DE755354C

DE755354C - Schaltungsanordnung fuer Saegezahngeneratoren

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Publication number: DE755354C
Application number: DEE48656D
Authority: DE
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1935-08-12
Filing date: 1936-08-13
Publication date: 1951-12-20
Also published as: GB461325A; US2161948A

Description

AUSGEGEBEN AM 20. DEZEMBER 1951

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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erzeugung von Sägezahnspannungen eine Schaltungsanordnung zu verwenden, bei welcher die Primärwicklung eines Transformators im Anodenkreis einer gittergesteuerten Röhre liegt und bei welcher die Sekundärwicklung mit einem Kondensator und einem Gleichrichter in einem geschlossenen Stromkreis liegt. Diese Schaltungsanordnung arbeitet derart, daß der die Primärwicklung des Transformators durchfließende Strom durch eine Steuerung der Röhre vermindert

wird und daß der hierbei entstehende Ausgleichstrom über den Gleichrichter den Kondensator schnell auflädt, der sodann durch einen zum Kondensator parallel liegenden Widerstand entladen wird.

Es ist bereits bekannt, Stromsägezähne, d. h. einen sägezahnförmigen Strom verlauf, in einer Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre mit einer Schaltungsanordnung zu erzeugen, welche ebenfalls eine gittergesteuerte Röhre, einen Transformator und einen Gleichrichter neben einer Reihe von anderen Schalt-

elementen enthält. Auch ein Kondensator kommt in dieser bekannten Schaltung vor, und zwar besteht er in der gegebenenfall noch künstlich vergrößerten Eigenkapazität der Ablenkspule. Der Transformator liegt ir dieser bekannten Schaltung sekundärseitig am Steuergitter der erwähnten Röhre. Die Wirkungsweise dieser Schaltung beruht im wesentlichen darauf, daß an der Induktivität ίο der Ablenkspule während des Sägezahnhinlaufs eine Gleichspannung liegt, so daß der Strom durch die Ablenkspule nach einer Exponentialfunktion, d. h. anfänglich geradlinig, ansteigt. Diese bekannte Schaltung ist jedoch zur Erzeugung niedriger Sägezahnfrequenzen, wie sie beispielsweise für die Bild- oder Zeilenzugablenkung beim Fernsehen benötigt werden, nicht geeignet, da die Zeitkonstante des Stromanstiegs während des Sägezahnablaufs von dem Quotienten Ablenkspuleninduktivität zu Spulenwiderstand abhängt und es zu einer teueren Konstruktion führt, wenn man die Ablenkspule dieser Kathodenstrahlröhre mit einer genügend großen Induktivitiät bei genügend kleinem Ohmschen Widerstand ausführen wollte.

Die Erfindung geht von einem Sägezahngenerator aus, bei dem ebenso wie bei dem oben an erster Stelle genannten Sägezahngenerator eine gittergesteuerte Röhre in ihrem Anodenkreis die Primärwicklung eines Transformators enthält sowie ein Kondensator in Reihe mit der Sekundärwicklung des Transformators und mit einem Gleichrichter in einem geschlossenen Stromkreis liegt.

Bei einem derartigen Sägezahngenerator, der insbesondere für Fernsehzwecke benutzt werden soll, wird erfindungsgemäß der Kondensator in den Gitterkreis der gesteuerten Röhre eingefügt und ein Widerstand in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle zum Kondensator parallel geschaltet, derart, daß unter dem Einfluß des eine Rückkopplung bewirkenden Transformators der Kondensator in der einen Richtung schnell über den Gleichrichter, in der anderen Richtung langsam über den Widerstand geladen wird und im Anodenkreis ein sägezahnförmiger Strom fließt.

Die Erfindung ermöglicht, nach den Prinzipien der oben an erster Stelle genannten Sägezahnerzeugung einen Stromsägezahn herzustellen, der von den Nachteilen frei ist, welche die oben an zweiter Stelle genannte Schaltung aufweist, d. h. einen Stromsägezahn, der sich auch für niedrige Frequenzen eignet.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Wenn man von den Schaltelementen 18, 20 und 21 zunächst absieht und annimmt, daß die Ablenkspule an Stelle der Primärwicklung \ des Transformators iS in Reihe mit dem Kondensator 19 liegt, so erhält man eine Schaltung, welche bereits Stromsägezähne gemäß der Erfindung zu erzeugen vermag und welche folgendermaßen aufgebaut ist: Im Anodenkreis der gittergesteuerten Röhre 1 liegt die Primärwicklung eines Transformators 11. Die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren 16 und 22 liegt mit einem Gleichrichter 13 und der Sekundärwicklung des Transformators 11 in einem geschlossenen Stromkreis. Die beiden Kondensatoren 16 und 22 stellen gleichzeitig einen kapazitiven Spannungsteiler für die an der Reihenschaltung dieser Kondensatoren auftretende Spannung dar, von welcher also nur ein Bruchteil dem Steuergitter 17 der gesteuerten Röhre zugeführt wird. Zu dem Kondensator 16, 22 ist ein Widerstand 15 in Reihe mit einer Gleich-Spannungsquelle, welche nur durch ihren positiven Pol 8 angedeutet ist, parallel geschaltet. Der negative Pol der Gleichspannungsquelle möge geerdet sein. Außer den bisher genannten Schaltelementen enthält das dargestellte Ausführungsbeispiel noch einen Gitterableitwiderstand 23 sowie ein Parallel-RC-Glied 3, 4, mit welchem eine negative Gittervorspannung für das Steuergitter 17 hergestellt wird. Die Spannung für das Schirm- go gitter 5 der gittergesteuerten Röhre wird mittels eines Widerstandes 7 und eines Kondensators 6 hergestellt; im Anodenkreis der Röhre 1 befindet sich ein Lastwiderstand 10, an dessen unterem Ende die Ablenkspule in Reihe mit einem den Anodengleichstrom verriegelnden Kondensator 19 angeschlossen ist. Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltung möge zunächst angenommen werden, daß an dem Kondensator 16, 22 eine Ladung bestehe, wie sie durch die eingetragenen Plus- und Minuszeichen angedeutet ist. In der Röhre 1 möge bei dieser negath^ren Gitterspannung gerade Anodenstrom zu fließen beginnen. Unter diesen Voraussetzungen ist der den Gleichrichter 13 und die Sekundärwicklung des Transformators enthaltende Zweig des geschlossenen Stromkreises stromlos. Von der Anodenspannungsquelle werden über den Widerstand 15 nun die Kondensatoren 16, 22 geladen, wobei die Spannung an den Kondensatoren nach einer i?-Funktio>n, d. h. anfänglich geradlinig, verläuft und dabei zunächst der Spannung Null zustrebt. Bei diesem Spannungsverlauf an den Kondensatoren steigt der Anodenstrom in der Röhre 1 ebenfalls proportional an. Es bildet sich dabei an der Sekundärwicklung von 11 eine konstante Spannung, welche das durch die eingetragenen Plus- und Minuszeichen angedeutete Vorzeichen besitzt. Wenn nun, bevor das Steuergitter 17 der Röhre 1 auf

Kathodenpotential kommt, auf irgendeinem Wege eine Vorzeichenumkehr des Differentialquotienten des Anodenstromes hervorgerufen wird, die man beispielsweise dadurch erzielen kann, daß am Schirmgitter 5 der Röhre 1 ein ne'gativer Synchronisierimpuls zugeführt wird, so· kehrt sich das Vorzeichen der Spannung an der Sekundärwicklung von 11 um. Sofern die umgekehrte Spannung an dieser Wicklung größer ist als die an den Kondensatoren 16, 22 noch bestehende Spannung der eingezeichneten Polarität, so wird der Gleichrichter 13 durchlässig. Es laden sich nun die Kondensatoren 16, 22 über den Gleichrichter 13, und es bildet sich an ihnen wieder die Spannung im Sinne der eingetragenen Plus- und Minuszeichen.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ändert sich auch nicht wesentlich, wenn man die Spannung an den Kondensatoren 16, 22 bis auf den Wert Null und auf Werte ansteigen läßt, welche das umgekehrte Vorzeichen haben, wie es in der Zeichnung eingetragen ist. An der Sekundärwicklung des Transformators 11 besteht nämlich, solange der Anodenstrom der Röhre 1 noch ansteigt, stets eine Spannung im Sinne der eingetragenen Plus- und Minuszeichen. Diese ist konstant, solange der Stromanstieg im Anodenkreis gleich steil bleibt. Es muß also, da die Spannung an den Kondensatoren stets weiter ansteigt, die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators auch ohne einen den Anodenstrom vermindernden Impuls einmal überwunden werden, so· daß der Gleichrichter 13 durchlässig wird. Nun spielt sich der oben beschriebene Vorgang der Ladung der Kondensatoren auf eine Spannung derjenigen Polarität, wie sie in der Zeichnung angedeutet ist, wieder in der gleichen Weise wie oben beschrieben ab.

In Wirklichkeit spielt sich dabei ein Viertel einer vollen sinusförmigen Schwingung ab, denn die Sekundärwicklung des Transformators 11 stellt zusammen mit den Kondensatoreniö und 22 einen Parallelresonanzkreis dar, welcher geschlossen wird, wenn der Gleichrichter 13 stromdurchlässig geworden ist. In diesem Augenblick sind die Kondensatoren des Parallelresonanzkreises ohne Spannung, während die gesamte Schwingungsenergie in dem magnetischen Feld des Transformators n, welches ja auch das Feld der Sekundärwicklung ist, aufgespeichert ist.

Diese Transformatorenergie kann sich in Form eines Stromes durch den Gleichrichter 13 entladen, und der Strom muß wegen der plötzlichen Unterbrechung des durch die Primärspule fließenden Anodenstromes mit einem diesem entsprechenden endlichen Wert beginnen sowie dann nach einer Kosinuskurve verlaufen. Die Spannung an den Kondensatoren nimmt dabei nach einer Sinuskurve von Null an zunächst bis auf einen Höchstwert zu, auf welchem der Strom durch die Sekundärwicklung gerade Null geworden ist. In der umgekehrten Richtung kann in dem erwähnten Schwingungskreis wegen der Sperrwirkung des Gleichrichters 13 kein Strom fließen, so daß also tatsächlich nur ein Viertel einer vollen Schwingungsperiode durchlaufen wird.

Während des zeitproportionalen Stromanstiegs im Anodenstromkreis der Röhre 1 fließt in der Ablenkspule wegen der Verblockung durch den Kondensator 19 ein sägezahnförmiger Wechselstrom. Die Ablenkspule kann statt unmittelbar in Reihe mit dem Kondensator 19 geschaltet zu werden auch an die Sekundärwicklung eines Transformators 18 angeschlossen sein, dessen Primärwicklung, wie es die Zeichnung zeigt, in Reihe mit dem Kondensator 19 liegt.

Der Widerstand 20 stellt eine Ohmsche Gegenkopplung dar, welche die Kurvenform der erzeugten Stromsägezähne durch ihren linearisierenden Einfluß auf die Röhrenkennlinie zu verbessern gestattet. Auch der Widerstand 21 dient zur Verbesserung der Kurvenform der Stromsägezähne, indem die an ihm auftretende impulsformige Spannung während des Sägezahnrücklaufes zu der Spannung an der Ablenkspule eine impulsformige Spannungskomponente hinzufügt, die einen sägezahnförmigen Ablenkspulenstrom auch unter Berücksichtigung der Eigeninduktivität der Ablenkspule gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Stromsägezahngenerator ist an sich frei schwingungsfähig, er kann jedoch außer durch negative Impulse am Schirmgitter 5 noch durch Impulse an vielen anderen Stellen der Schaltung synchronisiert werden, wobei die Polarität dieser Impulse jeweils so zu wählen ist, daß die eben beschriebenen, bei freien Schwingungen des Sägezahngenerators auftretenden Vorgänge unterstützt werden. So kann man beispielsweise am Steuergitter 17 einen negativen Synchronisierimpuls zuführen oder zwischen die Kathode 2 und dem negativen Spannungspol der Anoden-Spannungsquelle, d. h. zwischen 2 und Erde, noch einen Widerstand einfügen und an der Kathode positive Synchronimpulse wirken lassen. Man kann ferner auch mit negativen Synchronimpulsen an der Kathode des Gleichrichters 13 synchronisieren.

Mit der in der Zeichnung dargestellten Schaltung werden Stromsägezähne erzeugt, welche im Anodenkreis der Röhre 1 langsam ansteigen und schnell wieder abfallen. Man kann jedoch mit der erfindungsgemäßen Schaltung auch einen schnell ansteigenden

und langsam wieder abfallenden Stromsägezahn herstellen. Zu diesem Zweck braucht in der Zeichnung nur die Durchlaßrichtung des Gleichrichters 13 umgedreht zu werden, so daß seine Anode an dem oberen Ende der Sekundärwicklung von 11 liegt und seine Kathode mit der oberen Belegung von 16 verbunden wird, und der Widerstand 15 muß statt an den positiven Pol der Anodenspannungsquelle an einen gegenüber Erde negativen Spannungspunkt angeschlossen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Sägezahngeneratoren unter Verwendung einer gittergesteuerten Röhre' mit der Primärwicklung eines Transformators in ihrem Anodenkreis sowie unter Verwendung eines Kondensators, der in Reihe mit der Sekundärwicklung und mit einem Gleichrichter in einem geschlossenen Stromkreis liegt, insbesondere für Fernsehzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (16, 22) in den Gitterkreis der gesteuerten Röhre (1) eingefügt ist und ein Widerstand (15) in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle zum Kondensator (16, 22) parallel geschaltet ist, derart, daß unter dem Einfluß des eine Rückkopplung bewirkenden Transformators (11) der Kondensator (16, 22) in der einen Richtung schnell über den Gleichrichter (13), in der anderen Richtung langsam über den Widerstand (15) geladen wird und im Anodenkreis ein sägezahnförmiger Strom fließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Spannung am Kondensator (16,

22) mittels eines kapazitiven Spannungsteilers in den Gitterkreis eingefügt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Gitterkreis der gesteuerten Röhre (1) ein Gegenkopplungswiderstand (20) liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Stromkreis in Reihe mit dem Kondensator (22) ein Ohmscher Widerstand (21) am Gitter der gesteuerten Röhre (1) liegt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablenkspule an die Sekundärwicklung eines Transformators (18) angeschlossen ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit einem Kondensator (19) an den Anodenkreis der gesteuerten Röhre (1) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisierimpulse am Steuergitter (17) der gesteuerten Röhre (1) zugeführt werden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisierimpulse an einem Schirmgitter (s) der gesteuerten Röhre (1) zugeführt werden.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisierimpulse an einem zwischen die Kathode (2) 'und dem negativen Anodenspannungspol der gesteuerten Röhre (1) eingefügten Widerstand zugeführt werden.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß negative Synchronisierimpulse an der Kathode des Gleichrichters (13) zugeführt werden.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Starfd der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 568 447,

613 744;

französische Patentschrift Nr. 787 540;
britische Patentschriften Nr. 235 254,

400976, 415 589.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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