DE930167C

DE930167C - Schaltung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE930167C
Application number: DEP20782D
Authority: DE
Inventors: Frederik Kerkhof
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1945-11-07
Filing date: 1948-11-05
Publication date: 1955-07-11
Also published as: CH259000A; BE469484A; FR943426A; GB632175A; US2471819A; NL77381C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre, besonders in den Bildablenkspulen der Kathodenstrahlröhre bei einer Fernsehvorrichtung.

Eine solche Schaltung enthält gewöhnlich eine eine sägezahnförmige Spannung erzeugende Spannungsquelle und eine Verstärkerröhre, in deren Anodenkreis die Ablenkspulen über einen Transformator eingefügt sind. Wenn die sägezahnförmige Spannung ohne weiteres dem Steuergitter der Verstärkerröhre zugeführt wird, erweist sich die Kurvenform des die Ablenkspulen durchfließenden Stromes als in dem Sinne von der Sägezahnform abweichend, daß der Strom während des Hubs des Sägezahns nicht linear mit der Zeit zunimmt, wie dies bei einer sauberen Sägezahnform der Fall wäre. Diese Formveränderung ist um so größer, je niedriger die Frequenz der Sägezahnschwingung und je kleiner die primäre Selbstinduktion des Transformators ist. Die Schal- ao tung mit Transformatorkopplung ist daher nicht ohne weiteres für die Bildablenkung bei einer Fernsehvorrichtung verwendbar, bei der die Frequenz der Sägezahnschwingung 50 bis 60 Hz beträgt.

Die Formveränderung könnte in der Weise vermieden werden, daß die Selbstinduktion der Primärwicklung sehr groß bemessen wird. Dies führt jedoch zu Transformatoren von großen Ausmaßen, die teuer sind; aus diesem Grunde eignet sich diese Lösung weniger gut für die Praxis. Es ist bekannt, die Form-

veränderung durch Verwendung von Gegenkopplung zu beheben, z. B. indem der Transformator mit einer Gegenkoppelwicklung versehen wird, die in den Gitterkreis der Verstärkerröhre eingefügt ist, so daß im Gitterkreis eine Gegenkoppelspannung wirksam gemacht wird, die gemeinsam mit der Sägezahnspannung das Gitter steuert. Vorteilhafter ist, anstatt einer solchen Spannungsgegenkopplung eine Stromgegenkopplung zu verwenden, wobei eine dem die Ablenkspulen durchfließenden Strom proportionale Spannung zum Gitterkreis der Verstärkerröhre gegengekoppelt wird.

Es ist auch möglich, die Formveränderung in der Weise zu beheben, daß die sägezahnförmige Spannung dem Steuergitter der Verstärkerröhre über ein phasendrehendes Netzwerk zugeführt wird, das eine Phasendrehung herbeiführt, die nahezu der vom Transformator hervorgerufenen Phasendrehung entgegengesetzt ist. Beide vorhin erwähnten Lösungen haben dieses Merkmal gemein, daß eine der Formveränderung entgegenwirkende Spannung in den Gitterkreis der Verstärkerröhre eingeführt wird; eine Spannung die, wie eine nähere Prüfung ergibt, parabelförmig mit der Zeit verlaufen muß. Die zwischen Steuergitter und Anode wirksame Spannung ist in diesem Fall aus einer sägezahnförmigen und einer parabelförmigen Spannung zusammengesetzt; letztere wird um so größer sein, je intensiver die Formveränderung, d. h. je kleiner die Selbstinduktion der Primärwicklung des Transformators ist. Mit kleiner werdender primärer Selbstinduktion wird somit die Form des Anodenstromes der Verstärkerröhre immer mehr von der Sägezahnform abweichen. Dies bedingt eine Änderung des Anodengleichstromes. Es ist zwar bekannt, einen Transformator mit niedriger primärer Selbstinduktivität zu verwenden und einen aus dem Nullwert der Periodendauer quadratisch mit der Zeit ansteigenden Strom hindurchzuschicken. Hierbei tritt aber noch ein verhältnismäßig hoher Anodenstrom auf, für den die Endröhre bemessen sein muß.

Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung die Vorverzerrung des den Ablenktransformator durchfließenden Stromes derart ist, daß der Anodenstrom der Röhre innerhalb des Zeitintervalles, in dem der Strom in den Ablenkspulen ansteigt, ein Minimum aufweist und die primäre Selbstinduktion des Transformators einen solchen Wert hat, daß der Anodengleichstrom der Verstärkerröhre wenigstens annähernd ein Minimum annimmt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es einen bestimmten Wert der primären Selbstinduktion gibt, bei dem die der Formveränderung entgegenwirkende, parabelförmige Spannung am Steuer-

gitter eine solche Abweichung des Anodenstromes von der Sägezahnform herbeiführt, daß der Anodengleichstrom der Verstärkerröhre ein Minimum wird. Durch diese starke Vorverzerrung des Anodenstromes und die optimale Dimensionierung der primären Selbstinduktion des Transformators wird somit eine weniger Energie erfordernde Ablenkschaltung erreicht.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung (Fig. ι bis 7) näher erläutert.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist eine Verstärkerröhre 1 von der Pentodenart dargestellt, in deren Anodenkreis die Ablenkspulen 2 einer nicht dargestellten Kathodenstrahlröhre über einen Transformator 3 eingefügt sind.

Fig. 2 stellt das Ersatzschaltbild des Transformators und der Ablenkspulen dar. In dieser Figur wird mit L₃, die primäre Selbstinduktion des Transformators, mit L₅ und R_$ die auf die Primärseite transformierte Selbstinduktion und der Widerstand der Ablenkspulen bezeichnet.

Zwischen dem die Primärwicklung durchfließenden Strom «j, und dem auf die Primärseite transformierten, die Ablenkspulen durchfließenden Strom i_s gilt die Differentialgleichung

di_v
UT

= R_si_s + L₆

di_s ~~d7

Der erwünschte sägezahnförmige Verlauf des Stromes i_s ist in Fig. 3 dargestellt, und dieser kann im Zeitintervall einer Periode durch

zt

— ι

(2)

dargestellt werden, in der T die Periode der Sägezahnschwingung ist.
Aus (1) und (2) folgt

(3)

Die Integrationskonstante C kann z. B. so bestimmt werden, daß sich der Mindestwert von i% mit dem Ideinsten zulässigen Wert des Anodenstromes i_a der Röhre 1 deckt. Angenommen der Einfachheit halber, daß die Charakteristik der Röhre gerade ist und daß der kleinste zulässige Wert von i_a Null beträgt, findet man

(4)

i_a = i„ + h =

Aus dieser Gleichung geht hervor, daß sich der Anodenstrom aus linear ansteigendem Strom (den Gliedern mit der ersten Potenz von t), einem parabelförmig verlaufenden Strom (dem Glied mit der zweiten Potenz von t) und einem Gleichstrom i_a0 zusammensetzt; letzterer ist gegeben durch: TR_S
Der Anodenstrom i_a wird in diesem Fall

TR,

TR,

(5)

TR_S

In Fig. 4 ist der durch diese Beziehung gegebene Zusammenhang zwischen i_ao und L₂, graphisch veran-

schaulicht, woraus ersichtlich ist, daß mit kleiner werdender primärer Selbstinduktion Z₃, der Anodengleichstrom abnimmt und nach Erreichen eines Minimums bei

(7)

^LP = "ZT=- =

yi2

wieder zunimmt.

Um die von der Röhre ι der Anodenspeisequelle entnommene Leistung weitestgehend klein zu halten,

ίο wird gemäß der Erfindung die primäre Selbstinduktion des Transformators so gewählt, daß wenigstens annäherungsweise die Beziehung (7) erfüllt ist. Der Wirkungsgrad der Schaltung ist in diesem Fall maximal.

Die Kurvenform des Anodenstromes, die in diesem Fall auftritt und die durch Einsetzen von (7) in (5) gefunden wird, ist in Fig. -5 dargestellt.

Wenn eine Verstärkerröhre mit hohem innerem Widerstand verwendet wird, muß die dem Steuergitter zugeführte Spannung die gleiche Form haben. Wird von einer sägezahnförmigen Spannung ausgegangen, so kann dies, wie vorstehend bereits bemerkt wurde, entweder durch Verwendung einer Gegenkopplung oder durch Zuführung der sägezahnförmigen Spannung über ein phasendrehendes Netzwerk an das Steuergitter bewerkstelligt werden, wie dies in Fig. 6 bzw. 7 dargestellt ist.

Fig. 6 stellt eine Schaltung mit Gegenkopplung dar, bei der in Reihe mit den Ablenkspulen 2 ein Widerstand 4 geschaltet ist, der zugleich in den Gitterkreis der Verstärkerröhre 1 eingefügt ist. Die eine sägezahnförmige Spannung liefernde Spannungsquelle ist mit 5 bezeichnet.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird die sägezahnförmige Spannung, die von der Quelle 5 erzeugt wird, über ein aus den Kondensatoren 6 und 7 und dem Widerstand 8 bestehendes teilweise integrierendes Netzwerk dem Steuergitter der Verstärkerröhre 1 zugeführt.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre, die eine eine sägezahnförmige Spannung liefernde Spannungsquelle und eine Verstärkerröhre enthält, in deren Anodenkreis die Ablenkspulen über einen Transformator eingefügt sind und die Mittel enthält, durch welche die vom Transformator herbeigeführte Formänderung des die Ablenkspulen durchfließenden sägezahnförmigen Stromes durch eine quadratische Vorverzerrung des Anodenstromes behoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorverzerrung derart ist, daß der Anodenstrom der Röhre innerhalb des Zeitintervalles, in dem der Strom in den Ablenkspulen ansteigt, ein Minimum aufweist und daß die primäre Selbstinduktion des Transformators einen solchen Wert hat, daß der Anodengleichstrom der Verstärkerröhre wenigstens annäherungsweise ein Minimum annimmt.

Angezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift 515 115;
tschechische Patentschrift 71 358;
Zeitschr. »Funkbastler« von 1933 S. 527/528.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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