DE890522C

DE890522C - Process for generating saw tooth currents for deflecting cathode rays

Info

Publication number: DE890522C
Application number: DEF4599D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Baehring
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1940-04-01
Filing date: 1940-04-02
Publication date: 1953-09-21

Description

Verfahren zur Erzeugung von Sägezahnströmen zur Ablenkung von Kathodenstrahlen Die Erfindung stellt ein besonders einfaches Verfahren zur Erzeugung von Sägezahnströmen zwecks Ablenkung von Kathodenstrahlen, insbesondere beim Fernsehen, dar. Gemäß der Erfindung werden einer Spule, die auch gleichzeitig als Ablenkspule benutzt werden kann und zu der eine vorgespannte Diode parallel geschaltet ist, sinusähnliche Ströme zugeführt und in sägezahnförmige Ströme umgewandelt. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, hierzu Sinusströme, welche die zweite Harmonische der Grundfrequenz noch enthalten, oder Ströme zu verwenden, deren Kurvenform sich aus aufeinanderfolgenden Parabelbögen zusammensetzt. Die für das Verfahren verwendete Schaltanordnung, bestehend aus einer Spule mit einer parallel geschalteten, vorgespannten Diode, ist an sich bekannt. Die parallel geschaltete, vorgespannte Diode dient dort dazu, entweder die vom Sägezahnrücklauf herrührenden Störschwingungen zu unterdrücken oder eine Linearisierung des der Anordnung zugeführten Sägezahnstromes vorzunehmen. An anderer Stelle ist eine solche Schaltanordnung auch zur Umwandlung von Impulsen gleicher Amplitude, aber verschiedener zeitlicher Länge, in Impulse verschiedener Amplitude verwendet worden. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung dieser Schaltung werden dagegen der Spulen- Dioden-Kombination sinusähnliche Ströme zugeführt und diese in Sägezahnströme umgewandelt, deren linearer Anstieg zeitlich länger ist, als der von der Diode abgeschnittene Teil der Spannungskurve erwarten läßt.Process for generating sawtooth currents for deflecting cathode rays The invention provides a particularly simple method for generating sawtooth currents for the purpose of deflecting cathode rays, especially when watching television Invention are a coil that can also be used as a deflection coil at the same time can and to which a biased diode is connected in parallel, sinusoidal currents fed and converted into sawtooth shaped currents. It has been found to be particularly useful Proven to do this, sinusoidal currents, which are still the second harmonic of the fundamental frequency contain, or to use currents whose waveform is derived from successive Composed of parabolic arcs. The circuit arrangement used for the process, consisting of from a coil with a parallel connected, biased diode, is in itself known. The biased diode connected in parallel is used there to either to suppress the disturbing vibrations originating from the sawtooth return or a To make linearization of the sawtooth current supplied to the arrangement. To other Such a circuit arrangement is also used for converting pulses of the same type Amplitude, but of different length in time, in pulses of different amplitude been used. When using this circuit according to the invention, however, the coil Diode combination supplied sine-like currents and these are converted into sawtooth currents, the linear increase of which is longer over time, than the part of the voltage curve cut off by the diode suggests.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt z. B. darin, daß den Ablenkeinrichtungen einer von der Verstärkeranlage entfernt stehenden Bildaufnahmekamera nicht mehr Sägezahnströme zugeführt zu werden brauchen. Über das Verbindungskabel werden vielmehr sinusähnliche Ströme geleitet, die dann erst am Orte der Kamera in erfindungsgemäßer Weise in Sägezahnströme umgewandelt werden. Das Verfahren läßt sich aber auch in einfacher Weise zur Synchronisierung eines Gerätes von einer entfernt liegenden Zentralstelle aus verwenden. An Stelle von Signalen mit vielen Oberwellen werden sinusähnliche Signale über die Kabel und Leitungen geführt, ohne daß umfangreiche Mittel für den Ausgleich der Phasenlaufzeit angeordnet werden müssen.The particular advantage of the method according to the invention is, for. B. in the fact that the deflectors one standing away from the amplifier system Image recording camera no longer need to be supplied with sawtooth currents. Above rather, sinusoidal currents are conducted through the connecting cable, which only then are converted into sawtooth currents at the location of the camera in a manner according to the invention. The method can also be used in a simple manner to synchronize a Use the device from a remote central location. Instead of Signals with a lot of harmonics become sinusoidal signals via the cables and wires out without extensive funds for the compensation of the phase delay arranged Need to become.

An Hand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert. . Fig. i zeigt das Schaltschema, wie es zur Durchführung der Erfindung ausgeführt ist, und Fig.2 und 3 die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand von Strom- und Spannungsdiagrammen.The invention is explained in more detail with reference to the figures. . Fig. I shows the circuit diagram as it is carried out for carrying out the invention, and Fig.2 and 3 the mode of operation of the method according to the invention on the basis of current and Stress diagrams.

In Fig. i stellt i einen Generator mit einem hohen Innenwiderstand R1 und der Spannung U und 2 die Spule, die auch zur Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre ausgebildet sein kann, sowie 3 die Diode, welche durch das RC-Glied 4 ihre Vorspannung erhält, dar. Der Kondensator 5 veranschaulicht die Eigenkapazität der Spule 2 bzw. die eines verwendeten Kabels. Um die Erläuterung der Schaltung nach Fig. i einfacher zu gestalten, soll im folgenden der Wirkungsweise eine Stromkurve zugrunde gelegt werden, wie sie Fig. 2 zeigt. Sie hat die Form von aufeinanderfolgenden Parabelbögen 6. Der Zusammenhang zwischen den Strömen und Spannungen und der Zeit t geht aus Fig. 3 und 4 hervor.In Fig. I i represents a generator with a high internal resistance R1 and the voltage U and 2 the coil, which is also used to deflect the electron beam a cathode ray tube can be formed, as well as 3 the diode, which through the RC element 4 receives its bias. The capacitor 5 illustrates the Self-capacitance of coil 2 or that of a cable used. To the explanation To make the circuit of Fig. i simpler, the following is the mode of operation a current curve, as shown in FIG. 2, is used as a basis. It's in the form of successive parabolic arcs 6. The relationship between currents and voltages and the time t is shown in Figs.

Betrachtet man zunächst die Wirkungsweise der Schaltung bei Nichtvorhandensein der vorgespannten Diode 3, so erzeugt der Parabelbogenstrom entsprechend der Gesetzmäßigkeit an der Spule -- einen sägezahnförmigen Spannungsverlauf 8, dem die Eigenschwingung dieser Spule (Fig. 4, Kurve 8Q) überlagert ist. Diese Spannung würde in der Spule 2 den Strom 7 zur Folge haben. Im steilsten Punkt der Spannungskurve durchläuft dieser Spulenstrom seinen tiefsten Wert, d. h. die Gesamtenergie des Schwingungskreises steckt in der Spule 2. Würde nun im Augenblick dieses größten Stromes die Spule 2 kurzgeschlossen, so würde der Strom, wenn diese einen Ohmschen Innenwiderstand Null hätte, in dieser erreichten Größe unendlich lang fließen (Kurve io), d. h. die magnetische Energie in der Spule dauernd erhalten bleiben. Wäre anstatt des Kurzschlusses eine Spannung U an der Spule wirksam, so würde der Strom vom Minimum aus mit einem Gradienten ansteigen, und es würde die Energie erst nach einer Zeit aus der Spule verschwunden sein. Die Spannung müßte dann, während dieser Zeit entsprechend der Bedingung konstant bleiben, wie dies Kurve ii für die Zeit T zeigt. Während dieser Zeit wird der Generator i, der zweckmäßigerweise einen hohen inneren Widerstand besitzen soll, durch die niederohmige Gleichspannungsquelle, welche die Spannung U liefert, kurzgeschlossen. Das System, bestehend aus Spule und Diode, wirkt also während dieser Zeit als selbständiger Generator, und es tritt eine von der Form und den Zeitabschnitten des Stromes des Generators i unabhängige Verformung der an der Spule auftretenden Spannung ein. Wird nun in dem Augenblick, in dem die Energie aus der Spule z verschwunden ist, d. h. der Spulenstrom Null geworden ist; die Spannung U wieder abgeschaltet, so wird sich die im Kondensator 5 noch befindende Energie über die Spule in Form von Schwingungen entladen und die auftretende Schwingungsspannung sich mit der zu diesem Zeitpunkt vom Generator i her erzeugten Spannung überlagern. Ist die am Generator in diesem Augenblick erzeugte Spannung noch stark negativ, so tritt an der Spule eine impulsförmige Spannung i2 auf, die den Stromabstieg eines sägezahnförmigen Stromes 9 zur Folge hat.If one first considers the mode of operation of the circuit in the absence of the biased diode 3, the parabolic arc current is generated in accordance with the law on the coil - a sawtooth-shaped voltage curve 8 on which the natural oscillation of this coil (Fig. 4, curve 8Q) is superimposed. This voltage would result in current 7 in coil 2. At the steepest point of the voltage curve, this coil current passes through its lowest value, i.e. the total energy of the oscillation circuit is in coil 2. If coil 2 were to be short-circuited at the moment of this greatest current, the current would be in this if it had an ohmic internal resistance of zero The size reached flow infinitely long (curve io), ie the magnetic energy in the coil is permanently retained. If, instead of the short circuit, a voltage U were effective at the coil, the current would start with a gradient from the minimum increase, and it would take some time before the energy would run out disappeared from the spool. The voltage should then, during this time, correspond to the condition remain constant, as curve ii for time T shows. During this time, the generator i, which should expediently have a high internal resistance, is short-circuited by the low-resistance DC voltage source which supplies the voltage U. The system, consisting of coil and diode, thus acts as an independent generator during this time, and a deformation of the voltage occurring at the coil occurs independently of the shape and the time segments of the current of the generator i. Is now at the moment in which the energy has disappeared from the coil z, ie the coil current has become zero; If the voltage U is switched off again, the energy still in the capacitor 5 is discharged via the coil in the form of oscillations and the oscillating voltage that occurs is superimposed on the voltage generated by the generator i at this point in time. If the voltage generated at the generator at this moment is still strongly negative, then a pulse-shaped voltage i2 occurs on the coil, which results in a decrease in the current of a sawtooth-shaped current 9.

Die bisher beschriebenen Schaltvorgänge werden nunmehr durch die Diode selbständig vorgenommen. Diese wird in dem Augenblick stromdurchlässig, in dem die Spannung U des Generators i die Spannung. U des RC-Gliedes 4 übersteigt. Sie wird stromundurchlässig, sobald die magnetische Energie zusammen mit dem Spulenstrom 9 Null geworden ist. Die Spannungsform, die der Generator während der Zeit T, also während seines Kurzschlusses durch die Diode und die Spannungsquelle U liefert, ist ohne praktischen Einfluß auf die sich an der Spule ausbildende Kurvenform. Es dürfen also während dieser Zeit der Stromkurve beliebige andere periodische Spannungsschwankungen der Generatorspannung überlagert werden.The switching operations described so far are now carried out automatically by the diode. This becomes current-permeable at the moment in which the voltage U of the generator i the voltage. U of the RC element 4 exceeds. It becomes impermeable to current as soon as the magnetic energy, together with the coil current 9, has become zero. The voltage form which the generator delivers during the time T, that is to say during its short circuit through the diode and the voltage source U, has no practical influence on the waveform that forms on the coil. Any other periodic voltage fluctuations of the generator voltage may therefore be superimposed on the current curve during this time.

Voraussetzung für diese Wirkungsweise, daß nämlich bei der Umformung ein Sägezahnstrom mit einem zeitlich langen linearen Anstieg entsteht, der länger ist, als es der durch die vorgespannte Diode abgeschnittene Teil T, erwarten läßt, ist, daß die Zeitkonstante aus Spuleninduktivität und Diodeninnenwdderstand größer ist als die Periodendauer des Ablenkstromes.The prerequisite for this mode of operation, namely during the forming process a sawtooth current is created with a linear increase over time, which is longer is as it is expected from the part T, cut off by the biased diode, is that the time constant from coil inductance and diode interior resistance is greater is than the period of the deflection current.

Der über die Spule 2 fließende Diodengleichstrom läßt sich durch eine Gleichstromkomponente des Generators i kompensieren. Die Länge des Sägezahnrücklaufes kann durch die Vorspannung der Diode eingestellt werden.The diode direct current flowing through the coil 2 can be through a Compensate for the direct current component of the generator i. The length of the sawtooth return can be adjusted by biasing the diode.

Wie beschrieben, wird in dem Augenblick, in dem der Spulenstrom und damit die Energie in der Spule verschwindet, die Spannung U durch die Diode abgeschaltet, so daß an der Spule die aus Eigenschwingung und aus der Ableitung des Generatorstromes resultierende Spannung als Impuls auftritt. Während dieses Impulses vollzieht sich in der Spule der Rücklauf des Sägezahnstromes. Dieser beginnt also unabhängig von dem Synchronisierimpuls zur Steuerung des hochohmigen Generators i, so daß es auf diese Weise möglich ist, den Rücklaufeinsatz des Sägezahnstromes in der Spule gegenüber dem Synchronisiereinsatz des Generators vorzuverschieben. Diese Möglichkeit ist besonders dann von großem Nutzen, wenn eine Kompensierung der Phasenlaufzeit von irgendwelchen 1_lbertragerwegen, beispielsweise Kabeln oder Verstärkern, vorgenommen werden soll.As described, the moment the coil current and so that the energy in the coil disappears, the voltage U is switched off by the diode, so that on the coil the natural oscillation and the derivation of the generator current resulting voltage occurs as a pulse. During this impulse takes place in the coil the return of the sawtooth current. So this begins independent of the synchronization pulse for controlling the high-resistance generator i, so that it is possible in this way to reduce the return start of the sawtooth current to move forward in the coil in relation to the synchronizing insert of the generator. This option is particularly useful when compensating the phase delay of any transmission paths, for example cables or Amplifiers, should be made.

Zur Erzeugung eines Stromes, der angenähert aus aufeinanderfolgenden parabelförmigen Bögen besteht, kann man entweder einen Sinusstrom der halben Frequenz in einem Doppelweggleichrichter gleichrichten, oder man kann auch eine Verstärkerröhre mit Drei eckssägezahnspannungen bis zu deren Stromlosigkeit aussteuern. Die Verschleifung der Spitze 7 kann ohne Nachteil 15 °/o der Gesamtamplitude betragen. Die kürzere Zeit der Stromperiode beträgt dann etwa 43 °/o der Periodendauer, so daß die gesamte Stromkurve dann schon eine starke Annäherung an die Sinuswelle der Grundfrequenz darstellt.To generate a current that is approximated from successive consists of parabolic arcs, one can either use a sinusoidal current of half the frequency rectify in a full wave rectifier, or you can use an amplifier tube control with triangular sawtooth voltages until they are de-energized. The blurring the tip 7 can be 15% of the total amplitude without disadvantage. The shorter one The time of the current period is then about 43% of the period, so that the entire The current curve then already closely approximates the sine wave of the fundamental frequency represents.

Wie schon beschrieben, eignet sich das Verfahren besonders zur Speisung von Ablenksystemen über Kabel. Die dabei im Kabel auftretenden Reflexionen und durch diese entstehenden Störspannungen haben keinen Einfluß auf den später erzeugten Sägezahnstrom, da sie während der Zeit T auftreten, in der die Diode sowieso geöffnet ist.As already described, the method is particularly suitable for feeding of deflection systems via cables. The reflections occurring in the cable and through these interference voltages that arise have no influence on the later generated Sawtooth current, as they occur during the time T in which the diode is open anyway is.

Durch Verwendung von Eingangs- und Ausgangsübertragern kann der Einfluß der Kabeleigenkapazität auf die Eigenperiodendauer des Spulensystems herabgesetzt werden. Die Kabelinduktivität ist von einer bestimmten Kabellänge an ebenfalls ohne praktischen Einfluß auf die Eigenperiodendauer des Spulensystems und damit des Rücklaufes.By using input and output transformers, the influence the intrinsic cable capacitance is reduced to the intrinsic period of the coil system will. The cable inductance is also without from a certain cable length practical influence on the natural period of the coil system and thus the return.

Es können auch, sofern es sich um einfache Geräte handelt, bei denen man auf einen besonders kurzen Rücklauf keinen großen Wert zu legen braucht, reine Sinusströme verwendet werden.It can also, provided that it is a simple device, in which you don't need to attach great importance to a particularly short response, pure Sinus currents are used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for generating sawtooth currents in a coil, especially in the deflection coil, for deflecting cathode rays, which is connected in parallel with a biased diode, characterized in that this system, consisting of inductance and self-capacitance of the coil and biased Diode, a sine-wave-like current is supplied by a high-resistance generator.

2. The method according to claim i, characterized in that the system is supplied with a current which contains the fundamental and the first harmonics.

3. The method according to claim i, characterized in that the current supplied to the system consists of contiguous Parabolic arcs consists. q.

Method according to claims i and 3, characterized in that that the current is supplied to the system with such a polarity that that of the peaks formed by the abutting parabolic branches are not caused by the diode in be short-circuited in their forward direction.

5. The method according to claim i, characterized characterized in that the time constant from deflection coil inductance and coil and Diode internal resistance is longer than the period of the deflection current.

6. Procedure according to claims i to 5, characterized in that during the diode opening time other voltage forms are superimposed on the part of the curve.

7. The method according to claim i to 6, characterized in that the natural period of the coil system is approximately is twice as long as the permissible ramp-down time of the sawtooth current.