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Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Induktivität
Die Erfindung betrifft eine Schaltung -zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes
in einer Induktivität, bei der während des Sägezahnhinlaufs eine an einem Kondensator
stehende Spannung über eine Schalterdiode an die Induktivität gelegt ist und während
des Sägezahnrücklaufs bei gesperrter Diode die Induktivität mit den angeschlossenen
Schaltkapazitäten eine freie Halbschwingung durchführt, wobei an die Induktivität
eine gesteuerte Treiberröhre zur Deckung der Energieverluste der Schaltung und zur
Steuerung der Schalterdiode angekoppelt ist. Solche Schaltungen werden heute in
verschiedenen speziellen Ausführungsformen vorwiegend für die Horizontalablenkung
in Fernsehempfängern angewendet; wobei die erwähnte Induktivität durch die Ablenkspulen
dargestellt wird. Bekannt sind z.B. solche Schaltungen mit induktiver Kopplung zwischen
der Treiberröhre und den Ablenkspulen unter dem Namen »Blumlein-Schaltung« (vgl.
A n d r i e u »ie Zeilenablenkschaltung mit Spartransformator« in Telefunken-Zeitung,
Heft 95, Juni 1952, S. 107 bis 114) oder lein-Schaltung« (vgl. Andrieu »Die Zeilenahlenkspulen
und der Treiberröhre unter dem Namen »Direct-Drive-Schaltung«.
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Bei der Anwendung derartiger Schaltungen in Fernsehempfängern ist
es im allgemeinen notwendig, Einstellmittel zur Regelung der Ablenkamplitude
und
der Linearität des Sägezahnhinlaufs vorzusehen,. um die Fabrikations- und Röhrenstreuungen
auszugleichen. Dabei soll unter »Linearität« des Sägezahnhinlaufs, wie auch im folgenden,
ein solcher, meist nicht streng linearer zeitlicher Verlauf des Stromes in den Ablenkspulen
verstanden werden, bei dem sich eine konstante Wanderüngsgeschwindigkeit des Leuchtflecks
auf dem Schirm der Bildröhre während des Zelenhinlaufs ergibt. Diese Einstellmittel
brauchen nicht vom Benutzer des Gerätes betätigt zu werden,. sondern Urerden nur
im Prüffeld der Fabrik oder bei Reparaturen bzw. beim Auswechseln von Röhren durch
den Service einmalig fest eingestellt. Durch die Erfindung sollen solche Einstellmittel
dadurch überflüssig gemacht werden, daß eine automatisch wirkende Korrektion des
Stromes der Treiberröhre vorgesehen ist. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch,
daß im Stromkreis der Schalterdiode eine zusätzliche Impedanz liegt, aus der eine
Spannung abgeleitet wird, die dem Steuergitterkreis der Treiberröhre in solchem
Sinne zugeführt wird, daß während des Sägezahnhinlaufs eine Abnahme des Schalterdiodenstroms
den Strom der Treiberröhre vergrößert. Dadurch wird erreicht, daß der Diodenstrom
bei leitender Treiberröhre. konstant wird. Damit wird der Einfluß der Röhrenstreuungen
auf den Diodenstrom und somit auch auf den Spannungsabfall in der Diode ausgeglichen,:
so daß der Einfluß dieses Spannungsabfalls auf die Linearität immer derselbe ist.
Es können zwar in der Schaltung noch Glieder zur Beeinflussung der Linearität, insbesondere
zum Ausgleich der durch den endlichen Widerstand der Diode auftretenden Verzerrungen
erforderlich sein, diese brauchen jedoch nicht mehr einstellbar gemacht zu werden,
da die bisher notwendige Nachstellung dieser Glieder, z. B. bei Röhrenwechsel, nunmehr
entbehrlich ist.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Abb. i, die ein Ausführungsbeispiel
in Anwendung auf eine Blumlein-Schaltung darstellt, näher erläutert werden. Durch
den Kondensator i und die während des Sägezahnhinlaufs geöffnete Schalterdiode 2
wird eine konstante Spannung an eine Teilwicklung des- Ablenktransformators 3 gelegt.
Diese konstante Spannung wird durch den Transformator 3 auf die Ablenkspulen 4 übertragen
und erzeugt in diesen einen linear ansteigenden Strom. Etwaige Abweichungen von
der Linearität, die z. B. durch den ohmschen Spannungsabfall in der Diode :2 hervorgerufen
werden, können durch einen Korrekturkreis, bestehend aus dem Kopplungskondensator
5, dem oberen Ende des Transformators 3, der Induktivität 6 und dem Widerstand 7,
ausgeglichen werden. Auch jedes andere Mittel zur Korrektur der Linearität kann
statt dessen verwendet werden, wenn ein solches überhaupt, für erforderlich gehalten
wird.
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Die Energieverluste der Schaltung werden während des Sägezahnhinlaufs
durch die Treiberröhre 8 aufgebracht. Dabei soll die Röhre 8 einen solchen Strom
liefern, daß die Schalterdiode 2 während des ganzen Sägezahnhinlaufs geöffnet ist.
Durch einen mit den empfangenen Synchronimpulsen synchronisierten Spannungsverlauf,
der z. B. in einem Sperrschwinger erzeugt wird und dem Gitter der Röhre 8 mit negativ
gerichteten Spannungszeiten zugeführt wird, wird die Röhre 8 jeweils am Ende eines
Sägezabnhinlaufs gesperrt. Dadurch sperrt auch gleichzeitig die Schalterdiode 2.
Die Ablenkspule 4 mit dem angeschlossenen Ablenktransformator 3 und den auf sie
transformierten Schaltkapazitäten führt dann eine freie Halbschwingung aus, durch
-welche die Diode :2 gesperrt und nach ihrem Ablauf wieder geöffnet wird. Damit
ist der ursprüngliche Zustand der Schaltung wieder hergestellt; so daß der Sägezahnhinlauf
von neuem beginnt. Bei derartigen Schaltungen ist häufig noch auf dem Transformator
3 eine zusätzliche Wicklung vorgesehen, durch die die während der freien Rücklaufhalbschwingung
auftretenden Spannungsspitzen hochtransformiert werden und so durch Gleichrichtung
in einer Hochspannungsdiode zur Erzeugung der für die Bildröhre notwendigen Strahlbeschleunigungsspannung
dienen können. Dieser Teil der Schaltung ist für die im folgenden zu erläuternde
Erfindung ohne Bedeutung und daher in dem Schaltbild des Ausführungsbeispiels nicht
dargestellt.
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In Anwendung der Erfindung auf die bis hierher bekannte Schaltung
ist in den Stromkreis der Schalterdiode 2 eine Impedanz eingeschaltet, und zwar
in Form eines Widerstandes 9, zu dem parallel die Primärwicklung eines als Koppelglied
dienenden Transformators io liegt. Diese Impedanz ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
auf der Anodenseite der ' Schalterdiode gezeigt, da auf dieser Seite während des
Sägezahnrücklaufs keine wesentlichen Spannungsschwankungen auftreten, welche die"
Isolation des Transformators beanspruchen könnten. Bei anderen Ablenkschaltungen,
bei denen z. B. die Kathode -auf festem Potential liegt, wird man die Impedanz in
den kathodenseitigen Zweig des Diodenstromkreises . einschalten. Ganz allgemein
ist es vorteilhaft, die Impedanz in den Teil des Stromkreises der Schalterdiode
einzuschalten, in dem während des Sägezahnrücklaufs die kleineren Spannungsänderungen
auftreten.
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Die Sekundärwicklung des Transformators io ist in den Gitterkreis
der Treiberröhre 8 eingeschaltet, und zwar in dem Sinne, daß bei einer Abnahme des
Schalterdiodenstroms und damit der Spannung am Widerstand 9 zusätzlich zu der über
den Kondensator i i zugeführten Steuerspannung eine Korrektionsspannung erzeugt
wird, welche im Sinne einer Vergrößerung des Stromes durch die Röhre 8 wirkt.
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Es ist vorteilhaft, das " aus dem Widerstand 9 und dem Transformator
io gebildete Kopplungsglied so zu bemessen, daß seine Zeitkonstante größer als die
Sägezahnperiode ist, bei Anwendung der' Erfindung auf die Horizontalablenkung von
Fernsehempfängern also größer als die Zeilendauer, da sonst die Gefahr besteht,
daß durch eine eventuell auftretende Phasendrehung eine Rückkopplung für die Röhre
8 auftritt. Außerdem wird man den= Widerstand 9 möglichst klein wählen, da
jeder
ohmsche Widerstand im Diodenkreis, ebenso wie der Diodeninnenwiderstand selbst,
die Linearität des Sägezahnstromes verschlechtert und daher die Bemessung des Korrektionsgliedes
6, 7, das sonst bei geringeren Anforderungen an die Linearität unter Umständen ganz
weggelassen. werden kann, schwieriger und aufwendiger macht.
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Zur Erzielung einer genügend starken Regelwirkung--bildet man den
Transformator io daher als Aufwärtstransformator aus, indem die Anzahl der Sekundärwindungen
wesentlich größer gewählt wird als die Anzahl der Primärwindungen. Weiterhin ist
in vielen Fällen die Anbringung eines Dämpfungswiderstandes 12 parallel zur Sekundärwindung
des Transformators io erforderlich, um eine Schwingungsanregung durch plötzliche
Diodenstromänderungen, z. B. bei Beginn des Hinlaufs, an dem durch die Streuinduktivität
des Transformators und den angeschlossenen Kapazitäten gebildeten Schwingkreis zu
vermeiden und eine formgetreue Spannungsübertragung sicherzustellen.
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Abb. 2 stellt eine ähnliche Schaltung wie Abb. i dar, bei der die
Bemessung der verwendeten Schaltelemente und Spannungen eingezeichnet ist. Das Korrekturglied
5, 6, 7 gemäß Abb. i hat sich bei dieser Bemessung bei nicht allzu hohen Anforderungen
an die Linearität nicht für erforderlich erwiesen und wurde daher weggelassen. In
dieser Schaltung ist auch eine zur Erzeugung der Hochspannung für die Bildröhre
des Fernsehempfängers vorgesehene Gleichrichterröhre DY8o mit der zugehörigen Hochspannungswicklung
auf dem Transformator T1 mit eingezeichnet.