DE936694C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Stroeme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in den Ablenkspulen von Kathodenstrahlröhren, wie sie z. B. bei der Bildröhre von Fernsehempfängern verwendet werden kann.

Bei Fernsehempfängern ist es notwendig, um Bilder zu erzeugen, die auch bei verhältnismäßig heller Raumbeleuchtung betrachtet werden können, für den Kathodenstrahl der Bildröhre hohe Beschleunigungsspannungen von z. B. 15 kV zu verwenden. Daher sind Ablenkfelder von hoher Intensität erforderlich. Im Interesse niedriger Betriebskosten muß man zur Erzeugung dieser Felder Zeilenablenkschaltungen großen Wirkungsgrades verwenden. Zu diesem Zweck werden heute Zeilenablenkschaltungen verwendet, die unter der Bezeichnung »Energierückgewinnungsschaltung« bekannt sind und bei denen eine Anodenspannungserhöhung für die Zeilenendröhre durchgeführt wird, indem in Reihe mit der Anodenspannungsquelle ein Kondensator liegt, an dem durch die Funktion der Schaltung eine annähernd konstante Gleichspannung liegt. Im Interesse der Billigkeit des Empfängers ist es andererseits erwünscht, einen Zeilentransformator, der bei dieser Schaltung zur Ankopplung der Ablenkspulen an die Endröhre verwendet wird, zu vermeiden und die Spulen direkt in den Anodenkreis der Zeilenendröhre einzuschalten. Dabei wird gleichzeitig auch der Wirkungsgrad verbessert, indem die Verluste im Transfor-

mator vermieden werden. In einer derartigen Anordnung treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn außerdem die Forderung aufgestellt wird, eine Anodenspannungserhöhung für die Endröhre in der üblichen Weise durchzuführen. Wenn z. B. die Ablenkspulen in Reihenschaltung im Anodenkreis der Endröhre liegen, tritt eine Verzerrung des Ablenkfeldes dadurch auf, daß die Spannungserhöhungsschaltung an einem Abgriffpunkt zwischen den ίο Enden der Spulen eingeschaltet werden muß. Wenn andererseits die Spulen parallel geschaltet sind, ergeben sich mit den üblicherweise benutzten sattelförmigen Spulen Schwierigkeiten bei der Durchführung einer genügenden Isolierung für die hohen Spannungsspitzen, die während des Zeilenrücklaufs an der Anode auftreten und" die, wenn man an die Gewinnung der Hochspannung aus dem Zeilenrücklauf denkt, in ihrer Höhe auch erwünscht sind. Weiterhin wurde gefunden, daß, es Tjei Verwendung von sattelförmigen Spulen schwierig ist, die erforderliche starke Kopplung zwischen den Spulenwindungen zu erhalten, um die Spannungserhöhungsschaltung, die an einem Abgriff der Spulen angeschlossen ist, befriedigend arbeiten zu lassen. Bei der Schaltung gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt.

Bei einer Schaltung, wie sie vorstehend ins Auge gefaßt wurde und bei der die Spannungserhöhungsschaltung an einem Abgriffpunkt der Ablenkspulen angeschlossen sein soll, werden die während des Rücklaufs an der' Anode der Zeilenendröhre auftretenden Spannungsspitzen teilweise auch der Kathode·" der Schalterdiode zugeführt, so daß Isolierungsschwierigkeiten zwischen Kathode und Heizkreis auftreten können. Eine weitere/ im folgenden beschriebene Ausbildung der Erfindung befaßt sich mit der Überwindung dieser Schwierigkeiten.

Bei einem Fernsehempfänger, der sowohl billig sein als auch ökonomisch arbeiten soll, ist es . weiterhin wünschenswert, so weit als möglich die oben geschilderten Vereinfachungen nicht nur für die Zeilenablenkung, sondern auch für die Rasterablenkung durchzuführen. Bei den üblicherweise für Rasterablenkschaltungen verwendeten Röhren erfordert jedoch die direkte Einführung der Rasterablenkspulen in den Anodenkreis der Rasterendröhre Spulen mit einer großen Anzahl von Windungen sehr feinen Drahtes; andererseits ist bei Verwendung von Röhren, die zur Speisung von Spulen mit geringer Windungszahl und somit höherer Stromaufnahme geeignet sind, die Anodenspannung wesentlich höher als für solche Röhren. erforderlich, so daß, wenn der Spannungsüberschuß in üblicher Weise von einem Widerstand im Anodenkreis aufgenommen wird, ein erheblicher Energieverlust in der Schaltung eingeführt wird. Auch diese Schwierigkeiten können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung behoben werden. >

Gemäß der Erfindung werden bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zwei parallel geschaltete Ablenkspulen verwendet, die symmetrisch auf einem geschlossenen Kern aus magnetischem Material hoher Permeabilität angeordnet sind, so daß eine enge Kopplung der ein-. zelnen Spulenwindungen miteinander gewährleistet ist. Diese Spulen sind mit je einem AbgrifEpunkt an einander entsprechenden Stellen versehen, die miteinander verbunden sind, und die Reihenschaltung aus Kondensator und Schalter diode ist zwisehen den verbundenen Abgriffpunkten einerseits und einander entsprechenden, miteinander verbundenen Spulenenden andererseits eingeschaltet. Unter Umständen ist es vorteilhaft, in die Verbindungsleitung zwischen den beiden Abgriffpunkten eine Impedanz zu schalten, die klein ist gegenüber der in der Reihenschaltung als Schalter diode und Kondensator erscheinenden Spulenimpedanz. Diese Impedanz dient dazu, umlaufende Ströme in den Spulen, die durch ungleichmäßige Wahl der Abgriffpunkte auf den Spulen auftreten können, zu vermindern. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird bei einer Schaltung der eingangs erwähnten Art der Anodenstrom der gesteuerten Röhre gleichzeitig als Heizstrom für die Schalterdiode verwendet. Dadurch werden die Isolationsschwierigkeiten zwischen Heizfaden und Kathode gegenüber den hohen Rücklaufspannungen vermieden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird bei einer Schaltung der eingangs erwähnten Art die an dem Kondensator stehende Spannung nicht nur zur Erhöhung der Anodenspannung der an dieses Ablenksystem angeschlossenen Endröhre verwendet, sondern dient gleichzeitig als Anoden-Spannungsquelle für die Endröhre einer zweiten Ablenkschaltung, insbesondere der Rasterablenkschaltung.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Abb. ι und 2 näher erläutert werden.

In Abb. ι sind mit 1 und 2 die beiden Zeilenablenkspulen eines Fernsehempfängers bezeichnet, welche einander gegenüberliegend auf einem geschlossenen, in der Zeichnung nicht dargestellten magnetischen Kern angeordnet sind. Dieser Kern kann beispielsweise quadratische Form haben und soll aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität bestehen. Die Spulen sind so angeordnet und miteinander verbunden, daß sie magnetische Flüsse von entgegengesetzter Richtung in no dem Kern erzeugen, so daß ein im wesentlichen homogenes Ablenkfeld in dem von dem Kern umschlossenen Raum, durch den der Kathodenstrahl hindurchtritt, erzeugt wird. Die Spulen 1 und 2 sind, wie die Zeichnung zeigt, miteinander parallel geschaltet und liegen im gleichen Stromkreis der Zeilenendröhre 3, welche den Spulen die sägezahnförmigen Ablenkströme zuführt. Das eine Ende der Spulen ist über einen Kondensator 4 mit der Anodenspannungsquelle + der Röhre 3 verbunden. Am Kondensator 4 steht durch die bekannte Arbeitsweise einer derartigen Schaltung eine Gleichspannung, die sich zur Spannung der Quelle + addiert und somit die Anodenspannung der Röhre 3 erhöht. Das andere Ende der miteinander verbundenen Spulen ist mit der Anode der Röhre 3 über

den Heizfaden S der Schalterdiode 6 verbunden. Die Anode der Schalterdiode ist direkt mit der positiven Klemme der Anodenspannungsquelle verbunden, während die Kathode 7 an dem Abgriffpunkt 8 der Spule 2 und durch eine direkte Verbindung gleichzeitig an dem Abgriffpunkt 9 der Spule ι angeschlossen. Die Abgriffpunkte 8 und 9 sind an einander entsprechenden Stellen der Ablenkspulen angebracht. Zur Erzeugung von Ablenkströmen in den Spulen werden geeignete Spannungen dem Steuergitter 10 der Röhre 3 über den Kopplungskondensator 11 und den Ableitwiderstand 12 zugeführt. Durch den Kathodenkreis, bestehend aus dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14, ist das Steuergitter geeignet vorgespannt.

Durch die Zuführung von Steuerspannungen am

Steuergitter 10 wird die Röhre 3 in den leitenden Zustand gesteuert, so daß ein linear ansteigender Strom in jeder der beiden Spulen 1 und 2 fließt.

Die Steuerspannungen haben solchen zeitlichen Verlauf, daß nach einer vorbestimmten Zeit die Röhre 3 in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Strom in den Spulen 1 und 2 nach Erreichung eines Maximums eine freie Sinushalbschwingung durchführt, wobei er seine Richtung umkehrt. Während der freien Halbschwingung ist die Schalterdicde 6 nichtleitend und öffnet nach der Stromumkehr wieder, um den in umgekehrter Richtung durch die Spulen fließenden Strom zu schließen. Dieser Stromfluß in den Spulen vermindert sich nach einem linearen Gesetz, jedoch wird die Röhre 3, bevor der Strom auf Null abgefallen ist, wieder in den leitenden Zustand gesteuert. Die Schalterdiode 6 wird dann verhältnismäßig schwach leitend und bleibt in diesem Zustand, bis die nächste freie Halbschwingung durch erneutes Sperren der Röhre 3 eingeleitet wird.

Die Schalterdiode 6 dient nicht nur dazu, den in umgekehrter Richtung fließenden Strom nach Beendigung der freien Halbschwingung zu führen, sondern hat auch die Wirkung, eine Fortsetzung der durch die freie Halbschwingung angeregten Eigenschwingung zu dämpfen. Insoweit ist die Schalterdiode als Dämpfungsröhre anzusprechen. Außerdem wirkt die Diode 6 zusammen mit dem Kondensator 4 dahin, die Anodenspaonung für die Röhre 3 zu erhöhen, und zwar in der Weise, daß während des Zeitraumes, in dem sie stark leitend ist, der Kondensator 4 so weit geladen wird, daß sich ein Gleichgewichtspotential an ihm ausbildet. Die Abgriffpunkte 8 und 9 an den Spulen 1 und 2 sind so gewählt, daß die bestmögliche Wirkung dieses Spannungserhöhungskreises erzielt wird.

Um unerwünschte Störschwingungen, die durch die Streuinduktivitäten auftreten könnten, zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, daß die einzelnen Windungen der Spulen eng miteinander gekoppelt sind. Deshalb wird für den Kern der Spulen, die ja gleichzeitig teilweise die Aufgabe des Zeilentransformators übernehmen, ein Material von hoher Permeabilität gewählt. Es kann auch vorteilhaft sein, in die direkte Verbindung zwischen den Abgriffpunkten 8 und 9 einen Widerstand einzuschalten, dessen. Wert klein ist gegenüber der Impedanz, mit der die Kathode der Diode 6 an den Abgriffpunkten erscheint. Ein solcher Widerstand vermindert zirkulierende Ströme in den Spulen 1 und 2, welche durch kleine Unsymmetrien in der Wahl der Abgriffpunkte auftreten können. Da die Spulen auf einander gegenüberliegende Schenkel des Ablenkjoches gewickelt sind, ist es nicht schwierig, die Isolation genügend stark für die an der Anode der Röhre 3 auftretenden hohen Spannungen auszuführen.

Bei der beschriebenen Schaltung tritt an der Anode der Röhre 3 während der freien Halbschwingung der Spulen 1 und 2 eine hohe positive Spannungsspitze auf. Insoweit die Kathode 7 der Schalterdiode 6 mit dieser Anode gekoppelt ist, erhält auch sie eine hohe Spannung, und es würde, wenn der Heizfaden von einer geerdeten Stromquelle gespeist würde, Isolationsschwierigkeiten zwischen dem Heizfaden 5 und der Kathode 7 auftreten. Um die Spannungsdifferenz zwischen der Kathode 7 und dem Heizfaden 5 auf ein erträgliches Maß herabzusetzen, wird der Heizfaden gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung durch den Anodenstrom der Röhre 3 selbst gespeist, in den er zwischen der Anode der Röhre 3 und den Spulen χ und 2 eingeschaltet ist, wie es Abb. 1 zeigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt der Heizfaden den gesamten Anodenstrom, doch kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß nur ein Teil des Anodenstroms zur Heizung verwendet wird, indem parallel zum Heizfaden 5 ein Widerstand geschaltet wird. Diese Schaltung zur Heizung der Schalter diode kann auch in anderen Schaltungen im Rahmen der beschriebenen Erfindung von Vorteil sein und ist daher nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.

In Abb. 2 ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, durch die eine weitere Leistungsersparnis bei den Ablenkschaltungen von Fernsehempfängern erzielt werden kann. Diese weitere Ausgestaltung der Erfindung soll an Hand einer Schaltung erläutert werden, wie sie in Abb. 1 bereits beschrieben ist. In Abb. 2 ist über die an Hand der Abb. 1 bereits erläuterten Teile der Schaltung hinaus in Form eines Rechteckes 15 die Rasterablenkschaltung des Fernsehempfängers schematisch angedeutet. Diese Rasterablenkschaltung mag nach bekannten Prinzipien arbeiten, wobei jedoch Rasterablenkspulen verwendet sind, die direkt im Gleichstromkreis der Rasterablenkendröhre liegen. Dabei soll die Röhre und die Windungszahl der Ablenkspulen so gewählt sein, daß eine Anodenspannung von etwa 70 Volt für den Betrieb der Schaltung erforderlich ist. Eine solche Spannung wird nämlich bei der an Hand der Abb. 1 beschriebenen Schaltung etwa am Kondensator 4 erzeugt. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung wird daher die Gleichspannung zum Betrieb der Rasterablenkschaltung von dem Kondensator 4 der Zeilenablenkschaltung abgenommen, so daß kein zusatzlicher Energiebedarf zum Betrieb der Rasterablenk-

röhre erforderlich ist. Unter Umständen kann man einen Teil der Anodenspannung für die Rasterablenkung auch in üblicher Weise aus der Spannungsversorgung des Gerätes z.B. über einen Widerstand entnehmen, um eine Einstellmöglichkeit für die Rasterablenkamplitude zu haben.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Energierückgewinnungsschaltung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre mittels eines Kondensators, an dem eine angenähert konstante Spannung liegt, einer Schalterdiode und einer gesteuerten Endröhre, die zur Deckung der Energieverluste der Schaltung und zur Steuerung der Schalterdiode dient, wobei ein Teil der Anodenspannung der Endröhre von dem Kondensator geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete Ablenkspulen verwendet sind, die symmetrisch auf einem geschlossenen Kern aus magnetischem Material hoher Permeabilität angeordnet sind, so daß eine enge Kopplung der einzelnen Spulenwindungen miteinander gewährleistet ist, und daß die beiden Spulen mit je einem Abgriffpunkt an einander entsprechenden Stellen versehen sind, die miteinander verbunden sind, und daß die Reihenschaltung aus Kondensator und Schalterdiode zwischen die verbundenen Abgriffpunkte einerseits und einander entsprechenden, miteinander verbundenen Spulenenden andererseits eingeschaltet ist.
2. 2. Energierückgewiimungssahaltang nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenstrom der gesteuerten Röhre gleichzeitig als Heizstrom dar SctLalterdiode verwendet wird.
3. 3. Eniergierückgewiiioungascihalturig nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Kondensator stehende Spannung als Anodenspännung für die Endröhre einer zweiten, mit anderer Frequenz arbeitenden Ablenkschaltung dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 509606 12.55