-
Kippgerät mit Einrohrsägezahnspannungsgenerator in Sperrschwingerschaltung
Die Erfindung betrifft ein Kippgerät, insbesondere für Fernseh- und Oszillographenzwecke,
mit voneinander unabhängiger Amplituden- und Frequenzeinstellung zur Erzeugung von
Sägezahnschwingungen mit guter Linearität des Sägezahnanstiegs. Bei den bisher verwendeten
Kippgeräten ergab sich bei einer Änderung der Kippamplitude im allgemeinen auch
eine Änderung der Kippfrequenz oder bei einer Änderung der Kippfrequenzeinstellung
eine Änderung der Kippamplitude, falls nicht durch besondere Mittel, welche einen
unerwünschten zusätzlichen Aufwand darstellen, dies verhindert wurde. Die Erfindung
bezweckt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird bei einem Kippgerät
mit einem Einrohrsägezahnspannungsgenerator in Sperrschwingerschaltung, dessen Aufladekondensator
zur Erzeugung der Sägezahnspannung über die Gitter-Kathoden-Strecke einer Sperrschwingerröhre
entladen wird, wobei die Anode der Sperrschwingerröhre an einem Punkt desselben
positiven Potentials angeschlossen ist wie der Aufladewiderstand des Aufladekondensators,
zur Erzielung einer frequenzunabhängigen Amplitudenregelung das positive Potential
dieses Punktes veränderlich gemacht und zur Erreichüng
einer besseren
Linearität der Sägezahnspannung eine Anzapfung des Aufladewiderstandes wechselstrommäßig
mit der Kathode eines von derselben Sägezahnspannung gesteuerten Kathodenverstärkers
verbunden.
-
Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden
Fig. x und 2 beschrieben. Fig. i zeigt eine Sperrschwingerschaltung, die unter Verwendung
einer als Sperrschwinger arbeitenden Verstärkerröhre i, z. B. als Kippgerät einer
Fernsehempfangs- oder -sendeanlage arbeitet.
-
Der Steuergitterkreis ist über die Gitterkreisspule 2 (Windungszahl
n,) des 1 ransformators 3 mit der Anodenkreisspule q. (Windungszahl na) fest gekoppelt.
Als Aufladekondensator dient der Kondensator C in der Gitterzuleitung der Röhre
i, als Aufladewiderstand der Widerstand R, dessen freies Ende mit dem Abgriff F
des an das positive Potential Tja angeschlossenen Potentiometers 5 verbunden ist.
Die am Aufladekondensator C abgenommene Sägezahnspannung (Kurve a) wird dem Steuergitter
der Verstärkerröhre 6 zugeführt. Im Anodenkreis dieser Verstärkerröhre befindet
sich die Ablenkspule 7 zur Ablenkung des Kathodenstrahles in einer (nicht gezeichneten)
Kathodenstrahlröhre. Zur Einstellung der Steuergittervorspannung der Röhre 6 ist
ein Potentiometer 6 vorgesehen. In der Kathodenzuleitung der Verstärkerröhre 6 ist
ein Widerstand 9 eingeschaltet. Die Kathode der Verstärkerröhre 6 ist über einen
Koppelkondensator io mit einer Anzapfung des Ladewiderstandes R verbunden. Dadurch
wird erreicht, daß die Entladekurve des Kondensators C praktisch linear verläuft.
-
Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Der Kondensator C wird über
den Auflädewiderstand R von einem positiven Potentialpunkt P aus aufgeladen und
über die Gitter-Kathoden-Strecke der Röhre i entladen, deren Anode über die Anodenwicklung
des Rückkopplungstransformators mit dem gleichen positiven Potentialpunkt P verbunden
ist, von dem aus die Aufladung des Kondensators C erfolgt. Beginnt zu einem Zeitpunkt
in der Kippröhre i ein Strom zu fließen, so entsteht durch Rückkopplung vom Anodenkreis
auf dem Gitterkreis eine positive Gittervorspannung und damit ein Gitterstrom, der
so lange anhält, bis der Kondensator C eine derart negative Spannung hat, daß die
aus Kondensatorspannung und auf den Gitterkreis transförmatorisch übertragene Spannung
resultierende Gitterspannung kleiner als Null wird. In diesem Augenblick setzt der
Gitterstrom der Röhre aus, und die Röhre wird durch Rückkopplung und durch die negative
Spannung des Kondensators gesperrt. Der Kondensator hat in diesem Zeitpunkt die
Spannung
Er entlädt sich in der anschließenden Zeit über den Widerstand R auf das positive
Potential -[- U" des Punktes P entsprechend der Gleichung
(ohne Berücksichtigung der Rückwirkung über Cl). Erreicht na die Sperrspannung U9o
der Entiaderöhre, so setzt in der Röhre i wieder ein Strom ein, und so erfolgt durch
Rückkopplung von neuem die Ladung des Kondensators auf die Spannung
Der erzeugte Hub der Sägezahnspannung ist also proportional der Spannung U" und
kann durch das Potentiometer 5 geregelt werden. Die Eigenperiodendauer des Kippgeräts,
die durch die Bedingung u, = U., bestimmt wird, ist
Sie ist um so unabhängiger von der Aufladespannung U", je kleiner gegenüber i ist
oder je besser die Gleichung erfüllt
ist: Ugo = Konst. U, Es ist vorteilhaft, beide Bedingungen gleichzeitig zu
erfüllen, z. B. dadurch, daß eine Schirmgitterröhre verwendet wird, deren Einsatzspannung
U9o durch eine niedrige Schirmgitterspannung klein gehalten und durch die Entnahme
der Schirmgitterspannung U" aus Ua, z. B: Spannungsteiler, proportional U" gemacht
wird. Bei Verwendung einer Triode ist noch eine geringe Anodenspannungsabhängigkeit
der Frequenz festzustellen, und zwar derart, daß bei kleiner werdender Anodenspannung
die Periodendauer ebenfalls kleiner wird. Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird
nun eine entgegengesetzte Frequenzänderung durch einen Widerstand r1 in der Kathodenzuleitung
der Kippröhre K erzielt; so daß bei einer bestimmten Dimensionierung dieses Widerstandes
auch bei Verwendung einer Triode eine in weitem Bereich frequenzunabhängige Anodenspannungs-
und Amplitudenregelung des Sägezahnspannungsgenerators möglich ist. Der Widerstand
kann gleichzeitig als Synchronisierwiderstand verwendet werden, wenn ihm über den
Kondensator zwölf negative Synchronisierimpulse zugeführt werden. Der Spannungsverlauf
der Kondensatorspannung erfolgt nach einer e-Funktion. Die Anstiegsänderung im Endpunkt
gegenüber dem Anfangspunkt, die im Fernsehbild proportional der Bildpunktabstandsänderung
ist, beträgt
Sie genügt im allgemeinen noch nicht den beim Fernsehen an die Linearität des Sägezahnanstieges
gestellten Ansprächen, hierfür muß nach den derzeit geltenden Normen sein P <
io °/o.
-
Um diese Anstiegsänderung weiter zu vermindern und damit den Anstieg
der Ladespannung zu linearisieren, wird vom unabgeblockten Kathodenwiderstand 9
der von der Ladespannung gesteuerten Verstärkerröhre 6 die an diesem entstehende
Sägezahnspannung; die annähernd gleich der Steuerspannung der Röhre, also gleich
der Ladespannung des Kondensators ist, über einen Kondensator io mit der Kapazität
C,
nach einem Abgriff des Aufladewiderstandes geführt. Die Bemessung erfolgt derart,
daß die Zeitkonstante Cl - R, groß ist gegenüber der Periodendauer T. Dadurch wird
erreicht, daß am Widerstand R2 eine nahezu konstante Spannung liegt, so daß durch
ihn ein konstanter Strom fließt, am Aufladekondensator C also eine linear ansteigende
Spannung entsteht. Die Gleichung (i) geht dann über in die Form i a
und die Eigenfrequenz wird gleich
Die Anstiegsänderung
Das Kippgerät ist über den Kondensator 13 wechselstrommäßig geerdet. Die Zuführung
der negativen Anodenspannung für die Röhre i erfolgt über den Abgriff eines Potentiometers
8, dessen eines Ende auf positivem Potential liegt, so daß durch Verschieben des
Abgriffes die Einstellung der Vorspannung der Verstärkerröhre 6 möglich ist.
-
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Sperrschwingerschaltung
gegenüber bisher bekannten ist der, daß der Aufladekondensator stets bis nahezu
auf Null entladen wird und diese Entladungsgrenze nicht vom Innenwiderstand der
Kippröhre abhängig ist. Dadurch wird erreicht, daß bei Auswechselung der Kippröhre
die Gittervorspannung der Verstärkerröhre nicht beeinflußt wird.
-
Durch den unabgeblockten Kathodenwiderstand der Verstärkerröhre wird
deren Kennlinie weitgehend linearisiert, so daß in ihr ein linear ansteigender Strom
fließt, der über das Ablenksystem 7 geleitet wird.
-
Fig. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kippschaltung. Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Das Steuergitter der Verstärkerröhre 6 ist mit einer Anzapfung
der Gitterkreiswicklung 2 verbunden. Dadurch wird erreicht, daß dem Steuergitter
ein Spannungsverlauf gemäß Kurve a' aufgedrückt wird. Dieser Kurvenverlauf setzte
sich aus einem in dem über die Anzapfung angeschlossenen Teil der Gitterkreiswicklung
induzierten Rechteckimpuls und einem am Aufladekondensator C abgenommenen Dreieckimpuls
zusammen. Durch die zusätzliche Einfügung des Rechteckimpulses wird der induktive
Anteil am Spulenwiderstand der Spule 7 berücksichtigt und insbesondere am Beginn
des Hinlaufes eine vollkommene Linearität des Stromanstiegs in der Spule 7 gewährleistet.
-
Die dem Gitter der Verstärkerröhre außer der Sägezahnspannung während
der Rücklaufzeit T2 aufgedrückte negative Impulsspannung soll eine Hubgröße
besitzen. Hierbei bezeichnet L die Induktivität des Ablenksystems, zama. den Stromhub,
Tl die Hinlaufzeit, D den Durchgriff der Verstärkerröhre.
-
Die Konstanthaltung dei Kippfrequenz der erfindungsgemäßen Schaltung
ist auch bei einer Änderung der Anodenspannung durch Netzspannungsänderung gewährleistet.
-
Da die negative Gittervorspannung der Kippröhre während der Zeit vor
dem Kippeinsatzpunkt viel größer ist als die Einsatzspannung der Röhre und dem Einsatzpunkt
mit einem steilen Anstieg zustrebt, kann die Schaltung gleichzeitig als Frequenzteiler
für die Gleichlaufimpulse Verwendung finden.