer Zenerdiode 24 zugeführt, die so gewählt ist, daß sie bei einem Spannungswert ober­ halb der Spannung +V₃ und unterhalb des Wertes der Spannung +V₂ durchbricht oder leitet. Liegt der Schalter 20 in sei­ ner ersten Stellung, dann führt das Auftreten der Spannung +V₂ am Anschluß 22 b zu einem Durchbruch der Zenerdiode 24, so daß am Anschluß 25 ein "hoher" Signalwert erscheint. Liegt der Schalter 20 in seiner zweiten Stellung, dann reicht die Spannung +V₃ am Anschluß 22 b nicht aus, um die Zenerdiode 24 durchbrechen zu lassen, und daher erscheint am Anschluß 25 ein "niedriger" Signalpegel.

Der Monitor enthält eine Vertikalablenkschaltung 26, die einen Vertikalablenkstrom an die Vertikalablenkwicklungen 27 eines Ablenkjoches liefert. Die zeitliche Abstimmung oder Synchronisation der Vertikalablenkschaltung 26 er­ folgt über ein Vertikalsynchronisiersignal über eine Lei­ tung V von der Signalverarbeitungsschaltung 30. Diese liefert über eine Leitung R an die Regleransteuerschaltung 15 ein Signal, welches die Ansteuerschaltung 15 zeitlich im Sinne einer Synchronisierung des Leitens des Transi­ stors 12 ansteuert. Die Signalverarbeitungsschaltung 30 liefert auch über eine Leitung H ein Horizontalsynchron­ signal an einen Horizontaloszillator 31 einer Horizontal­ ablenkschaltung.

Die Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators 31 wird auf folgende Weise bestimmt. Die Oszillatorfrequenz wird primär durch den Wert einer äußeren Schaltung mit Wider­ ständen 33 und 34, einem Kondensator 35 und einem Transi­ stor 36 bestimmt. Liegt der Schalter 20 in seiner zweiten Stellung (wobei eine Horizontalablenkfrequenz von 15,75 kHz gewählt ist), dann ist der Signalpegel am Anschluß 25 "niedrig", so daß der Transistor 36 nicht leitet. Eine RC- Schaltung mit einem Widerstand 33 und einem Kondensator 35 ist so gewählt, daß sich eine Oszillatorfrequenz von etwas weniger als 15,75 kHz ergibt. Der Oszillator 31 synchronisiert sich auf die gewünschte Horizontalfrequenz mit Hilfe des Synchronisiersignals von der Synchronsignal­ verarbeitungsschaltung 30. Liegt der Schalter 20 in sei­ ner ersten Position (wobei eine Horizontalablenkfrequenz von 31,5 kHz gewählt ist), dann hat das Signal am An­ schluß 25 einen "hohen" Wert, so daß der Transistor 36 eingeschaltet wird und leitet. Der Widerstand 34 wird dann ein Teil der RC-Schaltung und bildet einen zusätzlichen Weg für die Aufladung und Entladung des Kondensators 35. Der Widerstand 34 ist so gewählt, daß die Zeitkonstante der RC-Schaltung (parallele Widerstände 33 und 34 mit Kon­ densator 35) die Oszillatorfrequenz ansteigen läßt, so daß der Oszillator 31 sich auf die gewünschte Frequenz von 31,5 kHz aufgrund des Synchronisiersignals auf der Lei­ tung H synchronisieren kann. Anstelle der Widerstände könn­ te man natürlich auch die Kapazität der RC-Schaltung ver­ ändern.

Das Ausgangssignal des Horizontaloszillators 31 wird einer Horizontaltreiberschaltung 37 zugeführt, die über einen Transformator 40 Schaltsignale der gewünschten Horizontal­ ablenkfrequenz an die Basis eines Horizontalausgangstransi­ stors 41 liefert. Dieser Transistor bildet einen Teil einer Horizontalausgangsschaltung, die außerdem einen Strombegrenzungswiderstand 39, eine Dämpfungsdiode 42, einen Rücklaufkondensator 43 und Horizontalablenkwicklungen 44 enthält. In Reihe mit den Wicklungen 44 liegt eine magnetisch vorgespannte sättigbare Induktivität 45, die für eine Rasterlinearitätskorrektur sorgt, welche Energie­ verluste während des letzten Teils jeder Horizontalzeilen­ ablenkung kompensiert. Eine Ost-West-Kissenkorrektur er­ folgt mit Hilfe einer Kissenkorrekturschaltung 46, die einen Transformator 47 enthält, von dem eine Wicklung 50 in Reihe mit den Horizontalablenkwicklungen 44 geschaltet ist. Der in der Transformatorwicklung 50 fließende Hori­ zontalablenkstrom wird durch ein Signal vertikalfrequent abgewandelt, das von der Kissenkorrekturschaltung 51 er­ zeugt wird, welcher von der Vertikalablenkschaltung 26 ein Eingangssignal zugeführt wird. Dieses Korrektursignal gelangt zu einer Steuerwicklung 52 des Transformators 47 zur Modulierung der Induktivität der Wicklung 50 und da­ mit des in dieser fließenden Stroms.

Die Geometrie der Bildröhre führt zu einer nichtlinearen Verzerrung des Abtastrasters nahe dem Beginn und Ende jeder Horizontalabtastzeile. Zur Korrektur dieser Nichtlinearität ist normalerweise ein Kondensator in Reihe mit den Hori­ zontalablenkwicklungen des Joches geschaltet. Dieser Konden­ sator lädt sich während eines Teils des Horizontalablenk­ intervalls auf und entlädt sich während eines anderen Teils, so daß der Horizontalablenkstrom S-förmig abgewandelt wird und die Ablenkung linear erfolgt.

Die Betriebsspannung der Horizontalausgangsschaltung hängt von der gewünschten Horizontalablenkfrequenz ab. Um bei 15,75 kHz und bei 31,5 kHz den gleichen Jochstrom, von Spitze zu Spitze gerechnet, beizubehalten, muß die Betriebs­ spannung der Horizontalablenk-Ausgangsschaltung bei der Frequenz von 31,5 kHz etwa zweimal so groß wie bei einer Frequenz von 15,75 kHz sein. Diese Betriebsspannung wird der Horizontalausgangsschaltung über eine Primärwicklung 53 eines Hochspannungstransformators 54 zugeführt. Infolge der gewählten Position des Schalters 20 wird der Wicklung 53 und damit der Horizontalablenk-Ausgangsschaltung ent­ weder die Spannung +V₂ oder die Spannung +V₃ zugeführt.

Die Horizontalrücklaufimpulse am Kollektor des Horizontal­ ausgangstransistors 41 erscheinen über der Wicklung 53 und erzeugen durch die Transformatorwirkung die gewünschte Hochspannung an der Sekundärwicklung 55. Diese besteht aus mehreren Wicklungsabschnitten mit dazwischenliegenden Gleichrichterdioden. Die Hochspannung oder Anodenspannung für die Bildröhre erscheint am Anodenanschluß U. Eine Widerstandskette 56 bildet Anzapfungen für die Fokussier­ und Schirmgitterspannungen für das Elektronenstrahlsystem der Bildröhre. Eine separate Wicklung 57 fühlt die hori­ zontalfrequenten Rücklaufimpulse ab und erzeugt ein Hori­ zontalfrequenzsignal an einem Anschluß 60, welches der Synchronsignalverarbeitungsschaltung 30 zugeführt wird.

Es ist wünschenswert, den Hochspannungswert relativ konstant zu halten, wenn der Monitor bei 15,75 kHz oder bei 31,5 kHz betrieben wird. Wird für beide Betriebsfrequenzen ein ge­ meinsamer Hochspannungstransformator und Rücklaufkondensa­ tor benutzt, dann ist die Rücklaufimpulsbreite und damit die Rücklaufzeit für beide Frequenzen gleich. Die Änderung des Verhältnisses Hinlauf/Rücklauf bei 15,75 kHz vergli­ chen mit 31,5 kHz ist dann jedoch größer als die Änderung der Betriebsspannung für die Schaltung, so daß bei 15,75 kHz die Rücklaufimpulsamplitude größer wird als bei 31,5 kHz. Dadurch wird die aufgrund der Rücklaufimpulse erzeugte Hochspannung aber bei 15,75 kHz größer als bei 31,5 kHz. Um die Hochspannung bei beiden Ablenkfrequenzen konstant zu halten, wird das Windungszahlenverhältnis von Primär- zu Sekundärwicklung bei 15,75 kHz vergrößert (wobei die Hochspannung etwas geringer wird). Zu diesem Zweck sind an der Primärwicklung 53 des Hochspannungstransforma­ tors 54 mehrere Anzapfungen vorgesehen, so daß die Primär­ windungszahl in Abhängigkeit von der gewählten Horizontal­ ablenkfrequenz für jeden der geeigneten Betriebsspannungs­ werte für die Horizontalausgangsschaltung unterschiedlich ist. Dies ist in der Figur durch die Stellen 75 und 76 der Wicklungsanzapfungen für die Spannungen +V₂ bzw. +V₃ er­ sichtlich, wobei für einen Betrieb bei 15,75 kHz die Pri­ märwindungszahl größer als für einen Betrieb bei 31,5 kHz ist.

Die zur Erreichung eines gewünschten Ausmaßes an S-Formung benötigte Kapazität ist bei 31,5 kHz kleiner als bei 15,75 kHz, weil die durch die Jochinduktivität und die S-Formungskapazität bestimmte, die Kurvenform korrigieren­ de Resonanzfrequenz mit zunehmender Ablenkfrequenz größer werden muß. In der Figur ist eine Anordnung gezeigt, wel­ che die richtige Größe der S-Formungskapazität in Abhängig­ keit von der Ablenkfrequenzwahl ergibt. Diese Anordnung enthält einen MOS-Feldeffekttransistor 61, Kapazitäten 62 und 63, Widerstände 64, 65 und 66 und einen Transistor 67, auf dessen Basis das Signal am Anschluß 25 gekoppelt wird.

Beim Betrieb mit 15,75 kHz ist der Signalpegel am Anschluß 25 und damit an der Steuerelektrode des Transistors 67 niedrig, so daß dieser gesperrt gehalten wird. Dadurch hat das Kollektorpotential dieses Transistors einen hohen Wert, und infolge der Wirkung des Spannungsteilers mit den Wider­ ständen 65 und 66 leitet der MOSFET 61 und überbrückt so­ mit den Kondensator 63. Dieser ist so gewählt, daß er die richtige Größe der S-Formungskorrektur für den Ablenk­ strom bei 15,75 kHz ergibt. Beim Betrieb mit 31,5 kHz hat das Signal am Anschluß 25 einen hohen Wert, und der Transi­ stor 67 leitet, wobei sein Kollektorpotential niedrig ist und dementsprechend auch die Steuerelektrode des MOSFET 61 auf einem niedrigen Potential liegt, so da8 dieser gesperrt ist. Der effektive S-Formungskondensator wird dabei durch die Reihenschaltung der Kondensatoren 62 und 63 gebildet. Der Kondensator 63 ist so gewählt, daß sein Wert in Reihen­ schaltung mit dem Kondensator 62 die richtige Größe der S-Formungskorrektur für den Horizontalablenkstrom bei 31,5 kHz ergibt. Die Kondensatoren 62 und 63 können mit Hilfe einer geeigneten Schalteranordnung parallelgeschaltet werden. Die richtige Größe der S-Formung und, wie bereits beschrieben, der Horizontaloszillatorfrequenz werden daher in Abhängigkeit vom Pegel der Betriebsspannung für die Ab­ lenkschaltung gewählt.

Der vorbeschriebene Videomonitor sorgt für die richtige Betriebsspannung der Horizontalausgangsschaltung, die ge­ wünschte Horizontaloszillatorfrequenz und die richtige Korrekturgröße für die S-förmige Nichtlinearität bei jeder der gewählten Horizontalablenkfrequenzen, wie dies in der DE-OS 34 19 473 beschrieben ist.

Wenn vorstehend auch die Schaltungen für zwei Horizontalablenkfrequenzen beschrieben sind, so können auch beliebig viele unterschiedliche Ablenkfrequenzen vorgesehen sein, wobei die beschriebene Schaltung in glei­ cher Weise arbeitet.

Claims (2)

1. Stromversorgungs- und Horizontalablenkschaltung, die für unterschiedliche Horizontalablenkfrequenzen einstellbar ist, mit einem Zeilenrücklauftransformator, dessen Primär­ wicklung einen Anschluß zur Zuführung der Rücklaufimpulse und mehrere Abgriffe zur Betriebsspannungszuführung hat und dessen Sekundärwicklung zur Erzeugung der Hochspannung dient, wobei die Betriebsspannung in Abhängigkeit von der Horizon­ talablenkfrequenz so gewählt ist, daß die Amplituden des Horizontalablenkstroms für alle einstellbaren Horizontalab­ lenkfrequenzen gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kopplungsschaltung zur Kopplung der Betriebsspannung mit einem Abgriff für die Betriebsspannungszuführung am Zeilenrücklauftransformator vorgesehen ist, wobei der Ab­ griff in Abhängigkeit von der Horizontalablenkfrequenz derart gewählt wird, daß die Hochspannung im wesentlichen unabhängig von der Horizontalablenkfrequenz ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffe (75, 76) derart gewählt sind, daß die Windungszahl der Primärwicklung (53) bei niedrigerer Ablenk­ frequenz größer ist.