-
Schaltungsanordnung zur sägezahnförmigen elektrostatischen Ablenkung
von Kathodenstrahlen Die Erfindung hat eine elektrostatische Ahlenkung von Käthodenstra.hlen,
insbesondere für Fernsehzwecke, zum Gegenstand und behandelt eine Schaltungsanordnung,
mit Hilfe deren ein Raster variabler Zeilenlänge, insbesondere ein trapezförmiges
Raster, erzeugt werden soll.
-
Man hat bereits zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungsverläufe eine
in Abb. r dargestellte Schaltungsanordnung vorgeschlagen. Hierbei wird einer gesteuerten
Entladungsröhre io großen Innenwiderstandes zwischen Kathode und Anode- eine Kapazität
i i parallel gesphaltet. In der Anodenzuleitung liegt die ,Primärwicklung 12 eines
Transformators, dessen Sekundärwicklung 13 parallel zu zwei. hintereinandergeschalteten
Kondensatoren 14 und r 5 liegt, deren gemeinsamer Pol geerdet wird. An den äußeren
Klemmen dieser beiden Kondensatoren entsteht gegen das- Erdpotential je eine sägezahnförmige
Spannung; die zusammen zur Zeilenablenkung des Kathodenstrahls benutzt werden. Eine
solche Schaltung arbeitet folgendermaßen: Der Kondensator i a wird aus der Anodenspannungsquelle
16 der Röhre i o über die Induktivität 12 aufgeladen. Beeinflußt man das Steuergitter
der Röhre i o mit Impulsen derart, daß während der- Impulsdauer die Röhre io Strom
führt und den Kondensator i i entlädt, dann können an der Anode der Röhre io keinerlei
unstetige Änderungen auftreten; denn Spannungssprünge werden durch den Kondensator
i i, Stromsprünge durch die Spule 12 verhindert. Alle Änderungen an der Anode verlaufen
also sinusförmig. Zwar ergibt sich keine reine Sinusfunktion, da Impulsdauer und
Impulspause verschieden lang sind, aber die verschiedenen Phasen setzen sich aus
Sinusbögen zusammen. Die verschiedenen Sinusbögen gehören zu Funktionen
mit
jinmer gleicher Frequenz, da L
und "C des Kreises stets .die gleichen sind.
Sie unterscheiden sich nur durch ihre Amplituden. Die durch L und C gegebene Frequenz
ist niedriger als die Frequenz dies synchronisierenden Impulsfolge und damit der
sägezahnartigen Spannungsschwankungen des Kondensators i i. Der Strom durch die
Spule 12 hat den schematisch in -Abb. 2 angedeuteten Verlauf, wobei gestrichelt
die Sinuskurven gezeichnet. sind, deren Bögen die einzelnen Phasen des Spulenstromes
bilden. Die einzelnen Sinusbögen setzen sich immer mit gleicher Tangente aneinander.
-
Es ist leicht einzusehen, daß durch die Primärwicklung 12 des Transformators
der in Abb.2 dargestellte Strom hindurchfließen muß. Wenn die Röhre io dauernd gesperrt
sein.- würde, würde sich in dem,Schwingungskreis i i, 12, wenn an - ihn eine
Gleichspannungsquelle angelegt wird, vor der Erreichung des stationären Zustandes,
bei dem der Kondensator i i auf die Spannung der Gleichspannungsquelle aufgeladen
ist und in der Spule 12 kein Strom mehr fließt, der Strom in der Spur 12 sinusförmig
ändern. Würde die Röhre io dauernd Strom führen, so würde man bei der, Anschaltung
einer Gleichspanriungsquelle ebenfalls sinusförmige Stromänderungen in der Spule
12 erhalten, da die frequenzbestimmenden. Schaltelemente des Stromkreises dieselben
sind und nur -die -Dämpfung sich geändert hat. Es. würden also in beiden Fällen
Schwingungen von gleicher Frequenz, aber verschiedener Amplitude auftreten. Es ist
ferner leicht einzusehen, daß bei dem ununterbrochenen Eintreffen von eynchronisierimpulsen
am Steuergitter der Röhre io sich ein stationärer Zustand des in der Spule 12 fließenden
Stromes herausbilden muß, d. h. also, daß der- Strom im- Zeitpunkt (r und der Strom
im -Zeitpunkt t3 in Abb. 2 jeweils gleich groß sein muß. Man kann nun ferner noch
beweisen, daß auch im Zeitpunkt t2 der gleiche Strom fließen muß wie im Zeitpunkt
tg. Die beiden Sinuskurventeile müssen sich nämlich im Zeitpunkt t2 ebenso wie in
den Zeitpunkten t" tg und t4 mit gleicher Tangente aneinanderfügen. Wäre dies nicht
der Fall, so müßte im Zeitpunkt t2 die an der Spule 12 liegende Spannung einen Amplitudensprung
erfahren, was nicht möglich ist, da dies einen unendlichen Ladestrom für den Kondensator
i i bedeuten würde. Aus diesem Grunde muß im Zeitpunkt t2 die gleiche Tangente bei
beiden Sinuskurven vorhanden sein, ebenso wie es im Zeitpunkt t3 der Fall ist, und
es folgt daraus, daß auch die Stromwerte in den Zeitpunkten t2 und t3 gleich groß,
sein müssen. Der Strom durch -die Spule i2 hat also tatsächlich den in Abb.2 durch
eine ausgezogene Linie dargestellten Verlauf.
-
Bekanntlich läßt sich die Cosinus-Funktion, wie auch :us der Reihenentwicklung
ersichtlich ist, für kleine Argumente angenähert 'durch eine Parabel darstellen.
Je größer also die Säge--ahnfrequenz gegen die Eigenfrequenz des Kreises ist, um
so genauer beschreibt der Strom Parabelbögen. Damit wird die Spannung dt an den
Spulen 12 und 13 eine ,lineare Funktion der Zeit, und es ergeben- sich an den Kondensatoren
14 und 15 die erwähnten Sägezahuspannungen.
-
Zur Erzeugung eines trapezförmigen Rasters mit einer derartigen Schaltung
ist es nun nötig, die Zeilenlängen während der Bilddauer. linear anwachsen zu lassen.
Die Zeilenlänge hängt ab von der Spannung am Transformator, also vom Stromhub in
der Röhre-io. Daraus folgt, daß man die Zeilenlänge durch die Größe der am Steuergitter
wirksamen Impulse beeinflussen kann, solange die Impulsgröße den Aussteuerbereich
nicht übersteigt. Eine solche erfindungsge= mäße lineare Änderung der Impulsgröße
innerhalb der -Bilddauer ist in Abb. 3 angedeutet. Derselbe Zweck läßt sich aber
auch erreichen, wenn die- am Steuergitter einwirkenden Impulse konstant bleiben,
jedoch der Röhrenstrom durch -Änderung der Schirmgitterspannung beeinflußt wird,
und z%var muß dann am Schirmgitter der Röhre i o eine- bildfrequente Sägezahuspannung
liegen. Die erfindungsgemäße Art der Erzeugung trapezförmiger Raster bringt es mit,
sich, daß der Gleichstrom (der über viele Zeilendauern Bemittelte Stroin) nicht
konstant ist, sondern im Rhythmus. der Bildwechselfrequenz i schwankt. Um nun zu
verhindern, daß dieser niederfrequente, nichisinusförmige Wechselstrom Ausgleichsvorgänge
oder Einschwingvorgänge auf der Sekundärseite des Transformators und in den Spannungen
der Kondensatoren i4 und 15 auslöst, wird er durch eine mit der Röhre i o gegengekoppelten
zweiten Röhre kompensiert. Zwei Beispiele hierfür sind in den Abb. ¢ und 5 dargestellt.
-
In Abb.4 liegt in der Anodenleitung der Röhre i o außer der Wicklung
12 ein RC-Glied 17, 18 solcher Dimensionierung, daß der Kondensator 18 für
zeilenfrequente Änderungen praktisch keinen Widerstand darstellt, während aber die
.'bildfrequenten Stromänderungen an diesem RC-Glied eine entsprechende Spannung
erzeugen. Diese Spannung dient zur Steuerung eines zweiten Entladungsgefäßes i g,
dessen Anodenstrom auch durch die Spule 12 und das RC-Glied 17,.18 fließt. Dieser
Anodenstrom enthält die gleich bildfrequente Sägezahnkomponente, wie sie
der
Strom dbr Röhre io hat. Er wird gegenphasig zu diesem durch ,die Spule geschickt
und kompensiert seine bildfrequente Komponente.
-
In Abb. 5 enthält der Transformator 12, 13 noch eine weitere Wicklung
2o, die vom Anodenstrom einer Röhre 21 durchflossen wird. Das Schirmgitter dieser
Röhre ist mit demjenigen- der Röhre i o direkt verbunden, während das Steuergitter
auf festem Potential liegt. Der Anodenstrom der Röhre 21 hat dieselbe bildfrequente
Sägezahnkomponenbe wie der -Strom der Röhre io. Die Wicklung 20 wird nun so vom
Strom durchflossen, dalß ihr hluß dem der Wicklung r2 entgegenwirkt und ihn daher
kompensiert, so daß 3n der Spule 13 die unerwünschten bildfrequenten Vorgänge nicht
wirksam werden können.
-
Die in Abb. q. und 5 angegebenen Schal-, tungsanordnungen sind nicht
nur dann anwendbar, wenn die Zeilenlängen linear sägezahnförmig moduliert werden,
sie gelten für 'jede Art Modulation der Zeilenlänge. Beispielsweise kann man, wie
es an anderer Stelle beschrieben worden ist, die zur Zeilenkoordinate senkrechte
Ablenkung mit einer im Verlaufe jedes Ablenkungsvorganges etwas veränderlichen Steilheit
vor ,sich gehen lassen, da bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Abtaststrahls
der Zeilenabstand nicht überall gleich groß ausfallen würde. Dies führt dann zu
einer Veränderung der Zeilenlänge, die von einem linearen Verlauf abweicht und sich
Lnit guter Annäherung durch ein EYponentialgesetz darstellen läßt.
-
Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar, wenn es sich um eine Zeilensprung4btastung
handelt.