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Schaltungsanordnung zur Regelung der Ablenkamplitude in Kathodenstrahlröhren
mit magnetischer Ablenkung des Kathodenstrahls durch sägezahnförmige Ströme Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Amplitudenregelung von Sägezahnströmen
in den Ablenkspulen von Kathodenstrahlröhren, wie sie insbesondere für Fernsehempfänger
verwendet werden kann.
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Zur Ablenkung des Kathodenstrahls in der Bildröhre eines Fernsehempfängers
wird heute vorzugsweise die magnetische Ablenkung verwendet, bei der um den Hals
der Kathodenstrahlröhre zwei Spulensysteme angeordnet sind, in denen sägezahnförmige
Ströme verschiedener Frequenz erzeugt werden. Eine Schaltung zur Erzeugung der sägezahnförmigen
Ströme für die Zeilenablenkung von Fernsehbildröhren soll an Hand der Abb. z zunächst
näher erläutert werden. Durch den Kondensator r und die während des Sägezahnhinlaufes
geöffnete Diode a wird eine konstante Spannung an die Wicklung 3 des als Spartransformator
geschalteten Horizontalablenktransformators gelegt. Durch diese konstante Spannung
erzeugt man einen linear ansteigenden Strom in der Spulenwicklung und damit auch
in der an die Spulenwicklung angekoppelten Ablenkspule q.. Die Energieverluste der
Schaltung werden während der Hinlaufzeit durch die Zeilenendröhre 5 ersetzt. Dabei
liefert die Röhre 5 einen solchen Strom, daß die Diode 2 während des ganzen Sägezahnhinlaufes
geöffnet ist. Wird die Röhre 5 durch einen eintreffenden Synchronimpuls gesperrt,
so sperrt auch die Diode a. Die Ablenkspule mit dem angeschlossenen Ablenktransformator
und der auf sie transformierten Gesamtkapazität führt eine freie Halbschwingung
aus,
durch welche eine Spannung erzeugt wird, die durch eine weitere Transformatorwicklung
7 hochtransformiert und in einer Diode 8 gleichgerichtet wird, um zur Gewinnung
der für die Strahlbeschleunigung in der Kathodenstrahlröhre erforderlichen Hochspannung
zu dienen. Nach Durchführung der freien Halbschwingung, die dem Rücklauf des Kathodenstrahls
in der Braunsehen Röhre entspricht, öffnet die Diode wieder, da die Spannung an
dem oberen Wicklungsteil des Transformators 3 sich umgekehrt hat, und damit ist
der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt, so daß der Sägezahnhinlauf von neuem
beginnt. Dabei wurde bei der Beschreibung zunächst von den in der Zeichnung dargestellten
Schaltelementen 6, io und ri abgesehen. -Zur Einstellung der Größe des auf dem Schirm
wiedergegebenen Bildes ist es notwendig, die Amplitude der Sägezahnströme regeln
zu können. Dies geschah bisher meistens in der Weise, daß parallel oder in Serie
zu den Ablenkspulen q. oder parallel zu einer Wicklung des die Ablenkspulen speisenden
Transformators 3 eine regelbare Induktivität geschaltet war, die je nach ihrer Einstellung
einen größeren oder geringeren Teil des vom Sägezahngenerator gelieferten Stromes
bzw. seiner Spannung aufnahm. Durch die parallel oder in Reihe zu den Ablenkspulen
geschaltete veränderbare Induktivität ergibt sich eine Veränderung der Sägezahnrücklaufzeit
und damit auch eine Veränderung der durch Gleichrichtung beim Rücklauf erzielten
Hochspannung für den Betrieb der Bildröhre. Außerdem wird der ausgesteuerte Bereich
der Anodenspannung der Endröhre verschoben und daher die Röhre je nach Einstellung
der Induktiv ität verschieden belastet.
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Gemäß der Erfindung ist in den Anodenkreis der Röhre 5 eine regelbare
Induktivität geschaltet, die vom Anodenstrom der Röhre durchflossen wird und nicht
im Gitterkreis der Röhre liegt. Diese Induktivität kann z. B. in Form einer Spule
ausgeführt sein, in deren Achse ein verschiebbarer Eisen- oder Ferritkern zwecks
Veränderung angeordnet ist. Als Regelinduktivität ist in dem Ausführungsbeispiel
der Abb. i: zwischen die Anode der Röhre 5 und den Verbindungspunkt der Transformatorwicklungen
7 und 9 eine Spule 6 von veränderbarer Induktivität eingeschaltet. Sie kann durch
einen Widerstand i i zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen überbrückt sein. Sie
kann auch an irgendeiner anderen Stelle der Schaltung, die vom gesamten Anodenstrom
durchflossen wird, eingeschaltet sein, aber die an ihr stehende Spannung darf nicht
am Gitterkreis der Röhre 5 vorhanden sein. So kann die Spule 6 z. B. in der zwischen
der Diode 2 und dem Kondensator i angeschlossenen Anodenspannungszuleitung liegen.
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Abb. 2 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise IPI der Schaltung nach
Abb. i. In Abb. 2a ist der Spannungsverlauf an der Wicklung während der Rücklaufzeit
dargestellt und in Abb. 2 b der gleichzeitige Spannungsverlauf an derRegelinduktivität
6, der durch eine gedämpfte Schwingung dargestellt ist, deren Eigenfrequenz durch
die in Abb. i gestrichelt eingezeichnete Eigenkapazität io der Spule bestimmt ist.
Zur Dämpfung dieser Schwingungen dient der bereits erwähnte Widerstand i i parallel
zur Spule 6. Durch die während des Hinlaufs an den Wicklungen 9 und 6 stehenden
Spannungen u9 (Abb.2a) und u6 (Abb.2b) ist die ausgesteuerte Anodenspannung der
Röhre 5 bestimmt. Da diese immer kleiner als die Batteriespannung -I- B sein muß,
damit die Röhre 5 Strom liefern kann, ergibt sich durch Änderung der Induktivität
6 eine Änderung der Spannung u6 und damit eine Änderung von u9. Aus dieser ergibt
sich dann die gewünschte Änderung der Zeilenamplitude.
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Abb. 3 zeigt eine andere vorteilhafte Durchführungsform der Erfindung,
bei der die Einschaltung der Reiheninduktivität in etwas anderer Weise durchgeführt
ist als in Abb. i. Die gegenüber Abb. i unverändert gebliebenen Teile der Schaltung
sind in Abb. 3 nicht noch einmal dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die
zur Hochspannungsgewinnung dienende Transformatorwicklung 7 nicht direkt mit der
Wicklung 9 verbunden, sondern mit der Anode der Röhre 5, so daß die Verbindung zwischen
den Wicklungsteilen 9 und 7 über die erfindungsgemäße Induktivität 6 erfolgt. Die
ZV Iaihungsweisen der Schaltungen nach Abb. i und 3 unterscheiden sich in der Rückwirkung
auf die in der Diode 8 erzeugte Hochspannung. Bei der Ausführungsform nach Abb.
i sinkt mit Verminderung des Ablenkstromes in der Spule q. auch die erzeugte Hochspannung.
Das wirkt sich auf die mit der Schaltung zu regelnde Ablenkamplitude des Kathodenstrahls
dahin aus, daß die durch Verringerung des Ablenkstromes proportional verkleinerte
Ablenkamplitude durch die verminderte Hochspannung wieder vergrößert wird, und zwar
proportional zur Wurzel aus der Hochspannung. So bleibt nur eine Amplitudenregelung
übrig, die proportional zur Wurzel des Spulenstromes ist. Dabei ist die annähernd
zutreffende Voraussetzung gemacht, daß die im Rücklauf erzeugte Hochspannung proportional
zum Spulenstrom im Hinlauf ist. Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Abb.
3 liegen die Verhältnisse insofern anders, als hier die Induktivität 6 in Reihe
mit den Wicklungen 7 und 9 liegt, so daß die in Abb. 2b gezeichnete Spannung bei
der Hochspannungsgewinnung mitzurechnen ist. Da die Induktivität 6 zur Verminderung
des Spulenstromes vergrößert werden muß, vergrößert sich auch die an 6 beim Rücklauf
stehende Spannung gemäß Abb. 2 b und wirkt damit dem Sinken der Hochspannung entgegen.
Dadurch wird bei der Ausführungsform nach Abb. 3 eine wirksamere Amplitudenregelung
erzielt als bei der Ausführungsform nach Abb. i.
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Eine weitere Durchführungsform der Erfindung, bei der die Beeinflussung
der Hochspannung ganz vermieden oder sogar überkompensiert werden kann, zeigt Abb.
q.. Diese Schaltung knüpft an die Ausführungsform der Erfindung nach Abb. i an.
Zusätzlich ist ein Kondensator 12 vorgesehen, der
zwischen die Anode
der Röhre 5 und einen Abgriffpunkt der Wicklung 3 eingeschaltet ist. Bezeichnet
man die Kapazität dieses Kondensators mit Cl, die Induktivität der Spule 6 mit L1,
so ist die Eigenfrequenz i des durch 6 und 12 gegebenen Kreises
Bezeichnet man weiterhin die auf die Ablenkspule .I transformierte Gesamtinduktivität
und -kapazität der während des Rücklaufs wirksamen Schaltelemente mit L, und Co,
so ist die Frequenz der während des Rücklaufs auftretenden freien I-Ialbschwingung
Durch sie ist z. B. - wie in Abb. 2 a angedeutet -die Rücklaufzeit '-bestimmt. bestimmt.
Ll und Cl sind bei der Erfindung so zu wählen, daß stets fl=fo ist. Dann kann man
bei geeigneter Wahl des Ankopplungspunktes auf der Wicklung 3 erreichen, daß die
Hochspannung bei Regelung des Ablenkstromes durch Veränderung der Induktivität 6
konstant bleibt oder sich in gewünschter Weise in positiver oder negativer Richtung
ändert. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist durch folgende Überlegung zu verstehen:
Bei Vergrößerung von L1 sinkt - wie schon an Hand der Abb. i ausgeführt - der Spulenstrom,
und damit würde bei ungeändertem Co auch die Amplitude der Rücklaufhalbschwingung
und also die am Gleichrichter 8 gelieferte Hochspannung sinken. Dadurch, daß bei
der Ausführungsform nach Abb. q. mit der Vergrößerung von L1 gleichzeitig auch die
Ankopplung von Cl an den Transformator vermindert wird, verkleinert sich gleichzeitig
auch Co. Dadurch kann also das Sinken der Hochspannung kompensiert werden.