DE3607064A1

DE3607064A1 - Steuerschaltung mit kompensation der anodenspannungs-schwankungen fuer die vertikalablenkstufe eines fernsehgeraets

Info

Publication number: DE3607064A1
Application number: DE19863607064
Authority: DE
Inventors: Silvano Vittuone Mailand/Milano Coccetti; Pietro Mailand/Milano Erratico; Mauro Villasanta Mailand/Milano Merlo
Original assignee: SGS Microelettronica SpA
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1985-03-05
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1986-09-11
Also published as: FR2578666B1; FR2578666A1; IT1215243B; IT8519760A0; GB8605386D0; GB2172179A; GB2172179B; US4752722A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung mit Kompensation der Anodenspannungs-Schwankungen für eine Vertikalablenkstufe einer Kathodenstrahlröhre, z.B. eines Fernsehgeräts.

Zur Speisung der Vertikalablenkstufen eines Fernsehgeräts, sei es ein Schwarz/Weißgerät, sei es ein Farbfernsehgerät, wird Gebrauch gemacht von einem Sägezahngenerator, der eine Sägezahn-Ausgangsspannung konstanter Amplitude liefert, welche bei sämtlichen Betriebsbedingungen die Ablenkstufe in die Lage versetzt, einen eine ebenfalls konstante Amplitude aufweisenden Ablenkstrom zu erzeugen.

Der Sägezahngenerator entnimmt die Steuerspannung der Sekundärseite desselben Zeilentransformators, der die Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre liefert, und verwendet zum Aufladen einer Sägezahngenerator-Kapazität eine Konstantstromquelle, die ihn unempfindlich gegenüber Spannungsversorgungsschwankungen macht.

Es ist außerdem bekannt, daß jedesmal dann, wenn das Bild einen hohen Weißanteil besitzt, der Strahlstrom der QQ Kathodenstrahlröhre beträchtlich ansteigt und demzufolge eine beträchtliche Abnahme der Anodenspannung mit sich bringt, die zurückzuführen ist auf einen Spannungsfall an der Sekundärseite des Speisetransformators.

Bei einem konstanten Ablenkstrom und einem dementsprechend konstanten Magnetfluß, welcher die Ablenkung

bewirkt, erscheint auf dem Bildschirm ein fehlerhaft verstärktes Bild.

Um diesen Nachteil zu vermeiden und ein störungsfreies Bild zu gewährleisten, ist es notwendig, den Ablenkstrom derart zu steuern, daß ein Absinken der Anodenspannung zugelassen wird und dessen Auswirkung kompensiert wird.

Eine bekannte Lösung dieses Problems sieht vor, den Sägezahngenerator zu beeinflussen, indem dessen Aufbau so modifiziert wird, daß er einen Ausgangs-Sägezahn liefert, dessen Wert von der Steuerspannung und mithin der Anodenspannung abhängt.

Diese Lösung basiert auf dem Austauschen der Konstantstromquelle durch einen elektrischen Widerstand hohen Wertes, der von einem von der Steuerspannung abhängigen Ladestrom durchflossen wird. Weil die Steuerspannung aus den genannten Gründen schwankt, schwankt auch der Ladestrom der Kapazität und demzufolge auch die Sägezahnspannung, welche dann in der Vertikalablenkstufe dazu verwendet wird, einen Ablenkstrom zu erzeugen, der in ähnlicher Weise variiert.

Bei der genannten Maßnahme ist es jedoch schwierig,

eine exakte Kompensation von Anodenspannungs-Schwankungen zu erhalten. Die Vielseitigkeit des bekannten Systems läßt zu wünschen übrig, da ein Einsatz in vorhandenen 3Q Geräten nicht möglich ist; denn nicht alle derzeit vorhandenen integrierten Strukturen gestatten die Verwendung eines Widerstands anstelle von herkömmlichen Stromquellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung für die Vertikalablenkstufe einer Kathoden-

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strahlröhre zu schaffen, die eine ziemlich exakte Kompensation jeglicher Anodenspannungs-Schwankungen gestattet, und die problemlos in vorhandenen Fernsehgeräten ebenso einsetzbar ist wie in noch zu bauenden Geräten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

IQ Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Steuerschaltung ist es möglich, genaue Kompensationen der Anodenspannungs-Schwankungen zu erreichen, ohne daß herkömmliche Bauelemente modifiziert werden müßten. Folglich besteht die Möglichkeit, die Steuerschaltung direkt in vorhandene Geräte einzubauen. Es ist nicht notwendig, den Sägezahngenerator selbst zu modifizieren, und mithin besteht die Möglichkeit, die Schaltung in Verbindung mit praktisch jeder Art von Sägezahngeneratoren zu realisieren, selbst in Verbindung mit digital arbeitenden Schaltungen, die aller Voraussicht nach in zukünftigen Fernsehgeräten verwendet werden.

Die hohe Genauigkeit der erfindungsgemäßen Schaltung ist hauptsächlich zurückzuführen auf die Tatsache, daß zusätzlich zu der gewöhnlichen Ablenkstufe (die in üblicher Weise einen Verstärker mit der Verstärkung eins aufweist) eine Verstärkerstufe variabler Verstärkung zur Verstärkungssteuerung beiträgt, wobei die Verstärkerstufe variabler Verstärkung in bequemer Weise so ausgewählt werden kann, daß ihre Verstärkung einem Bruchteil des Wertes eins entspricht. Deshalb haben alle möglichen Fehler, die durch den Verstärker variabler Verstärkung eingeführt werden, nur vernachlässigbare Auswirkungen .

Es ist außerdem möglich, die Verstärkerstufe variabler

Verstärkung mit einer hohen Eingangsimpedanz zu versehen, so daß die Linearität verbessert wird und bei Bedarf die Verwendung eines digitalen Sägezahngenerators (vom Puls-Breiten-Modulations-Typ) möglich ist.

Schließlich können die Verstärkerstufe variabler Verstärkung sowie die Ablenkstufe in einer einzigen integrierten Schaltung zusammengefaßt sein, welchesdie ^O üblichen Anschlußstifte von Ablenkstufen aufweist. Hierdurch ergibt sich ein modifiziertes Bauelement, welche leicht die Stelle herkömmlicher Ablenkstufen einnehmen kann. Hierdurch wird das Problem der Kompensation von Anodenspannungs-Schwankungen bei der Montage gelöst.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung,

Fig. 2 eine Schaltungsskizze einer Verstärkerstufe mit variabler Verstärkung, welche in der erfindungsgemäßen Steuerschaltung enthalten ist,

Fig. 3 eine Schaltungsskizze einer Stromquelle, die in

der Verstärkerstufe mit variabler Verstärkung enthalten ist, und

gO Fig. 4 eine Schaltungsskizze eines Spannungsmultiplizierers, der in der Verstärkerstufe mit variabler Verstärkung enthalten ist.

Fig. 1 zeigt einen Sägezahngenerator 1, der ein Sägezahn-Ausgangssignal V. konstanter Amplitude abgibt, und eine Ablenkstufe 2. Diese beiden Schaltungsteile sind an sich

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bekannt. Zwischen diese Schaltungsteile ist eine Verstärkerstufe mit variabler Verstärkung, 3, geschaltet, die von der Steuerspannung V derart gesteuert wird, daß die konstante Spannung V am Ausgang des Sägezahngenerators 1 in eine Eingangsspannung V~ am Eingang der Ablenkstufe 2 2 umgesetzt wird, wobei die Spannung V₂ entsprechend den Schwankungen der Spannung V variiert wird.

Wie aus der Skizze ersichtlich ist, enthält der Sägezahngenerator 1 eine Konstantstromquelle (Generator) 4, die eine Kapazität 5 auflädt, wobei die Kapazität andererseits durch das Leiten eines Transistors 6, dessen Basis von den Synchronisationsimpulsen gesteuert wird, periodisch entladen wird. Hierdurch wird eine Rampen- oder Sägezahnspannung V₁ erzeugt, die einen konstanten Amplitudenwert aufweist.

Die Vertikalablenkstufe 2 besitzt einen Operationsverstärker 7 mit einer Rückkopplung 8. Der Ausgang des Operationsverstärkers liefert einen Ablenkstrom I an die Vertikalablenkspule 9, zu der eine Kapazität 10 und ein Widerstand 11 in Reihe geschaltet sind. Der Strom I schwankt mit der Eingangsspannung V„ entsprechend den Schwankungen der Steuerspannung V

Eine mögliche Ausführungsform der Verstärkerstufe 3 mit variabler Verstärkung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Verstärkerstufe enthält eine Stromquelle 12, einen Spannungsmultiplizierer 13 und eine Spannungs-Summierstufe 14.

Die Stromquelle 12 ist mit einem Eingang an einen Verbindungsknoten 15 eines aus zwei in Serie geschalteten Widerständen 17 und 18 bestehenden Spannungsteilers 16

geschaltet, welcher die Spannung V empfängt, während der andere Eingang der Stromquelle an eine Bezugsspannungsquelle VR1 angeschlossen ist, die eine konstante
Spannung abgibt. Am Ausgang der Stromquelle 2 entsteht also ein Strom im1, dessen Stärke mit den Schwankungen der Steuerspannung V und mithin der Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre schwankt.

D^er Spannungsmultiplizierer 13, der vorzugsweise eine
hohe Eingangsimpedanz besitzt, empfängt mit einem Eingang die Sägezahnspannung V₁, mit einem anderen Eingang den variablen Strom im1, und mit einem noch weiteren
Eingang die Bezugsspannung VR2. Der Spannungsmultiplizierer 13 ist folglich durch eine Verstärkung gekennzeichnet, die mit dem Strom im1 und mithin der Steuerspannung V schwankt. Am Ausgang des Spannungsmultiplizierers entsteht ein Ausgangsstrom im2, der in entsprechender Weise Schwankungen unterworfen ist. Die

Grundverstärkung des Spannungsmultiplizierers 13 ist so gewählt, daß sie einem Bruchteil von eins, z. B.
1/5, entspricht.

Die Summierstufe 14 besteht aus einem Operationsverstärker mit Verstärkung eins. Der Operationsverstärker besitzt einen Rückkopplungswiderstand 37 und empfängt an einem Eingang
Ausgangsstrom im2 des Spannungsmultiplizierers 13 sowie über einen Widerstand 38 die Sägezahnspannung V..
Ein anderer Eingang der Summierstufe 14 empfängt gO eine Bezugsspannung VR2. Am Ausgang des Verstärkers 14 entsteht folglich eine Spannung V„, welche eine Reproduktion der Sägezahnspannung V. ist, behaftet mit einer möglichen Abweichung, die abhängt von Schwankungen der Steuerspannung V und folglich den Schwankungen der
Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre.

Die Einzelheiten einer möglichen Ausführungsform der Stromquelle 12 sind in Fig. 3 dargestellt. Eine Differenzstufe 24 mit zwei PNP-Transistoren 39 und 40, deren Basen einen Bruchteil KV der Speisespannung V bzw. die Bezugsspannung VR1 empfangen und eine Stromquelle 19, die über Widerstände 20 bzw. 21 an die Emitter der Transistoren 39 und 40 angeschlossen ist, deren Kollektoren über eine Diode 22 bzw. einen NP-N-Transistor auf Masse gelegt sind, wobei die Basis des Transistors 23 mit dem Kollektor des Transistors 39 verbunden ist, bilden die Stromquelle, deren Ausgangsstrom im1 an dem gemeinsamen Kollektor der Transistoren 40 und 23 abgenommen wird.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Strom im1 linear von der Steuerspannung V nach folgender Beziehung abhängt:

KV -VR1
cc

im1
^R

wobei R der ohmsche Widerstandswert der Widerstände 20 und 21 ist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Spannungsmultiplizierers 13. Er besteht aus zwei miteinander verbundenen Differenzstufen 25 und 26. Die Differenzstufe 25 enthält zwei PNP-Transistoren 27 und 28, deren Basen die Spannungen V. bzw. VR2 empfangen. Eine Konstantstromquelle 29 ist über Widerstände 30 bzw. 31 an die Emitter der beiden Transistoren angeschlossen, deren Kollektoren über Dioden 41 bzw. 32 auf Masse liegen. Die Differenzstufe 26 enthält zwei NPN-Transistoren 33 und 34, deren Basen an die Kollektoren der Transistoren 27 bzw. 28 der Differenzstufe 25 angeschlossen sind. Die Emitter der Transistoren 33 und 34 sind zusammen-

geschaltet und empfangen den Strom im1. Die Kollektoren der Transistoren 34 und 33 sind über eine Diode 35 und einen PNP-Transitor 36, dessen Basis an den Kollektor des Transistors 34 geschaltet ist, an eine positive Spannungsquelle angeschlossen. Der Ausgangsstrom im2 wird von den gemeinsamen Kollektoren der Transistoren 33 und 36 abgenommen.

Die Verstärkung G dieses Multiplizierers ist durch folgende Beziehung gegeben:

wobei I₁ der von dem Generator 29 erzeugte Konstantstrom und R der ohmsche Widerstandswert der Widerstände 30 und 31 ist.

^Es ist ersichtlich, daß die Verstärkung G mit im1 schwankt, wobei der Wert von im1 seinerseits mit der Speisespannung V schwankt.

Im allgemeinen gilt folgende Beziehung für die Schwankungen von V und V₉:

^Δν2	cc	KV cc	im1	1	1	im1
V2	Vcc	KV -VR1 cc	¹I	⁺	¹I

Aus der obigen Gleichung ersieht man, daß durch Verändern eines Parameters wie beispielsweise im1 die Möglichkeit besteht, eine Anzahl von Kompensationen zu bewirken. Beispielsweise ist es möglich, eine 4-prozentige Schwankung der Spannung V„ zu erhalten.

Claims

Patentansprüche

il/ Steuerschaltung für die Vertikalablenkstufe einer Kathodenstrahlröhre, z.B. eines Fernsehgeräts, mit einem Sägezahngenerator (1), der zur Ansteuerung der Vertikalablenkstufe (2) eine Sägezahnspannung konstanter Amplitude liefert,

dadurch gekennzeichnet ,

daß zwischen den Sägezahngenerator (1) und die Vertikalablenkstufe (2) eine Verstärkerstufe (3) mit variabler, von der Anodenspannung abhängiger Verstärkung geschaltet ist, um die Eingangsspannung der Ablenkstufe (2) nach Maßgabe von Anodenspannungs-Schwankungen zu verändern.
2. Schaltung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet ,

d,aß die Verstärkerstufe (3) variabler Verstärkung aufweist: eine Stromquelle (12), deren einer Eingang zusammen mit der Anodenspannung eine veränderliche Steuerspannung empfängt, und deren anderer Eingang eine erste Bezugsspannung empfängt, einen Spannungsmultiplizierer (13), der mit einem Eingang die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators (1) empfängt,

der mit einem weiteren Eingang den Ausgangsstrom der Stromquelle (12) empfängt, und der mit noch einem weiteren Eingang eine zweite Bezugsspannung empfängt, und einen Spannungssummierer (14), der mit einem Eingang die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators (1) sowie den Ausgangsstrom des Multiplizierers (13) und mit dem anderen Eingang die zweite Bezugsspannung empfängt.

IQ
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsmultiplizierer (13) eine Verstärkung besitzt, die ein Bruchteil des Wertes eins ist.

2g
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spannungsmultiplizierer (13) eine hohe Eingangsimpedanz besitzt.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Spannungssummierer (14) ein Operationsverstärker mit der Verstärkung eins ist.