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Sägezahnstromgenerator
| Es isit f ür Fernsehzwecke bereitis bekannt, einen |
| sogenannten sägezahinförmigen, Stromverlaui in der |
| Ablenkspule e,iner Bxaunschen Röhre, td. h. einen |
| lanpamen zeitp.roporti#onaliein Anstieg des, Stromes |
| und einen schnellen StromaMall bis ainf dein, AU(s- |
| ganigswert, dadurch zu. erzielen, daß eine Ablenk- |
| spitile in iden Anoid#,nkreiis, einer - Schi#rmgitterröhre |
| eingefügt und dem Steuergitter der Schirmgitter- |
| röhre eine s#ä#gez9Jh#nfärmi(gei Spannung 7-uo-#,-Äührt |
| whid. Bei derartigen Anordnungen tritt jedoch ein, |
| Problem auf, welches darin besteht, daß selbst bei |
| streng zeitproportionaler Ändie-rung- der Sägezahn- |
| spannung während der langen Sägezahnflanke kein |
| zeitproportionaler Stromverlauf, sondern vielmehr |
| ein nach einer Expone"ntiia;IIizurve vor sIch gehendie#r |
| Stromverl,au(f in der Ablenkspule zu beobachten iist. |
| Das Zus,tandekommen des# nach einer Exponen- |
| tialkurve vewIaufenden Stromeis# in einer Spule |
| Während ider langen Sägezahnflanke kann, fol(giender- |
| maßen erklärt werden- Die Anfangstangente des |
| Stromverlau#fs #st idurich die Zeiltkonistante, d. -h. |
| durch, das Verhältniis Wilderstanids-wert und |
| L = Induktionswert des Stromkreises), bestimmt |
| und der Greinzwert, welchem die Exponentiiallleu,rve |
| zulstrebt, ledigLich, noch durch den Wert von R. |
| Zur Verineii.dung idieses# Nachteils Isit esi bekannt, |
| bei einem S'ä#geziahns,trom",-ener2tor Mit einer Röhre, |
| deren Gitüer von einein Kondenisiator mi,t einer säge- |
| zahnförmigen Spannung gespeist wird, im Gitter- |
| kritisi eine Spule einims-dhalten, welche mit dern An,- |
| odenkreis der RöhTe Jüduldiv gekoppelt Ist- und dem |
Gitter eine solche Gegenkoppilungsspannung zu-Rffi.Tt"diaß die
Sigezahn-,stromku.rve einen etwa zeitproportionalen Verlauf erhUlt.
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In Abb. i ist eine derartige bekannte SchaItung dargestellt. Hier
ist mit io die Ablenkspule, einer Kia.thodienistrahlröhre, beizeidriet, (die mittels
eines Tran-siformatars, bestehend aus dier Plriim;Irwd,r-kluqilg J 3 und
ider Selmudärtw.iddiung 14, von der Röhlre i i mit säggeziahinförmigen Strömen gespeiiist
werden soll. Dem Gitter der Schirmgitterröhre i i wird in Reihe mit einer negativen
VoTspannung von der Batterie 213 die s;ägezahnförmige Steuerspanruing 12
zugoführt.
Im Gitterkrielis liiegt außerdem eine Spule 2?" die inditiktiv mit dem Transformater
gekoppelt ist und die erwähnte Gegenkopplungsspannung eirzeugt. Durrh- rid, itige
Bemessung dier Wiuidiuni,-,isziahll der Wicklung =# kann man erreichen, daß der
Alblenkspullenstrom eine kaum mehr wahrnehimbare Krümmung erhält, id. h. praktisch
zeitproportional verläuft. Die Krümmung muß nur noch, so groß sein, daß unter Berückslichitigung
der Windungsizahl der Wicklunig. 22, eine genügend große Spiannung im Gi(tt#--r-krie#s,
sich von der streng zeiftproportionalen Sägezahnspannung 12 subtrahiert. Die sägezahnförniiige#
Spannung 12 wird z. B. mit Hilfe einies Widerstandes, eines Kondensator& tu#d
einer Kondensatorentladeröhre in an sich bekannter Weise hergestellt.
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Gemäß der Erfindung Ist nun ein S ägezahnstromgeneriator,mit
einer Röhre, deren Gieer von. einem Kondens a-tor mit einer &ägezahnf örmigein,
S pannung gesteuert wirdundbei weldheim dem Gitter zusätzlich eine Gegenkopplungsspainnung
von einer mit dein Anadenkreis der Röhre ihduktiv gekoppelten Spule zugefährt wird,
dierart ausgebildet, daß der Kondensator Teil eines in Reihe mit der Gegenkopplungsspule
22, liegenden Wi(d;e#rstand-Konfdeinsator-Gliedes 53, 54 ist, dessen Zeitkonstante
etwa gleich der Periode der S#.ägezahnspannung isit, Und daß paraUel zu dieser ReihenschiaJitung
ein Gleichrichter 43 vorgesehen iist, der die- beim Sägezahnrücklauf auftretende
Spannungsspitze kurzschließt.
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Abfb. 2 zeigt ein Aus,führungsbeiiIspiel der Erfindung. Dabei ist
der Anoidbnkrei(s inicht miti dargesitellt und kann wie in. Abb. i ausgebildet sein-.
Gleich-- Bezugs-zeichen haben dieselbe Bedeutung -wie in Abb. i. Im Gitterkreis
ist ein Widerstand-Kondensator-Glied 53, 54 mit einer Zeitkonstanten verwendet,
die etwa gleich der Periodendaner der gewünschten Sägezahnstromkurve itst. Infolge
deir geringen Zeitkonstanten zeigt die Spannung am Widerstand-Kondensator-Glied
53, 54 dann einen sägezah-förmigen Verlauf, so daß ein. besonderer Sägezähngeneratior
vollkommen erspart werden, kann. Diese Spannung wird dem Gitter deir Röhre ri über
ein Koppilungsglied, bestehend aus; Kondensator 33 und Widerstand 34, zugeiführt.
Die an der Wicklung, 2.2 auf treteüde Rückliaufspitzeinspiannung fällit über den
Widerstand 229 fast völlig ab und wird durch idie Glei(chrichterröhre 43 kurzgeschlossen.
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Der Syndhronimpullis iist in Parim eineis negativen Impulses 51 an
einem Widerstand 55 -ein-zuführen. Der, Kondensator 54 wird;dann duirch idie
RäcIdauf -spannunig der Wicklung 2,2,1 auf gel!aidlen und entlädt sich während deis
iHinlaufsl, in -welchem die Gleichrichterröhre43 stromlos ift, über denWiderstan453
verhrälltnismäßig stark. Wenn man den Kondensiator 54 und/oder dein Widerstand
53 reggielbar macht, kann man die Spannungsamplitude des Sägezahns einstellen.
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Wenn man die. in A.Bb. 3 da#rgestellte Schaltunig verwendet,
bei weliclier das von ider Gitterkreiswicklung 22 abgewandte- Ende des Widerstand-Kondensator-Glie-des
53, 54 an eine positive Spannungangeschlos-senist,z.B.aneinenSpannungsteiler
56, 57, kainn man diiie Zeitproportionallität. des S2«',1,ezahnförmigen Spannungsverlaufs
an 53, 54 noch wesentlich verbessern. Über iden KopplungskonIdensator
58 wird der negative Synch:roni.'mpliJsi 59 zugef ührt, der zunächst
am Steuergitteir der Röhre i i eine Potentialverliaigeirung in negativer Richtung
hervorruft, welche den RÜcklauf des Sägezahnstromes inder Ablen:lespulie einleitet
Die Rücklaufspitze, welche dabei# an der Wicklung 2,2- auf tritt und weldie- eine
positive., Spaainung für das Steuergititer,dier Röhre i i (bedeuten würdie, wjedl
denn übler ,die Gleichrichterrlöhre143 kurziggeschlolssen. Dieser Strom 11lädt dfen
Kondensator 54 im, Sinne der eingetragenen Plus,- und Minuszeichein auf, der sich
dann wlährend deis, Sägezahnhiul(aju#-s wiectln#r Ilangsian, überden. Widerstand
53 entlädt. Ain, Konden-Sator 5,4 sind also nicht nur die Gleichspiannungs#
kümponenten (unid die Wechsellspannungskomponenten) des sä"#,zahnförrnilgen Spannungsverlaufs
vorhanden, sondern außerdem noch eine ziemlich große konstante Gleichspannung von
et-wa (der Größe des am Spanniun, gsteilier 56, 57 abgegriffenen Teiles der
Anodenspannunig, dfie aiuch während des SügezahuL,*-n,#liau#£s nicht versdhf#vinidet.
WEnn, der Kondensator 54 sich vollständig über fdien Widersttand 53 enflafden.
würde, was nur mögollich wülrie, wenn man die Verbindung zum Spiannungsteitler 56,
57 unterbrechen, wÜrde, würdie die Spannung am 1#olndenisaitor nach einer
Exponenbiallmrve verlaufen. Dia von dieser Exponentiialknirve während der Hinlaufdaueir
des Stromsägezahns aber nur ein sehr kleiner Teil durchschritten wird, ist die ZeitproportionaIität
der Spannunggähde-rung jam Kondenisa-tor#5,4 währe:nd dies Stroms!äi,-ezahnhlihlaufs
besser alsbeil der Schahunggemäß Ab[h. 2.
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Wenn man den Widerstand a20 regelibar machlt, läßt &ich nun eine
wehere Anforderung an S#äigezahnströme, welche zur Ablenkung von KathodenstrahIen-dienen
sollen, ineußerordentlich einfacher Weise.,erf üken. Diese Anforderung sei an Hand
der Abb- 4 und 5 erläUtert. Wenn dür Kathodenstrafil 6r in Abb. 4 in seiner
Lage maximaler Ablenkung sehr schräg auf die abeutzstende, Fläche 62# auf
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trifft, wenn es is,ich aIso um große Abfenkwinkel bei einem sogenannten
kliednen Heibelarm handelt, führt ein streng zeitproportional verlaufender Sägeziaihnstrom
nicht zu einem (befriedigenden Bildfeld. Es wIrd vielmehr ibei, einer Stromähderung
um eihen bestimmtein kleinen Betrag in der Mitte- (der abz,utastenden Fläche nu(r
eine- kleinere, S trecke x Überstrichen,
während die Strecke
y anden Enfdpunkten der Fläche, wie es in Abb. 5 dargestellt ist,
verhältnismäßig groß ist. Der zeitproportionale Sägezahnstromverlauf ist daher nur
für die Mitte- der abzutas tenden Fläche, d. b. für kleine Werte, der Auslenkung
+ k und -k, anzustreben, während man bei großen Werten der Auslenkung
+ k und -k
eine Abbiegung der Kurve, welche den Zusammenhang zwischen
dem Strom J in der Ablenkspule und der Auslenkung k darstellt, wie sie in.
Aibb. 5 verans,riblaulicht ist, sicherstellen muß. Dies bedeutet aber nichts
anderes, als daß an Stelle des streng zeitproportiGnlal;P-n Sägezaihnhinlaufs
ein zeitlicher Verlauf des Hinlaufstromes, wie er in Abb. 7 angedeutet iist,
hergestellt -#Neriden muß. Die Krümmung am oberen Ende dies Hiftlau#fstrornes läßt
sith üäherungs.-#veiise doidu-rcherreichen, daß man den Exponentialverlauf der Strc>nlku.Tve
durch entsprechende Bemessung dier Windungsziahl von, z2 zum Teil beibehält. Zur
Erreichung der Krümmung am unteren Ende des; Hinlaufs kann der Widerstand 22a in,
Ablb. 3 'dienen" wie man an Hand der Abb. 8 erkennen kann. 'In dieser
ist durch die punktierte- Exponentlalkurve 63 der P.o#tenti#21-verlauf am
rechten Ende des Widerstand-Kondensator-Gliedes 53, 54 während des Hinlaufs
angedeutet. Durch die Entladung des Konidenslatoris 54 über den Widerstaaid.
53 "bewegt sich dGs Potential an, dieser Stelle n#ach einer Exponentlalkurve
auf den Botentiahver-t. am Anzapfpunkt, des Spannungsteilers hin. Wenn man (die
Wechselspannungskomponenten, ider während (der Hinlaufdauer in der GitterklieiswicklUng
22 induzierten Spannung blerücksichtigt, erhalt man den Potentialverle-uf 64 am
Steuergitterder Röhre i r. Vergrößert man, nun, den Widerstand 22a, so. wird: Während
id#s# Stroms-1,aezahnrücklaufs (der Kondensator 54 nicht #s10 stark aufgeladen wie
bei einem kleineren Wert dies, W.iiderstandes 22a. An Stpfie,der Kurven
63 und 64 -%vürid#--man also für einen größeren Wert von =.a die Kurven
63' und 64! zu zeichnen haben. Die verschiedenen Werte für den Widergtand
229 könnten also als Parameter an die Kurven, 63 und 63' bzw. 64 unid
64' angeschriieben werden, wobei in der Richtung Ü . eis nach Unks oben vorläufend'en
Pfeiles der Widerstand 22a zunehmen müßte. Es. wird also bei zunehmenden Werten
Von 22a der sogenannte Sägezahnhub, d. h. die Differenz zwischen dem M,aximalwert
und dem MinimgIwert ider siägeza.hnfö#rmigen Spannung 64, 64!, verkleinert, wobei
aber ,gletichzeiti dieser (Hub, in einen steileren Bereich 9
der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie
der Röhre i i verlagert wird, so daß der Hub des sägezahnförmigen Stromes in der
Primärwicklung 13 etwa der gleiche bleiben möge. jedoch kommt der untere Teil der
Kurve 64' nicht mehr so stark in den unteren gekrümmten Teil der Kennlinie der Röhre
11 ZU liegen, Z' wie es bei einem kleineren Wert des Widerstandes 56, also
bei der Kurve 64, der Fall ist. Man kann somit dur:,ch Verkleinerung dies
Wider-StandeS 22a eiiiie Krümmung, wie sie für das -untere Ende des Hinlaufs des
Stromsägezahns in Abb. 7
erwünscht ist, erzielen. Während des R#i.c1,zllaiu#s
be--,vegt sich das Gitterpotentlal his auf den, Wert Null und epringt, scobalid
der Gleidhrichter45 stromlos wird, WieJdeT auf den Aniangswert dier Kurve 64 bnv.
64' zurück.
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Wenn man, wie es in Abb. 9 dargestellt ist, noch eine, weitere
zur Wdcklung 22 koaxiial liieigeni&, Wicklung 65 anbringt, die- in, Reihe
mit einer weiteren Gleichrichterröhre 66 liegt, kann man tdien beschriebenen
Stramsägezahngenerator auch noch mit Impulisen, die nahezu beliebig kurz. sein dürfen,
synchronisieren. Die in Abb. 9 dargestel#Ite Schaltung unterscheidet sich
von derjenigen nach Abb. 3
äußer durch Einfügung der Wicklung 65 und
des Gleichrichters 66 im wesentlii,--hen nur noch durch einen Widerstand67
vor dem Steuergitter der Röhre i i sowie dureh einen Widerstand 68, an welchem
die Synchronisierimpulse eingeführt werden können. Die Gleiehrichterröhre66 führt
ebenso wie,die Gle-i#chrichito--rrZhre-43 nur während ,der StromsägeziahnrÜckläufe
Strom Dadie Röhre 66 in Reihe zu der Wicklung 6,5 lirigt, ist däs
linke Ende der Wicklung 65 während des Stromsägezahnhinlaufs nicht angeschlossen
und die Wicklung 65
während der Hinliaufdauer als,o tmwi#riles,arn. Während
deir Rücklaufdauer bildet sich jedoch ebenso wie- an der Wicklung z#2 auch an der
Wicklung 65
eine hohe Spannungsspitze aus, deren Pialarität die eingetragenen
Plus- und Minuszeichen sind. Auch an -der Wickfung-22 ist duirch Plus,- und! Mitus,zievichen
in Abb. 9 die während des Rücklaufs auftretende Spannung angedeutet. Man
sieht, daß im Gegensatz zur Rückliaufsp,annung an 2--, (die jiaduirch dieRöhre 43
kurzgeschlossen wiirld, die Rückliatufspannung an 65 einen Strom durch das
Widerstand-Kondensator-Glied 53, 54, die Wicklung 22, den Widerstand
67,
die Wicklung 65, den Gleichlrichter 661, den Wilderstand68, einweiteresWiderstand-Kondensator-Glied
69, dessen Zeitko-nstante groß geglenüber der Stromsü#,-e,zahn(per,iode-
sein möge, die Anodenspannungsquelle und den Widerstand 2#2a hervorruft. Die Größedieses;
Stromes wird idurch den Widerstand 67 in erträglichen Grenzen gehalten. Der
Stromfluß durch die, Röhre 66 bewirkt dabei, da;ß das linke EndederWicklung,
65 anErdebzw. andas amoberen Ende des Widerstand-Kondensator-Gliedes
69 bestehende- Gleichspannungspotential aini,-es,chlos,se-n wird. Die Wicklung65
liefert also während des Sägezafinrückleufs eine starke negative Sperrspannungandas
Steuergitterder RöhTiei i i, so daß diese Röhre zuverlässig gesperrt wird, obwohl
sich wä.hrend der Rücklaufdauerdie Ano(denspennung dieser Röhre nennenswert vergrößert.
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Der Släi,-ezabns,trom.",ielnerabc>r gemäß Abb.
9 ist mit negativen
Impulsen, die Über, die Leitung
70
zugeführt werden, synch.,ronisierbar. Für
Fernsehzweckestellt es einen -besonderen Vorteil dar, daß man dem Widerstand
68 ohne weiteres eine sogenannte verformte Irapulsfolge, alsio eine, Synchronitsierspannung,
die auis dem Gemisch( von Zeilenwcclb'sie'Ili#mPul'Seu
7 1 und,' Bildwechsel-impulsen
72 in einer sogenanntenVerformungs, o(der überhöhungsstufe gewonnen worden
Igt, zuführenkann. Das verformte Impuls-gemisch hat beispielisweieeden, Ver-
| lauf der Kurve 73, in delm der Bi#li&vec.hiselimpu#ls |
| stärker ausgeprägt ist ds die Zei-len,#vechs,eljimp.uI:si,-. |
| Wegen der Vorspannung an dem Widerstand- |
| Kondensator-Glied 69 wird die Spannung 73 erst
bei |
| der Durchschreitungg der Linie 74 zu |
| einem Strom in der Gleichrichterröhre 66 führen |
| und dadurch ;den RücIdauf #deis Sägezafinstromes |
| einleiten. Man sieht, daß nach Zustandfekommen dies |
| Stromes in der Röhre 66 die S ynchroni#sierspanaung, |
| 73 auch ruhig wieder vers,chwind#en darf, ohr.12 da- |
| durchden Rücklauf etörend zu-beeinflussen, da die |
| Röhre66 während der Rücklaufdauer dureh die |
| Spannung an 65 offengiehahen wird'. |
| Es sei noch erwähnt, (daß #an Stelleder Schirm- |
| gitterröhre i i auch eine Dreipeil.rö#hir#-- (Triode) ver- |
| wendet werden kann, wenn man die Windungs#z#afi#l |
| der Wicklung65 so hoch -Wählt, daß die Sperr- |
| spannung von 65 die vormöge dIes Duichi,-,iriffs. dm |
| Anodenspannung Im, der Kathode erzeugte: Fel& |
| stä,rkle überwiegt. |