DE944572C

DE944572C - Saegezahnschwingungserzeuger

Info

Publication number: DE944572C
Application number: DEE2328D
Authority: DE
Inventors: Charles Leslic Faudell
Original assignee: Elctric & Musical Ind Ltd
Current assignee: Elctric & Musical Ind Ltd
Priority date: 1938-02-19
Filing date: 1939-02-21
Publication date: 1956-06-21
Also published as: US2248975A; GB511847A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. JUNI 1956

INTERNAT. KLASSE H 03k

B 2328 VIII af2ig

ist als Erfinder genannt worden

Sägezahnschwingungserzeuger

Die Erfindung betrifft einen selbstschwingenden Sägezahnstromgenerator, bei dem ein Kondensator (Ladekondensator) über einen Widerstand aufgeladen und über eine Entladeröhre entladen wird. Bei den bekannten Arten.von Kippschwingungserzeugern, wie sie gewöhnlich für die Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen und Ströme verwendet werden, genügt im allgemeinen die erreichbare Ausgangsleistung nicht, um z. B. den Abtaststrahl einer Kathodenstrahlröhre im gewünschten Maße abzulenken, so daß man auf den Ausgang des Schwingungserzeugers eine Verstärkerstufe folgen läßt, um die Ausgangsleistung zu vergrößern. Es ist auch bekannt, für eine solche Verstärkerausgangsstufe eine negative Rückkopplung oder Gegenkopplung einzuführen, um die Verstärkercharakteristik geradlinig zu machen und die Ladekurve des Sägezahnkondensators zu linearisieren.

Es ist weiterhin bekannt, eine solche Schaltung dadurch zu einem selbstschwingenden Sägezahngenerator auszugestalten, daß zwischen dem Ausgangskreis der Verstärkerröhre und dem Steuergitter der Entladeröhre ein Rückkopplungsweg vorgesehen wird. Bei dieser bekannten Anordnung

wird eine Linearisierung des Sägezahnstromes durch eine Gegenkopplung vom Ausgang zum Eingang der Verstärkerröhre über ein geeignet bemessenes Netzwerk erzielt.

Gemäß der Erfindung wird die Linearisierung des Sägezähnstromes dadurch auf sehr viel einfachere Weise erzielt, daß. der Ladekondensator selbst zwischen die Anode und das Steuergitter der Verstärkerröhre eingeschaltet ist. Die erfindungsgemäße Schaltung eignet sich besonders zur Verwendung als Sägezahngenerator für die Bildablenkung bzw. Zeilenzugablenkung in Fernsehgeräten. Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben werden.. Im Ausführungsbeispiel, wie es die Abb. 1 darstellt, sind die Anoden der beiden Dreipolröhren 10 und 5 durch den zu ladenden Kondensator 3 miteinander verbunden. Die Anode der Röhre 10 liegt über dem Ladewiderstand 4 an einer positiven Spannungsquelle. Die Anode der Röhre 5 ist durch einen Ausgangstransformator 6 mit der gleichen Spannungsquelle verbunden. Mit diesem Transformator 6 sind die Ablenkspulen 11 gekoppelt. Die Kathode der Röhre 10 liegt an dem negativen Pol dieser Spannungsquelle, mit welchem auch das Gitter der Röhre 10 über einen Widerstand 12 .verbunden ist. Das Gitter der Röhre 10 liegt über einen Kondensator 7 an der Anode der Röhre 5 und die Anode der Röhre 10 über einen Kondensator 8 am Gitter der Rohres. Widerstand 13 und Kondensator 14 im Kathodenkreis der Röhre 5 liefern die Vorspannung für diese Röhre. Der Widerstand 9 ist der Gitterwiderstand.

Um die Wirkungsweise dieser Schaltung zu beschreiben, soll angenommen werden, daß der Schwingungsvorgang beginnt, wenn das Gitter der Röhre 10 eine große negative Ladung besitzt, die über den Widerstand 12 abfließt. Die Röhre 10 ist dann nicht leitend, so daß der Kondensator 3 über den Widerstand 4 aufgeladen wird. Das Sägezahnpotential gelangt an das Gitter der Rohres. Die Seite des Kondensators 3, welche dem Widerstand 4 abgewendet ist, steht mit der Anode der Röhre 5 und dem Transformator 6 in Verbindung. Sie wird mit dem Anwachsen des Anodenstroms der Röhre 5 langsam negativ, wodurch der größere Teil des Spannungsanstiegs am Kondensator 3 neutralisiert wird. Wenn jedoch das Sinken der Spannung an der Röhre 5 weniger rasch vor sich geht; beispielsweise wegen der Induktivität des Transformators 6, so entsteht ein. entsprechender Spannungsanstieg am Gitter, ..wodurch der Strom zunimmt und ein lineares Sinken der Spannung an der Anode der Röhre S aufrechterhält. Inzwischen ist die negative Ladung am Kondensator 7 über den Widerstand 1.2 abgeflossen, und die Röhre 10 wird leitend. Dementsprechend steigt die Spannung am Gitter der Röhre 5 nicht weiter, sondern beginnt rasch zu fallen, wodurch die Spannung an der Anode der Röhre 5 ansteigt. Damit wird aber das Gitter der Röhre 10, welches- über den Kondensator 7 mit der Anode der Röhre 5 verbunden ist, so stark positiv, daß Gitterstrom fließt, so daß eine große negative Spannung am Widerstand 12 auftritt, die die Röhre 10 wieder verriegelt. Damit kann der Kreislauf von neuem beginnen.

Es sei bemerkt, daß wegen der Gegenkopplung, welche über den Kondensator 3 zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Röhre S bewirkt wird, die lange Flanke der· Sägezahnkurve im wesentliehen geradlinig wird und daß außerdem der Ausgangskreis einen größeren induktiven Widerstand während der kurzen Sägezahnflanke als während der langen Sägezahnflanke besitzt, wobei die kurze Flanke abgekürzt ist, was sich in einer verbesserten ^v Abtastung bemerkbar macht. Damit die kurze Flanke der Sägezahnkurve abgekürzt werden kann, muß der Kondensator 7 beträchtlich kleiner sein als der Kondensator 3. Man kann die kurze Sägezahnflanke außerdem noch verbessern, indem man einen geeigneten Widerstand in Serie mit dem Kondensator 3 einschaltet oder indem man ein Tiefpaßfilter mit dem Rückkopplungsweg verbindet.

Die Frequenz der Sägezahnschwingung wird durch Veränderung des Widerstandes 12 geregelt und die Amplitude der Schwingung durch Veränderung des Widerstandes 4 oder vorzugsweise durch Veränderung der Spannung, die an diesen Widerstand gelegt wird. Es hat sich gezeigt, daß die Veränderung der Amplitude die Frequenz zu "verändern versucht, indem beispielsweise die Frequenz niedriger wird, wenn die Amplitude zunimmt. Diese Schwierigkeit kann praktisch dadurch beseitigt werden, daß man den Gitterwiderstand 12 zur Anode der Röhre 10 zurückführt oder zu einem Abgriff auf dem Widerstand 4, anstatt ihn mit der Kathode der Röhre 10 zu verbinden. In diesem Fall bewirkt ein Anwachsen der Amplitude ein Anwachsen der positiven Spannung am Gitterwiderstand 12 und verkürzt daher die Zeit bis zur Wiederherstellung der kritischen Gitterspannung. Wenn man dieses Verfahren anwendet, kann die Zeitkonstante von Kondensator 7 und Widerstand 12 vergrößert werden.

Um den Schwingungserzeuger mit dem Fernsehsender in Gleichlauf zu halten, kann man positive Synchronisiersignale dem Gitter der Röhre 10 oder der Anode der Röhre5 zuführen; man kann aber auch negative Synchronisiersignale an das Gitter der Röhre 5 oder die Anode der Röhre 10 legen. Im letzten Fall werden die Synchronisierimpulse durch die Röhre 5 verstärkt, bevor sie an das Gitter der Röhre 10 gelangen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind die Schaltelemente, die ähnlich wirken wie in Abb. 1, mit denselben Buchstaben bezeichnet. Der Blockkondensator 7 liegt hier zwischen den Kathoden der beiden Röhren 10 und 5, und der Widerstand 12 wird verwendet, um die Vorspannung für die Röhre ro zu liefern. Der Strom für die Ablenkspulen 11 wird vom Transformator 6, der im Kathodenkreis der Röhre 5 liegt, abgenommen, deren Anode über den Widerstand 17 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Das Gitter · der Röhre 10 liegt unmittelbar am negativen Pol

der Spannungsquelle. Für den Ausgang der Röhre S ist also eine Kathodenfolgeschaltung verwendet, indem der Transformator 6 in die Kathodenleitung der Röhre 5 gelegt ist. In den Anodenkreis der Röhre 5 ist ein Widerstand 17 eingeschaltet, und der Kondensator 3 liegt zwischen der Anode der Röhre 10 und der Anode der Röhre5, so daß eine Gegenkopplung entsteht, welche die Linearisierung der Ladekurve des Kondensators 3 bewirkt. Der Anodenwiderstand 17 kann auch durch eine weitere Wicklung auf dem Transformator 6 gebildet werden. Die Gegenkopplung durch den Widerstand in der Kathodenleitung der Röhre bewirkt zwar, wenn dieser groß ist im Vergleich zum Innenwiderstand der Röhre, daß die Spannung der Kathode praktisch den Spannungsveränderungen des Röhrengitters »nachläuft«. Läge jedoch der Kondensator 3, statt wie in Abb. 2 dargestellt, zwischen der Anode der Röhre 10 und dem negativen Pol der Spannungsquelle, so würde eine nicht lineare Eingangsspannung der Röhre 5 nicht linearisiert werden.

Ein Vorteil der zusätzlichen Gegenkopplung durch die Kathodenfolgeschaltung liegt darin, daß, bei teilweiser induktiver Belastung, z. B. während der kurzen Sägezahnflanke, eine größere negative Vorspannung als gewöhnlich an die Röhre gelegt werden kann, so daß an Anodenstrom gespart wird. Im gewöhnlichen Fall ist die Primärwicklung des Transformators so gewickelt, daß ein geeigneter Gleichstromwiderstand für die automatische Vorspannung der Röhre vorhanden ist. Es kann auch in der Schaltung der Abb. 1 der Transformator 6 eine zusätzliche Wicklung erhalten, die im Kathodenkreis der Röhre 5 an Stelle des Widerstandes 13 und des Kondensators 14 liegt, um eine zusätzliche Gegenkopplung zu bewirken.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. 2 ist folgende: Wenn die Kathode der Röhre 10 zunächst positiv ist und die Röhre daher nicht leitet, wird der Kondensator 3 über den Widerstand 4 aufgeladen. Die anwachsende positive Spannung, welche über den Kondensator 8 an das Gitter der Röhre 5 gelangt, verursacht ein Positivwerden der Kathodenspannung dieser Röhre. Unterdessen fließt die positive Ladung des Kondensators 7 über den Widerstand 12 ab, bis die Vorspannung nicht mehr genügt, um die Röhre 10 zu sperren. Die Röhre 10 wird leitend, die Spannung an der Anode der Röhre 10 und am Gitter der Röhre 5 beginnt zu fallen, und die Kathode der Röhre 5 folgt dieser Spannungsänderung. Der Spannungsabfall wird durch die Kopplung der Kathode der Röhre 5 mit der Kathode der Röhre 10 über den Kondensator 7 beschleunigt und hält so lange an, bis der Strom der Röhre 10, der durch den Widerstand 12 hindurchfließt, die negative Ladung am Kondensator 7 aufhebt und die Kathode der Röhre 10 auf eine solche positive Spannung anhebt, daß die Röhre wieder gesperrt wird.

Wie in der Schaltung nach Abb. 1 ist auch hier die Frequenz der Schwingung durch die Zeitkonstante von Widerstand 12 und Kondensator 7 bestimmt. Man kann aber auch einen Widerstand 16 und einen Kondensator 15, wie durch die gestrichelten Linien angegeben, zur Regelung der Schwingungsfrequenz einschalten. Ein Vorteil dieser Abänderung besteht darin, daß man den Widerstand 12 im Kathodenkreis kleiner machen kann, was sich in einem Anwachsen der Amplitude der Sägezahnspannung an der Anode der Röhre 10 bemerkbar macht. Die kurze Flanke der Sägezahnkurve kann weiter verkürzt werden, indem man einen geeigneten Widerstand in Reihe mit dem Kondensator 3 einschaltet oder ein Tiefpaßfilter verwendet, wie oben erwähnt.

Synchronisiersignale können in negativem Sinn an das Gitter der Röhre S oder an die Anode der Röhre 10, positive Synchronisiersignale an das Gitter der Röhre 10 geführt werden. Im letzteren Fall kann man die kombinierten Bild- und Synchronisierspannungen, an das Gitter legen, falls die Gleichstromkomponente des Signals vorhanden ist. Für den Fall, daß der Schwingungserzeuger für die Zeilenzugablenkung verwendet werden soll, verwendet man ein Tiefpaßfilter, um die Frequenzen, welche höher sind als die Zeilenzugfrequenz, abzuschneiden.

Die Schaltungen sind zwar unter Bezugnahme auf magnetische Ablenkung beschrieben, man kann aber ebensogut elektrostatische Ablenkung verwenden. In diesem Fall ist es möglich, einen Widerstand in Serie mit einer kleinen Induktivität an Stelle des Ausgangstransformators 6 zu verwenden, gs Gegentaktausgangsspannungen von Sägezahnform kann man erhalten, wie es vorher bereits erwähnt wurde, wenn man der Ausgangsröhre Widerstände im Kathoden- und Anodenkreis gibt. Ein Transformator mit einer Sekundärwicklung, welche einen Mittelabgriff hat, kann an Stelle des Transformators 6 in Abb. 2 zur Erzeugung von Gegentaktausgangsspannungen verwendet werden. Es ist klar, daß an Stelle eines Transformators im Ausgangskreis auch eine Drosselspule oder ein Widerstand mit einem Kondensator für die Ankopplung der Röhre an die Belastung verwendet werden kann.

Es wird darauf hingewiesen, daß die beschriebenen Anordnungen besonders für die Erzeugung von Zeilenzugablenkspannungen in einem Fernsehempfänger oder in anderen Kreisen Verwendung finden können, wo die ohmsche Komponente des Ausgangskreises, beispielsweise der Ablenkspulen, größer ist als die induktive Widerstandskomponente, mindestens für die lange Flanke der Sägezahnkurve. '

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Selbstschwingender Sägezahnschwingungsgenerator, bei dem ein Kondensator (Ladekondensator) über einen Widerstand aufgeladen und über eine Entladeröhre entladen wird, bei dem die an dem Kondensator stehende Spannung eine weitere Verstärkerröhre steuert, in deren Ausgangskreis die Sägezahnschwingung

■ erregt wird, und bei dem zur Aufrechterhaltung der Schwingungen eine Rückkopplung zwischen dem Ausgangskreis· der Verstärkerröhre und dem Steuergitter der Entladeröhre vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Linearisierung der Ladekondensator zwischen die Anode und das Steuergitter der Verstärkerröhre eingeschaltet ist.
2. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anto spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbelastung der Verstärkerröhre in der Anodenleitung liegt und die Rückkopplung über einen Kondensator zwischen der Anode der Verstärkerröhre und dem Gitter der Entladeröhre erfolgt.
3. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbelastung in der Kathodenleitung der Verstärkerröhre liegt und die Rückkopplung über einen Kondensator zwischen der Kathode der Verstärkerröhre und der Kathode der Entladeröhre erfolgt.
4. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Ausgangsbelastung in der Anoden- und der Kathodenleitung der Röhre liegt.
5. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbelastung durch die Primärwicklung des Kopplungstransformators für die Ablenkspulen dargestellt wird.
6. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch i, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Minuspunkt der Spannungsquelle und dem Gitter der Entladeröhre und gegebenenfalls der Verstärkerröhre ein Gitterableitwiderstand liegt.
7. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch i, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Minuspol der Spannungsquelle und dem Gitter der Verstärkerröhre ein Gitterableitwiderstand, in der Kathodenleitung der Entladeröhre ein weiterer Widerstand und gegebenenfalls zwischen dem Gitter der Entladeröhre und dem Minuspol der Spannungsquelle ein i?C-Glied liegt.
8. Sägezahnschwingungserzeuger nach Anspruch ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß positive Synchronisierimpulse an das Gitter der Entladeröhre bzw. die Anode der Verstärkerröhre oder negative Synchronisierimpulse an das Gitter der Verstärkerröhre bzw. die Anode der Entladeröhre gelegt werden.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 648 185.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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