DE886181C

DE886181C - Circuit arrangement for generating a saw-tooth-shaped current with a linear increase

Info

Publication number: DE886181C
Application number: DET2266D
Authority: DE
Inventors: Max Geiger
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1937-02-20
Filing date: 1937-02-21
Publication date: 1953-10-26

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes mit linearem Anstieg Zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme mit linearem Stromanstieg in einer Drosselspule ist es bereits bekannt, die Drosselspule über eine gittergesteuerte Röhre mit einer Gleichspannungsquelle in Reihe zu schalten und ferner über einen Gleichrichter mit einer weiteren Gleichspannungsquelle ebenfalls in Reihe zu schalten und den, Sägezahnrücklauf durch Sperrung der gittergesteuerten Röhre einzuleiten, wobei der sich einstellende exponentielle Stromverlauf durch die Zeitkonstante der Induktivität gegeben ist. Eine solche Schaltungsanordnung kann sowohl für die Erzeugung eines linearen Stromanstieges in der Ahlenkspule einer $raunschen Röhre für Oszillographenzwecke benutzt werden, mit welcher ein einmaliger elektrischer Vorgang festgehalten werden soll, als auch für Fernsehzwecke, wobei, dann der Stromanstieg in: periodischer Wiederholung erzeugt werden muß. Für solche periodisch wurftretenden zeitproportionalen Stromanstiege, die in der Fernsehtechnik unter dem Namen Sägezahnströme bekannt sind, ist als Spannungsquelle, die an die Drosselspule gelegt wird, auch schon ein Widearstandskondensatorglied großer Zeitkonstante gegenüber der gewünschten Sägezahnfrequenz :bekanntgeworden.Circuit arrangement for generating a sawtooth-shaped current with linear rise For generating sawtooth-shaped currents with a linear current rise in a choke coil, it is already known to use a grid-controlled choke coil To connect the tube in series with a DC voltage source and also via a Connect the rectifier in series with another DC voltage source and to initiate the sawtooth return by blocking the grid-controlled tube, where the resulting exponential current curve is determined by the time constant of the Inductance is given. Such a circuit arrangement can be used both for the generation a linear increase in current in the steering coil of a Raunian tube for oscilloscope purposes can be used, with which a single electrical process can be recorded should, as well as for television purposes, whereby, then the current rise in: periodic Repetition must be generated. For such periodically thrown time proportional Current increases, known in television technology as sawtooth currents is already on as a voltage source that is applied to the choke coil Resistance capacitor element with a large time constant compared to the desired sawtooth frequency :known.

Diese bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß der Stromanstieg nur in seinem Anfangsteil linear verläuft und auch dies nur unter der Voraussetzung, daß die Spannung konstant, der Innenwiderstand der Spannungsquelle vernachlässigbar klein und der Widerstand der verwendeten Schalterstrecke, über welche die Spannungsquelle an die Drosselspule angeschlossen wird, ebenfalls vernachlässigbar klein ist. Da sowohl diese Voraussetzungen praktisch nicht immer mit der genügenden Genauigkeit erfüllt sind und ferner der lineare Anfangsteil der Stromanstiegskurve nicht immer- ausreicht, soll gemäß .der Erfindung die an der Spule während des Stromanstieges liegende Spannung durch parallel zur Spule liegende Schaltelemente in Abhängigkeit von der sich an der Spule i i ausbildenden Spannung oder in Abhängigkeit von dem Stromanstieg in der Spule derart verändert werden, daß be-i einem zu schnellen Anstieg des Spulenstromes .die an der Spule liebende Spannung sinkt und bei einem zu langsamen. Anstieg steigt.However, these known arrangements have the disadvantage that the current increase is linear only in its initial part and only under the condition that that the voltage is constant, the internal resistance of the voltage source is negligible small and the resistance of the switch path used, over which the voltage source connected to the choke coil is also negligibly small. There Both these requirements are practically not always with sufficient accuracy are fulfilled and furthermore the linear starting part of the current rise curve is not always- Sufficient, should according to the invention that on the coil during the current rise depending on the voltage due to switching elements located parallel to the coil on the voltage developing at the coil i i or as a function of the Current rise in the coil can be changed in such a way that be-i a rise that is too rapid of the coil current. the voltage at the coil decreases and if the voltage is too slow. Increase increases.

Die in Abb. i dargestellte Ausführungsform enthält eine Schirmgitterröhre io, die Ablenkspule i i einer Kathodenstrahlröhre, einen Gleichrichter 12, einen Widerstand 13 und eine Anädenspannungsquelle 14. Wenn, man sich den Widerstand 13 durch eine Gleichsplannungsquelle, deren negativer Pol an .der Anode des Gleichrichters 12 liegt, ersetzt denkt, ist die aus den, Elementen ia bis 14 bestehende Schaltungsanordnung bekannt. Eine Hilfsspule 15, eine weitere Röhre 16 .zusammen m-it dem Widerstand 13 werden gemäß der Erfindung an der- bekannten Schaltungsanordnung angebracht, um die an der Spule liegende Spannung laufend so zu verändern, daß der Stromanstieg linear verläuft.The embodiment shown in Fig. I includes a screen grid tube io, the deflection coil i i of a cathode ray tube, a rectifier 12, a Resistor 13 and a plug voltage source 14. If you look at the resistor 13 by a DC voltage source, the negative pole of which is connected to the anode of the rectifier 12 is, thinks replaced, is the circuit arrangement consisting of the elements ia to 14 known. An auxiliary coil 15, another tube 16, together with the resistor 13 are attached according to the invention to the known circuit arrangement, to continuously change the voltage applied to the coil so that the current increases runs linearly.

Zur Erläuterung .der Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. i soll von den Schaltelementen 15; 16 sowie dem Widerstand 13 zunächst abgesehen und angenommen, werden, daß an Stelle des Widerstandes 13 eine Gleichspannungsquelle in der oben beschriebenen Weise in; Reihe mit dem Gleichrichter 12 liegt. Diese, wie bereits bemerkt, bekannte Schaltungsanordnung arbeitet dann derart, daß zur Erzeugung des linearen. Stromanstiegs der Gleichrichter 12 stromdurchlässig gemacht wird. Dies geschieht für diejenige Zeit, in welcher der Strom in der Spule i i die durch den eingezeichneten Pfeil angegebene Richtung besitzt, dadurch, daß am Steuergitter der Röhre io eine den Stromdurchgang durch .diese Röhre freigebende Spannung liegt. Der Anodenstrom fließt dabei über den Gleichrichter 12, und an der Spule i i liegt somit .die Spannung der an Stelle des Widerstandes 13 vorausgesetzten Gleichspannungsquelle.To explain .the mode of operation of the circuit according to Fig. I should of the switching elements 15; 16 and resistance 13 initially disregarded and accepted, be that instead of the resistor 13 a DC voltage source in the above described manner in; Series with the rectifier 12 is located. This, as already noted, known circuit arrangement then works in such a way that to generate the linear. Current rise of the rectifier 12 is made current-permeable. this happens for the time in which the current in the coil i i through the indicated arrow has indicated direction, in that on the control grid The tube is exposed to a voltage which enables the passage of current through this tube. The anode current flows through the rectifier 12 and is applied to the coil i i thus .the voltage of the DC voltage source required in place of the resistor 13.

Wenn. durch eine entsprechende Sperrspannung am Steuergitter der Röhre io .der Stromdurchgang durch diese Röhre und den Gleichrichter 12 unterbrochen wird, führt die Spule i i eine freie Halbschwingung. aus, derart, daß die an ihr liegende Spannung sich umkehrt, sodann wieder die während .des linearen Stromanstiegs vorhandene Polarität annimmt und .dabei den Betrag der Spannung der Gleichspannungsquelle überschreitet. Die nun an der Spule vorhandene Spannung vermag somit die Spannung, welche an Stelle des Widerstandes 13 zu denken ist, zu überwinden und den Gleichrichter 12 wieder zu öffnen. Von nun an liegt, ohne daß es .dazu einer Öffnung der Röhre io bedürfte, die Gleichspannungsquelle über den Gleichrichter 12 wieder a-_, der Spule, so daß trotz der nunmehr umgekehrten Stromrichtung in der Spule der Differentialquotient des Spulenstromes wieder dieselbe Größe und dasselbe Vorzeichen besitzt wie bei der durch den eingetragenen Pfeil angegebenen Stromrichtung in der Spule. Bevor hierbei der Spulenstrom durch Null geht, muß durch eine Öffnung der Röhre io ein Strom über den Gleichrichter 12 einsetzen, da der Spulenstrom Null sonst nicht überschritten werden könnte. Die Schaltelemente 13, 1,5 und. 16 aribeiten nun derart, daß während des linearen Stromanstiegs an der Hilfsspule 15 die durch die eingetragenen Plus- und Minuszeichen angegebene Spannung auftritt, welche als Steuerspannung für die Röhre 16 wirkt. Im ;Gitterkreis dieser Röhre 16 liegt somit eine pos-iti.veGitterspannung, nämlich diejenige zwischen dem linken Ende der Anodenspannungsquelle 14 und: ihrem , Anzapfpunkt, in Reihe mit einer negativen Gittervorspannung, welche von der Hilfsspule 15 in der oben beschriebenen Weise geliefert wird. Die Größe der positiven Gitterspannung muß diejenige der negativen übersteigen, so daß bei einer konstanten Größe der negativen Gitterspannung ein endlicher Anodenstrom durch die-Röhre IN über den Widerstand 13 fließen kann. Dieser Anodenstrom erzeugt eineu Spannungsabfall, der die durch die eingetragenen Plus- und Minuszeichen angegebene Richtung besitzt, welcher gleichzeitig die, im bekannten Falle konstante, an der Spule i i liegende Spannung darstellt. Wenn der Strom in der Spule i i nun schneller anzusteigen beginnt, erhöht sich die negative Gitterspannung, und der Spannungsabfall am Widerstand 13 vermindert sich infolgedessen. Dies bedeutet aber nichts anderes, als daß an der Spule i i die Spannung abnimmt, d. h. daß sich auch die Steilheit des Stromanstiegs in dieser Spule vermindern muß. Nimmt dagegen die Steilheit des Stromanstiegs in der Spule i i ab, so vermindert sich die negative Gitterspannung, die positive Gitterspannung .überwiegt also, erhöht den Anodenstrom der Röhre 16 und damit auch den Spannungsabfall am Widerstand 13, so. daß an der Spule i i nunmehr eine Spannungserhöhung auftritt, welche auch den Stromanstieg steiler macht. Somit wird wegen der Abhängigkeit des Spannungsabfalls am Widerstand 13 vom Stromanstieg in der Spule jede Tendenz des Spülensträmes, steiler bzw. weniger steil anzusteigen, augenblicklich kompensiert.If. by means of a corresponding reverse voltage on the control grid of the tube io. the passage of current through this tube and the rectifier 12 is interrupted, the coil i i performs a free half oscillation. off, in such a way that the one lying on her The voltage is reversed, then again that which was present during the linear increase in current Assumes polarity and .this the amount of the voltage of the DC voltage source exceeds. The voltage that is now present on the coil is therefore capable of the voltage that is in place The resistor 13 to think about is to be overcome and the rectifier 12 again to open. From now on there is no need to open the tube. the DC voltage source via the rectifier 12 again a-_, the coil, so that despite the now reversed current direction in the coil, the differential quotient of the coil current again has the same size and the same sign as in the direction of current in the coil indicated by the arrow entered. Before in this case the coil current passes through zero, it must enter through an opening in the tube Use current through rectifier 12, otherwise the coil current will not exceed zero could be. The switching elements 13, 1.5 and. 16 now work in such a way that during of the linear increase in current at the auxiliary coil 15, which is determined by the plus and minus sign indicated voltage occurs, which is used as the control voltage for the Tube 16 acts. In the grid circle of this tube 16 there is thus a positive grid voltage, namely that between the left end of the anode voltage source 14 and: its , Tapping point, in series with a negative grid bias applied by the auxiliary coil 15 is supplied in the manner described above. The magnitude of the positive grid voltage must exceed that of the negative, so that if the size is constant, the negative Grid voltage a finite anode current through the tube IN via the resistor 13 can flow. This anode current creates a voltage drop that passes through the registered plus and minus signs have the indicated direction, which is at the same time which, in the known case, represents constant voltage across coil i i. If the current in the coil i i now begins to increase faster, the increases negative grid voltage, and the voltage drop across resistor 13 is reduced Consequently. However, this means nothing other than that the voltage across coil i i decreases, d. H. that the steepness of the rise in current in this coil also decrease got to. If, on the other hand, the steepness of the rise in current in coil i i decreases, then it is reduced the negative grid voltage, the positive grid voltage, thus predominates, increases the anode current of the tube 16 and thus also the voltage drop across the resistor 13, so. that at the coil i i now an increase in voltage occurs, which also the Makes current rise steeper. Thus, because of the dependence on the voltage drop at the resistor 13 from the rise in current in the coil, any tendency of the flushing flow becomes steeper or to climb less steeply, compensated instantly.

Die in Abb.2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i dadurch, daß die Hilfsspule 15 in den. Steuergitterkreis einer an Stelle des Gleichrichters 12 eingeschalteten Röhre 17 eingefügt .ist, wobei dieser Steuergitterkreis auch noch eine durch ein RC-Glied 1.8 gelieferte negative Vorspannung enthalten kann. An Stelle ,des Widerstandes 13 der Abb. i. ist ein weiteres RC-Glied i9 vorhanden, wie es bei einer Schaltung nach Ab'h. 2, jedoch ohne die Spule 15, das RCJGlied 18 und mit einem Gleichrichter statt der Röhre 17 ebenfalls bekannt äst.The embodiment shown in Fig.2 differs from the one according to Fig. i in that the auxiliary coil 15 in the. Control grid circle one in place of the rectifier 12 switched on tube 17 is inserted, this control grid circuit also contain a negative bias voltage supplied by an RC element 1.8 can. Instead of the resistor 13 in Fig. I. if there is another RC element i9, as it is with a circuit according to Ab'h. 2, but without the coil 15, the RC link 18 and with a rectifier instead of the tube 17 is also known.

Die Schaltung nach Abb. 2 arbeitet in der Weise, daß bei. einem zu steilen Anstieg des Stromes in der Spulet i i die Gitterspannung der Röhre 17 verkleinert wird, ihr Innenwiderstand also steigt und von der am RC-Glied ig vorhandenen, praktisch konstanten Spannung also ein größerer Teil an der Röhre 17 abfällt. Ist -dagegen der Stromanstieg in der .Spule i i zu flach, so vermindert sich die von der Hilfsspule 15 gelieferte Spannung, das Gitter -potential der Röhre 17 steigt also, ihr Innenwiderstand sinkt, und an der Spule ii tritt eine Spannungserhöhung auf, welche den; Strom in dieser Spule wieder mit der gewünschten Steilheit ansteigen, läßt.The circuit of Fig. 2 operates in such a way that at. one to steep rise in the current in the coil i i reduces the grid voltage of the tube 17 will, So their internal resistance increases and practically differs from that present on the RC element constant voltage so a larger part of the tube 17 drops. Is against the current rise in the .Spule i i is too flat, so that of the auxiliary coil is reduced 15 supplied voltage, so the grid potential of the tube 17 increases, so its internal resistance decreases, and at the coil ii occurs a voltage increase, which the; Current in this coil can rise again with the desired steepness.

Statt -der beiden(RC-Glieder 18 und 19 kann man, wie die Abb. 3 zeigt, auch ein gemeinsames RC-Glied 2o verwenden, von welchem mittels einer geeigneten Anzapfung des Widerstandes die etwa notwendige negative Gittervorspannun.g für die Röhre 17 abgegriffen wird.Instead of -the two (RC-members 18 and 1 9 one can, as fig. 3, also a common RC-element 2o use of which by means of a suitable tap of the resistor, the necessary negative Gittervorspannun.g about the tube 17 is tapped.

Bei der in Abb.4 dargestellten Ausführungsform sind eine Röhre 23 und ein Widerstand 24., die untereinander in Reihe liegen,, parallel zur Spule i i vorhanden. Die Röhre 16 entspricht der m-it gleichem Bezugszeichen versehenen Röhre inAbb. i und der Widerstand 13 dem dortigen Widerstand gleichen Bezugszeichens. Der Gitterkreis der Röhre 1:6 enthält noch einen Blockkondensator 25 und einen Widerstand 26, der an eine geeignete Vorspannung angeschlossen, ist.In the embodiment shown in Figure 4, a tube 23 and a resistor 24, which are connected in series with one another, parallel to the coil i i present. The tube 16 corresponds to that with the same reference number Tube in Fig. i and the resistor 13 the resistor there with the same reference number. The grid circle of the tube 1: 6 also contains a blocking capacitor 25 and a resistor 26, which is connected to a suitable bias.

Wenn, sich bei der Schaltung nach Abb. 4 die an der Spule liegende Spannung erhöht, sinkt der Innenwiderstand der Röhre 23 und somit auch. das Gitterpotential der Röhre 16, so, daß am Widerstand 13 sich eine Spannungsverminderung bemerkbar macht und daher auch der Stromanstieg in der Spule i i sich vermindert. Sinkt umgekehrt die Spannung an der Spule i i, so vergrößert sich der Innenwiderstand der Röhre 23, -das Steuergitterpotential der Röhre 16 wird stärker positiv, der Spannungsabfall am Widerstand 13 und somit der Anstieg des Spulenstromes werden vergrößert.If, in the circuit according to Fig. 4, the one on the coil If the voltage increases, the internal resistance of the tube 23 decreases and thus also. the lattice potential of the tube 16, so that at the resistor 13 a voltage reduction is noticeable makes and therefore the increase in current in the coil i i is reduced. Conversely, it sinks the voltage across the coil i i, the internal resistance of the tube increases 23, -the control grid potential of the tube 16 becomes more positive, the voltage drop at the resistor 13 and thus the rise in the coil current are increased.

Die Erfindung ist außer zur Herstellung sägezahnförmiger Ströme, wie sie beispielsweise zur magnetischen Ablenkung von Kathodenstrahlen beim Fernsehen benutzt werden, auch für sogenannte Bildwandlerrohre von Bedeutung. Man kann derartige Bi,ldwandlerrohre,welche aus einer Photokathode und einem Leuchtschirm bzw. Mosaikschirm bestehen" wobei die Photokathode elektronenoptisch auf den Leucht- bzw. Mosaikschirm abgebildet wird, nämlich, wie an anderer Stelle vorgeschlagen, derart betreiben, -daß man von einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegten Objekt ein wanderndes lichtoptisches Bild auf der Photokathode erzeugt und durch eine geeignete Ablenkung des Elektronenstrahlbüschels ein ruhendes Leuchtschirmbild bzw. Ladungsbild auf dem Mosaikschirm erzeugt.The invention is useful in addition to producing sawtooth shaped currents such as they are used, for example, for the magnetic deflection of cathode rays when watching television are used, also of importance for so-called image converter tubes. You can do that Bi-converter tubes, which consist of a photocathode and a fluorescent screen or mosaic screen exist "with the photocathode electron-optically on the fluorescent or mosaic screen is mapped, namely, as suggested elsewhere, operate in such a way -that one moves from an object moving at a constant speed to a wandering one light-optical image generated on the photocathode and by a suitable deflection of the electron beam, a stationary luminescent screen image or charge image generated by the mosaic screen.

Des weiteren isst .die Erfindung auch unabhängig davon anwendbar, ob nach Beendigung des linearen Stromanstiegs die Spule i i eine freie Halbschwingung bzw. mit einer ihr parallel geschalteten Kapazität eine Halbschwingung ausführt oder ob man etwa durch eine an die Spule gelegte Gegenspannung eine noch schnellere Stromänderung erzwingt, als sie der Eigenschwingungsdauer der Spule bzw. des durch die Spule und den Parallelkondensator gebildeten Resonanzkreises entspricht.Furthermore, the invention can also be used independently of whether after the end of the linear increase in current the coil i i a free half oscillation or executes a half oscillation with a capacitance connected in parallel to it or whether an even faster counter-voltage can be applied to the coil Force change in current as it does the natural oscillation period of the coil or the through the coil and the parallel capacitor corresponds to the resonance circuit formed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for generating sawtooth-shaped Currents with a linear increase in current in a choke coil that is controlled by a grid Tube is connected in series with a DC voltage source and through a rectifier is in series with another DC voltage source and in which by blocking the grid-controlled tube of the suction tooth return is initiated, so that the adjusting exponential current curve through the time constant of the inductance is given, in particular for magnetic cathode ray deflection in television and Oscillograph tubes, characterized in that the on the coil during the current rise depending on the voltage due to switching elements located parallel to the coil on the voltage developing at the coil (ii) or as a function of the Current rise in the coil is changed in such a way that if the rise is too rapid of the coil current, the voltage applied to the coil drops and if the voltage is too slow increases.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the Level of the voltage applied to the coil due to an inductive connection with the coil: (il) coupled auxiliary winding is controlled (Ab: b. i to 3).

3. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the height of the. Voltage controlled by a voltage divider lying parallel to the choke coil (i i) ,. Which consists of a grid-controlled tube (23) and a resistor (2q.) (Fig.4).

4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, in which parallel to the inductor coil -The series connection of a resistor and a rectifier tube is thereby characterized in that the resistor (13) is in the anode circuit of a tube which passes through the increase in current in the choke coil (ii) or from the voltage on, its: terminals is controlled (Dept. i and 4).

5. Circuit arrangement according to claim 2, in which parallel to the choke coil the series connection of a DC voltage and a rectifier tube is, characterized in that the rectifier tube (17) with a control grid is provided on: the one of the current rise in the choke coil (ii) dependent voltage (Fig. 2 and 3).