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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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a) Bereich der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vertikal-Ablenkungsschaltung und insbesondere auf eine Vertikal-Ablenkungsschaltung,
die geeignet in einer integrierten Schaltung (IC) gebildet wird.
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b) Beschreibung des Standes
der Technik
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Wie in 1 gezeigt,
wird bei einer Vertikal-Ablenkungsschaltung einer Vertikal-Ablenkungsspule 4 ein
Vertikal-Ablenkungsstrom I0 zugeführt. Entsprechend dem Vertikal-Ablenkungsstrom
I0 wird ein Kathodenstrahl vertikal abgelenkt. Der Vertikal-Ablenkungsstrom
hat ein Abtastintervall und eine Rücksprungzeit. In der ersten
Hälfte
des Abtastintervalls fließt
der Strom an einen Kondensator C und in der zweiten Hälfte des
Abtastintervalls fließt
der Strom von dem Kondensator C. Umgekehrt fließt in der ersten Hälfte der
Rücksprungzeit
der Strom von dem Kondensator C und fließt in der zweiten Hälfte der
Rücksprungzeit
der Strom an den Kondensator C. Die Dauer der Rücksprungzeit wird durch die Quellenspannung
+ VCC ( = Vn von 1)
einer Vertikal-Ausgabeschaltung 3, den Scheinwiderstand
und den Gleichstromwiderstandsanteil der Vertikal-Ablenkspule 4 und
dem in 1 gezeigten Vertikal-Ablenkungsstrom
I0 bestimmt.
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Für
ein Fernsehgerät,
das nur ausgestrahlte Fernsehsignale darstellt, wird die Rücksprungzeit
vor dem Start des Bildes beendet. 2(a) zeigt
ein Vertikal-Synchronisationssignal der übertragenen Fernsehsignale
und 2(c) zeigt eine
Rücksprungzeit, die
durch das Fernsehgerät
bestimmt wird. Es tritt kein Problem auf, wenn die Beziehung zwischen
dem Vertikal-Synchronisationssignal und der Rücksprungzeit so ist, wie in
den 2(a) und 2(c) gezeigt.
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Wenn allerdings ein Fernsehgerät, das ein Signal
von einem Computer empfängt,
ein in 2(b) gezeigtes
Vertikal-Synchronisationssignal empfängt, tritt ein als "Bandüberlappung" bekanntes Problem
auf. Das Vertikal-Synchronisationssignal von 2(b) ist in einem Bildsignal eines Personalcomputers
oder dergleichen enthalten und hat eine enge Vertikal-Synchronisationspulsbreite
und das Bild beginnt schnell. Auch beginnt das Bild innerhalb der
Rücksprungzeit.
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Dementsprechend wird ein Kreis, der
auf einem Fernsehschirm wie in 3 gezeigt
werden sollte, so gezeigt, wie in 4 gezeigt.
Dieses Phänomen
wird dadurch bewirkt, dass das Bild innerhalb der Rücksprungzeit
startet.
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Für
einen Bildschirm, an den zusätzlich
zu dem ausgestrahlten Fernsehsignalen ein Bildsignal von einem Computer
angelegt wird, ist es notwendig, die Rücksprungzeit zu verändern oder
vorher die Rücksprungzeit
entsprechend der Art der empfangenen Signale zu verringern. Als
ein einfaches Verfahren zur Veränderung
der Rücksprungzeit
wird die Quellenspannung der in 1 gezeigten
Vertikal-Ausgabeschaltung 3 angehoben. 5 zeigt eine Beziehung zwischen der Quellenspannung
und der Rücksprungzeit
der Vertikal-Ausgabeschaltung 3.
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Allerdings wird bei einem solch einfachen Verfahren
der ursprüngliche
Wert der Quellenspannung, der auf einen geeigneten Pegel für das Signal während des
Abtastintervalls hinsichtlich eines dynamischen Bereiches eingestellt
wurde, angehoben, was zu einer Verschwendung von Leistung und erhöhter Wärmeerzeugung
führt.
Um der erhöhten Wärmeerzeugung
abzuhelfen, ist es notwendig, eine Hitzesenke zu vergrößern.
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Daher wurde vorgeschlagen, die Quellenspannung
während
der Rücksprungzeit
des eingegangenen Vertikal-Synchronisationssignals anzuheben und
auch die Anpassung des anzuhebenden Betrages zu ermöglichen. 1 zeigt eine solche Vertikal-Ablenkungsschaltung,
bei der Vertikal-Synchronisationssignale von 60 Hz und 120 Hz an
die Vertikal-Ausgabeschaltung 3 angelegt werden. Eine Stromquelle
V1 in 1 wird auf eine
niedrige Spannung eingestellt, die geeignet für das Abtastintervall ist.
Eine Stromquelle V2 wird auf eine Spannung eingestellt, die geeignet
für die
Rücksprungzeit
des Vertikal-Synchronisationssignals
von 60 Hz ist. Schließlich
wird eine Stromquelle V3 auf eine Spannung eingestellt, die geeignet
für die
Rücksprungzeit
des Vertikal-Synchronisationssignals von 120 Hz ist. SW1 wird auf "i" geschaltet, wenn erkannt wird, dass
er das Vertikal-Synchronisationssignal von 60 Hz empfängt oder
er wird auf "h" geschaltet, wenn
erkannt wird, dass er das Vertikal-Synchronisationssignal von 120
Hz empfängt.
SW2 wird während
der Rücksprungzeit
auf "e" und während des
Abtastintervalles auf "f' geschaltet.
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Wenn das Vertikal-Synchronisationssignal von
60 Hz an die Vertikal-Ausgabeschaltung 3 angelegt wird,
fließt
der Vertikal-Ablenkungsstrom I0 durch die Vertikal-Ablenkungsspule 4.
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Andererseits wird SW1 auf die Seite
von V2 geschaltet, wenn erkannt wird, dass er das Vertikal-Synchronisationssignal
von 60 Hz empfängt. Eine
Rücklaufzeilen-Erkennungsschaltung 6 bringt den
Schalter SW2 auf "e" während der
Rücksprungzeit
und auf "f' während des
Abtastintervalls. Daher wird die optimale Spannung Vn von der Quellenschaltung 5 an
die Vertikal-Ausgabeschaltung 3 angelegt.
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Wenn das Vertikal-Synchronisationssignal von
120 Hz an die Vertikal-Ausgabeschaltung 3 angelegt wird,
schaltet SW1 auf "h" und SW2 arbeitet
in derselben Weise wie oben beschrieben. Zu dieser Zeit wird die
höchste
Spannung von der Stromquelle V3 angelegt und die Rücksprungzeit
wird am kürzesten.
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Selbst wenn irgendeine Art von Vertikal-Synchronisationssignal
empfangen wird, kann daher die in 1 gezeigte
Schaltung die optimale Rücksprungzeit
erreichen.
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Allerdings hat die in 1 gezeigte Schaltung den
Nachteil, dass die Quellenschaltung 5 eine Anzahl von Stromquellen
benötigt.
Allgemein wird, außer
für die
Vertikal-Ablenkungsspule 4 und dergleichen, die Vertikal-Ausgabeschaltung 3 in
einer integrierten Schaltung IC gebildet. Um eine Spannung gleich
oder über
der Quellenspannung des IC bereitzustellen, ist es weiterhin nötig, eine
Anzahl von Stromquellen außerhalb
des IC bereitzustellen, aber wenn die Anzahl von Stromquellen bereitgestellt wird,
erhöht
sich die Anzahl der Teile und es werden auch die Kosten des Produktes
erhöht.
Insbesondere wenn verschiedene Arten von Vertikal-Synchronisationssignalen
eintreffen, ist jeweils eine Quellenspannung erforderlich, die geeignet
ist, wodurch die Anzahl der Stromquellen erhöht wird.
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Die US-A-4 179 643 offenbart eine
Vertikal-Ablenkungsschaltung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
wobei mehrere Hochpumpschaltungen in Reihe angeordnet sind, um eine
höhere
Ausgabespannung bereitzustellen.
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Die Patent Abstracts of Japan, Vol.
014, Nr. 455 (E-0985) und JP 02-181574 A offenbaren eine integrierte
Halbleiterschaltungsvorrichtung zur Vertikal-Ablenkungsausgabe mit
einer einzelnen Hochpumpstufe.
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JP-U-3-51555 zeigt eine variable
Stromzufuhr zum Laden eines Kondensators in einer Ladepumpe.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung hat die
Aufgabe, eine Vertikal-Ablenkungsschaltung bereitzustellen, durch
die eine erhöhte
Quellenspannung von einer einzelnen Spannungsquelle erhalten werden
kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vertikal-Ablenkungsschaltung
nach Anspruch 1 erreicht. Die übrigen
Ansprüche
beziehen sich auf Weiterentwicklungen der Erfindung.
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Nach der Erfindung kann die erhöhte Quellenspannung
durch Ladungspumpschaltungen erhalten werden. Die Quellenspannung
für die
Vertikal-Ausgabeschaltung kann durch die erhöhte Quellenspannung erhöht werden,
so dass die Rücksprungzeit
des Vertikal-Ausgabesignals
verkürzt
werden kann.
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Zum Beispiel kann für einen
IC eine Hochpumpspannung erzeugt werden, die dreimal höher ist als
die einer einzelnen Stromquelle. Diese Spannung kann benutzt werden,
um die Rücksprungzeit
zu verkürzen.
Selbst wenn ein Vertikal-Synchronisationssignal von einem Computer
oder dergleichen eingeht, kann dementsprechend verhindert werden,
dass das Bild in der Rücksprungzeit
enthalten ist. Da die Spannung einer einzelnen Stromquelle erhöht werden kann,
ist es ferner nicht notwendig, eine Anzahl von Stromquellen außerhalb,
z. B. ein IC, bereitzustellen und es kann die Anzahl der Teile verringert
werden.
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Da die erhöhte Quellenspannung verändert werden
kann, ist es einfach, verschiedene Vertikal-Rücksprungzeiten einzustellen.
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Weiterhin ist die Ladungspumpschaltung
so aufgebaut, dass sie zwei Kondensatoren aufweist und die Kondensatoren
geladen und die erhöhte Spannung
zu derselben Zeit ausgegeben wird, so dass die Schaltung vereinfacht
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schaltdiagramm, das eine herkömmliche Vertikal-Ablenkungsschaltung
zeigt.
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2(a), 2(b), 2(c) sind Signalverlaufsdiagramme, die
die Kennlinien der herkömmlichen
Schaltungen beschreiben.
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3 ist
ein Diagramm, das die Charakteristiken einer herkömmlichen
Schaltung beschreibt.
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4 ist
ein Diagramm, das die Charakteristiken einer herkömmlichen
Schaltung beschreibt.
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5 ist
ein Diagramm, das die Charakteristiken einer herkömmlichen
Schaltung beschreibt.
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6 ist
ein Schaltdiagramm, das eine Vertikal-Ablenkungsschaltung nach der
Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Diagramm, das das Gesamtsystem einer Vertikal-Ablenkungsschaltung
nach der Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Signalverlaufsdiagramm, das die Kennlinien einer Schaltung nach
der Erfindung zeigt.
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9 ist
ein Schaltdiagramm, das den Aufbau einer Ladungspumpschaltung nach
der Erfindung zeigt.
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10(a), 10(b), 10(c) und 10(d) sind
Signalverlaufsdiagramme, die den Betrieb einer Ladungspumpschaltung
nach der Erfindung beschreiben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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6 zeigt
eine Vertikal-Ablenkungsschaltung nach der Erfindung, bei dem die
Bezugsziffer 10 einen Sägezahnwellengenerator
bezeichnet, der eine Sägezahnwelle
in Übereinstimmung
mit einem Vertikal-Synchronisationssignal erzeugt, bei dem 11 einen
IC bezeichnet, bei dem 12 eine Vertikal-Ausgabeschaltung
bezeichnet, die ein eingegangenes Sägezahnwellensignal vergrößert und
einen Ablenkstrom an die Vertikal-Ablenkspule 13 zuführt, bei
dem 14 einen Stromquellenanschluss bezeichnet, der eine
Quellenspannung + VCC an den IC 11 über einen Kontaktstift 15 anlegt,
bei dem 16 einen Kontaktstift zum Erden des IC 11 bezeichnet,
bei dem 17 eine erste Hochpumpschaltung bezeichnet, die
die Spannung von dem Stromanschluss 14 verdoppelt, und
bei dem 18 eine zweite Hoch pumpschaltung bezeichnet, die
die Ausgabespannung der ersten Hochpumpschaltung 17 weiter
erhöht
und sie an die Vertikal-Ausgabeschaltung 12 anlegt. Während einer Rücksprungzeit
wird die Vertikal-Ausgabeschaltung 12 durch die erhöhte Spannung
von einem Kontaktstift 19 betrieben, und während eines
Abtastintervalls wird sie über
die nicht erhöhte
Spannung von dem Kontaktstift 19 über die Dioden D1 und D2 betrieben.
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In 6 wird
nur eine einzelne Stromquelle benutzt, aber es können auch zwei Stromquellen
von positiver und negativer Art benutzt werden.
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Von einer in 7 gezeigten Schaltung wird ein Signal
an den in 6 gezeigten
Sägezahnwellengenerator 10 angelegt.
Insbesondere wird von einer Fernsehsignal-Verarbeitungsschaltung 20 ein Fernsehsendesignal
erzeugt und es wird ein Vertikal-Synchronisationssignal synchron
von dem Fernsehsendesignal durch eine Synchronisations-Trennschaltung 21 getrennt.
Ein Vertikal-Synchronisationssignal wird auch von einem Personalcomputer
(PC) 22 erzeugt und an einen Schalter 23 angelegt.
Das durch den Schalter 23 ausgewählte Vertikal-Synchronisationssignal
wird an eine automatische Frequenzsteuerschaltung 24 (AFC)
angelegt. Nach einem Ausgabesignal der AFC-Schaltung 24 wird
auch eine Sägezahnwelle
von einem Sägezahnwellengenerator 10 erzeugt.
Mit anderen Worten, werden durch Steuern des Ladens und Entladens
eines Kondensators die Sägezahnwellen
mit der gleichen Frequenz wie das Ausgabesignal von der AFC-Schaltung 24 erzeugt.
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Daher hat die Sägezahnwelle, die von dem in 6 gezeigten Sägezahnwellengenerator 10 erzeugt
wird, verschiedene Arten von Frequenzen. Die Sägezahnwelle wird an einen Negativ-Eingabeanschluss
(–) der
Vertikal-Ausgabeschaltung 12 über einen Kontaktstift 25 angelegt.
Eine gegebene Bezugsspannung Vref wird an einen positiven Eingabeanschluss
(+) der Vertikal-Ausgabeschaltung 12 zugeführt. Somit
wird von der Vertikal-Ausgabeschaltung 12 an die Vertikal-Ablenkspule 13 ein
Ablenkstrom zugeführt
und es wird ein in 8 gezeigtes Vertikal-Ausgabesignal
an dem Kontaktstift 26 erzeugt. Das Vertikal-Ausgabesignal kehrt
dann an den Kontaktstift 25 zurück.
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Nun wird der Vorgang der Spannungserhöhung während der
Rücksprungzeit
durch die Hochpumpschaltungen beschrieben werden. In der in 6 gezeigten Schaltung führen die
Hochpumpschaltungen, die in dem IC gebildet werden, während der
Rücksprungzeit
an die Vertikal-Ausgabeschaltung 12 eine Spannung, die
dreimal höher
als die Quellenspannung ist, aber während des Abtastintervalls
führen
sie über
die Diode D1 und D2 eine Quellenspannung zu, die nicht erhöht ist.
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Mit anderen Worten, wird sie gesteuert,
um ein Vertikal-Ausgabesignal mit einem Signalverlauf bereitzustellen,
wie er durch eine gestrichelte und eine gepunktete Linie in 8 dargestellt wird. Die durchgezogene
Linie, die die Rücksprungzeit
in 8 anzeigt, zeigt,
dass die Spannung verdoppelt wird, wobei angedeutet wird, dass die
Rücksprungzeit
weiter verringert werden kann, indem die Spannung von dem Zweifachen
auf das Dreifache erhöht wird.
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Während
des Abtastintervalls werden die Kondensatoren C1 und C2 der ersten
Hochpumpschaltung 17 und der zweiten Hochpumpschaltung 18 durch
die Spannung + VCC von dem Stromanschluss 14 geladen. Wenn
eine Änderung
der Rücksprungzeit
hinsichtlich des Vertikal-Ausgabesignals von dem Kontaktstift 26 erkannt
wird, erzeugt die erste Hochpumpschaltung 17 eine Spannung
2VCC auf der Plusseite des Kondensators C1 und erzeugt die zweite
Hochpumpschaltung 18 eine Spannung 3VCC auf der Plusseite
der zweiten Hochpumpschaltung 18.
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Daher arbeitet die Vertikal-Ausgabeschaltung 12 mit
der Spannung 3VCC während
der Rücksprungzeit
und mit der Spannung VCC während
des Abtastintervalls.
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Da verschiedene Vertikal-Synchronisationssignale
von dem in 7 gezeigten
PC 22 erzeugt werden, ist hinsichtlich der elektrischen Effizienz
die Hochpumpspannung (Spannungsanstieg) vorzugsweise variabel in
Abhängigkeit
von den Arten der Vertikal-Synchronisationssignale.
Dementsprechend wird in der vorliegenden Erfindung die Ausgangsspannung
von der zweiten Hochpumpschaltung 18 zwischen zweifach
und dreifach veränderbar
gemacht. Somit kann eine optimale Rücksprungzeit bereitgestellt
werden. Ins besondere wird die optimale Rücksprungzeit erhalten, indem
die Ladespannung des Kondensators C2 der zweiten Hochpumpschaltung 18 von
einem Dreifachpegel durch eine variable Stromquelle 27 verringert
wird.
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9 zeigt
ein bestimmtes Beispiel der ersten Hochpumpschaltung 17 und
der in 6 gezeigten zweiten
Hochpumpschaltung 18. Der Signalverlauf des Vertikal-Ausgabesignals
von 6 wird an einem
Kontaktstift 26 in 9 erzeugt.
Eine Standardstromquelle 29 für einen Vergleicher 28 wird
auf eine Spannung +VCC eingestellt. Dementsprechend wird ein "H"-Pegelsignal erzeugt, wenn ein Vertikal-Rücksprungpuls
(FBP) erzeugt, während
die Rücksprungzeit
einkommt, und es wird ein "L"-Pegelsignal während des
Abtastintervalls erzeugt. 10(a) zeigt
das Ausgabesignal von dem Vergleicher 28 und 10(b) zeigt die Spannung
an einem Punkt b.
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Unter der Annahme, dass das Signal
sich während
des Abtastintervalls auf dem "L"-Pegel befindet,
befinden sich die Schalter 30 und 31 in dem Zustand
wie in 9 gezeigt. Dann
leiten die Dioden D1 und D2 die Spannung +VCC von dem Stromanschluss 14 und
dann werden die Kondensatoren C1 und C2 mit der Spannung +VCC geladen.
Unterdessen wird bestimmt, dass die variable Stromquelle 27 keine
Spannung aufweist.
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In der Rücksprungzeit mit den Schaltern 30 und 31,
die auf einen Zustand gebracht sind, der entgegengesetzt zu dem
in 9 gezeigten Zustand
ist, hat ein Punkt c in 9 eine
in 10(c) gezeigte Spannung
und hat ein Punkt d in 9 eine
in 10(d) gezeigte Spannung.
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Somit wird eine Spannung +3VCC an
einem Ausgabeanschluss 32 in 9 erzeugt.
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Es wird nun angenommen, dass die
variable Stromquelle 27 in 9 eine
Spannung +VCC/2 aufweist. Dann hat der Kondensator C2 eine Ladespannung
+VCC/2. Demzufolge wird an dem Ausgabeanschluss 32 in 9 eine Spannung +2,5VCC
erzeugt. Wenn die variable Stromquelle 27 gesteuert wird,
um einen verschiedenen Wert aufzuweisen, wird somit die Spannung
an dem Ausgabeanschluss 32 verändert und es kann die Hochpump spannung auf
einen gewünschten
Wert verringert werden. Mit anderen Worten, kann der Signalverlauf
(Spannung +3VCC), der durch die gestrichelte und die gepunktete
Linie in 8 angezeigt
wird, wie gewünscht
auf den Signalverlauf (Spannung + 2VCC) verändert werden, der durch die
durchgezogene Linie angezeigt wird.
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Während
beschrieben wurde, was als die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
betrachtet werden, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Abänderungen
daran vorgenommen werden können,
und es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche all diese Abänderungen,
wie sie innerhalb des Umfanges der Erfindung auftreten, umfassen.