DE951387C

DE951387C - Circuit for generating saw-tooth-shaped deflection currents

Info

Publication number: DE951387C
Application number: DEL4331D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Reinhard
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-02-11
Filing date: 1944-02-11
Publication date: 1956-10-31

Description

Schaltung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ablenkströme Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme hoher Frequenz für die magnetische Ablenkung des Elektronenstrahlesin BraunschenRöhren, insbesondere für die Zeilenablenkung beim Fernsehen, wobei Ablenkspulen, deren Zeitkonstante groß gegen die Ablenkperiode ist, im Anodenkreis einer als Schaltröhre dienenden Elektronenröhre mit kleinem Innenwiderstand liegen, der eine Rückgewinnungsdiode direkt oder indirekt parallel geschaltet ist.Circuit for generating sawtooth deflection currents The invention deals with a circuit arrangement for generating sawtooth currents high frequency for the magnetic deflection of the electron beam in Braun tubes, especially for the line deflection in television, with deflection coils, their time constant is large compared to the deflection period, in the anode circuit of one serving as a switching tube Electron tube with a small internal resistance, which has a recovery diode is connected directly or indirectly in parallel.

Es ist naheliegend, für diesen Zweck folgende Schaltanordnung zu benutzen: In einer der bekannten Generatorschaltungen stellt man sich zunächst einen Spannungszägezahn her, den man dann an das Gitter einer Verstärkerröhre legt, in deren Anodenkreis die Ablenkspulen liegen. Dieses Verfahren ist jedoch nur für verhältnismäßig tiefe Frequenzen praktisch durchführbar, da eine im Vergleich zur Periodendauer der Kippspannung kleine Zeitkonstante des Anodenkreises vorausgesetzt werden muß; damit keine Verzerrung des Stromanstiegs und ein genügend langer Rücklauf gewährleistet ist.It is obvious to use the following switching arrangement for this purpose: In one of the known generator circuits, a voltage tooth tooth is first created which is then placed on the grid of an amplifier tube, in its anode circuit the deflection coils are lying. However, this procedure is only for relatively deep Frequencies practically feasible, as a comparison to the period of the breakover voltage a small time constant of the anode circuit must be assumed; so no distortion the current rise and a sufficiently long return is guaranteed.

In dieser Hinsicht sei mit einer Pentode im Sägezahngenerator die bekannte Vertikalablenkendstufe angeführt, deren Zeitkonstante klein ist gegen die Periodendauer der Sägezahnschwngung und die bereits mit einer annähernd sägezahnförmigen Steuerspannung angesteuert wird, aber niemals eine Rückgewinnungsschaltung besitzt, im Gegensatz zu den Horizontalablenkschaltungen, die Rückgewinnungsschaltungen sind. Allen Horizontalendstufen sind also Boosterdioden parallel geschaltet. Bei Horizontalablenkgeneratoren ist grundsätzlich immer die Zeitkonstante des Ablenksystems groß gegen die Periodendauer der Sägezahnschwingung. Auch ist eine Schaltung bekannt, in der die Pentode nicht als Schaltröhre arbeitet und im Gebiet hohen Widerstandes betrieben wird.In this regard, with a pentode in the sawtooth generator is the known vertical deflection stage, whose time constant is small compared to the Period duration of the sawtooth oscillation and that which is already approximately sawtooth-shaped Control voltage is activated, but never has a recovery circuit, in contrast to the horizontal deflection circuits, the recovery circuits are. Booster diodes are connected in parallel to all horizontal output stages. With horizontal deflection generators the time constant of the deflection system is always large compared to the period the sawtooth oscillation. A circuit is also known in which the pentode is not works as a switching tube and is operated in the area of high resistance.

In Fig. i ist ein Schaltbild dargestellt, auf das alle die für hohe Frequenzen geeigneten Schaltungsanordnungen im Prinzip zurückgehen.In Fig. I a circuit diagram is shown, on which all the for high Frequencies suitable circuit arrangements decrease in principle.

Die Ablenkspulen i liegen im Anodenkreis einer Röhre 2 mit kleinem innerem Widerstand, die am Gitter mit Rechteckimpulsen gesteuert wird und zu der parallel eine Diode 3 mit ebenfalls kleinem innerem Widerstand liegt.The deflection coils i are in the anode circle of a tube 2 with a small internal resistance, which is controlled on the grid with square pulses and to the a diode 3 with a likewise small internal resistance is connected in parallel.

Im Gegensatz zu der zuerst angeführten Verstärkerschaltung arbeitet hier die Röhre 2 nicht als eine Verstärkerröhre, sondern sie übt die Funktion eines Schalters aus, indem sie die Ablenkspulen bei möglichst kleinen Spannungsverlusten an die Spannungsquelle q. schalten soll. Ist die Zeitkonstante L/R des Anodenkreises groß gegen die Periodendauer der Eingangsspannung am Gitter, so steigt der Strom in den Spulen praktisch geradlinig an.In contrast to the amplifier circuit mentioned first, it works here the tube 2 is not used as an amplifier tube, but rather it functions as one Switch off by activating the deflection coils with the smallest possible voltage loss to the voltage source q. should switch. Is the time constant L / R of the anode circuit large compared to the period of the input voltage at the grid, the current increases practically straight in the coils.

Nach dem Sperren der Röhre 2 führt der aus der Induktivität der Ablenkspulen und deren natürlichen Kapazität gebildete Resonanzkreis eine halbe Eigenschwingung aus, bis die Röhre 3 zur Wirkung kommt, indem die Spannung an deren Kathode negativ gegen die Anode wird.After blocking the tube 2, the leads from the inductance of the deflection coils and its natural capacity, the resonance circuit formed by half a natural oscillation off until the tube 3 comes into effect, making the voltage at its cathode negative against the anode will.

Der Verlauf des Stromes in den Ablenkspulen und der Spannung an den Spulen ist in Fig. 2 dargestellt. Man sieht als kennzeichnendsten Unterschied dieser Schaltung gegenüber der reinen Verstärkerschaltung, daß der Spulenstrom symmetrisch zur Nullinie ist.The course of the current in the deflection coils and the voltage across the Coil is shown in FIG. One sees this as the most characteristic difference Circuit compared to the pure amplifier circuit that the coil current is symmetrical is to the zero line.

Um einen möglichst linearen Verlauf des Spulenstromes zu erhalten, muß in bekannter Weise die Zeitkonstante L/R möglichst groß gegen die Dauer eines Sägezahnes sein, d. h: der Innenwiderstand der Röhre muß möglichst klein sein. Bei Verwendung einer Triode wird man daher meist gezwungen sein, das Gitter positiv zu steuern, was jedoch Leistung erfordert. Pentoden mit hoher Emission-besitzen auch bei Null Volt Gitterspannung schon einen genügend kleinen Innenwiderstand, jedoch auf Kosten der Schirmgitterleistung.In order to obtain the most linear possible course of the coil current, must, in a known manner, the time constant L / R as large as possible against the duration of a Be sawtooth, d. h: the internal resistance of the tube must be as small as possible. at Using a triode one will therefore mostly be forced to make the grid positive to control, but this requires performance. High emission pentodes-own a sufficiently small internal resistance even at zero volt grid voltage, but at the expense of screen grid performance.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, an Stelle einer Triode als Schaltröhre mit kleinem Innenwiderstand eine im RiL-Gebiet betriebene Pentode (H. Rothe und W. Kleen, »Elektronenröhren als End- und Senderverstärker« 1940, Akademische Verlagsgesellschaft, Becker und Erler KG., Leipzig, S.3) zu verwenden und zwecks Herabsetzung der erforderlichen Schirmgitterleistung eine Induktivität 5 in die Schirmgitterleitung zu schalten, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Drossel ist derart bemessen, daß für die Zeit kleinen Anodenstromes auch der Emissionsstrom und damit der Schirmgitterstrom klein ist. Entsprechend der Zeitkonstante des Schirmgitterkreises kommt dadurch das Schirmgitter erst allmählich auf volle Spannung. Dem Steuergitter der Pentode wird wie bei den bekannten Schaltungen mit Trioden eine Rechteckspannung zugeführt, und der erforderliche kleine dynamische Innenwiderstand wird durch eine sägezahnförmige Schirmgitterspannung erzielt. Um der! Nutzen dieser Maßnahme deutlicher zu machen, sind in Fig. ¢ einige Anodenstrom-Anodenspannungs-Kurven bei verschiedenen Schirmgitterspannungen gezeichnet. Mit größer werdender Schirmgitterspannung nimmt die Länge des steilen Astes der Kennlinie immer mehr zu. Würde die Schirmgitterspannung konstant gehalten werden, so würde das Schirmgitter während der Zeit, wo der Anodenstrom noch klein ist, einen um so größeren Strom aufnehmen, da j a dann der Emissionsstrom konstant wäre. Durch die Änderung der Schirmgitterspannung dagegen wird erreicht, daß während der Zeit kleinen Anodenstromes auch der Emissionsstrom und damit der S'chirmgitterstrom klein ist.According to the invention it is now proposed, instead of a triode as Interrupter with low internal resistance a pentode operated in the RiL area (H. Rothe and W. Kleen, "Electron tubes as power and transmitter amplifiers" 1940, Academic Verlagsgesellschaft, Becker und Erler KG., Leipzig, page 3) and for the purpose Reduction of the required screen grid power an inductance 5 in the To switch the screen grid line, as shown in FIG. This choke is dimensioned in such a way that for the time the anode current is small, so is the emission current and so the screen grid current is small. According to the time constant of the screen grid circle as a result, the screen grid gradually comes to full tension. The control grid the pentode is a square wave voltage as in the known circuits with triodes and the required small dynamic internal resistance is provided by a Sawtooth screen grid voltage achieved. To the! Use this measure more clearly to make, some anode current-anode voltage curves are in Fig Screen grid voltages drawn. As the screen grid voltage increases, it increases the length of the steep branch of the characteristic curve increases more and more. Would the screen grid tension be kept constant so would the screen grid during the time when the anode current is still small, absorb a greater current, since then yes is the emission current would be constant. By changing the screen grid voltage, on the other hand, it is achieved that during the time of small anode current also the emission current and thus the The screen grid current is small.

In Fig.3 ist die Diode nicht gezeichnet. Selbstverständlich kann jedoch auch bei dieser Schaltung wie in Fig. i eine Diode der Pentode parallel geschaltet sein.The diode is not shown in FIG. Of course it can In this circuit, too, as in FIG. 1, a diode is connected in parallel to the pentode be.

Für manche Zwecke, wie z. B. die Polarkoordinatenablenkung des Elektronenstrahls in Braunscheu Röhren, ist es erforderlich, eine unsymmetrische Auslenkung nach der einen Richtung zu haben. Dies läßt sich unter Verwendung der eben beschriebenen Diodenschaltung nur durch beträchtlichen zusätzlichen Aufwand an Schaltelementen erreichen.For some purposes, such as B. the polar coordinate deflection of the electron beam in Braunscheu tubes, it is necessary to have an asymmetrical deflection after the to have a direction. This can be done using the methods just described Diode circuit only through considerable additional expenditure on switching elements reach.

Gemäß der weiteren Erfindung wird nun eine vereinfachte Schaltung vorgeschlagen, die vorzugsweise für die erwähnte unsymmetrische Auslenkung verwendet werden kann. Diese Schaltung ist in Fig. 5 dargestellt. Darin bezeichnet i die Ablenkspulen, 2 die parallel dazu liegende natürliche Kapazität und 3 eine Elektronenröhre mit kleinem Innenwiderstand, deren Gitter über eine RC-Glied eine Impulsspannung zugeführt wird, wie sie schematisch durch a in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Spannurig bewirkt, daß die Röhren periodisch geöffnet und gesperrt sind. Während der Öffnungszeit steigt der Anodenstrom entsprechend der Zeitkonstante L/R des Anodenkreises- nach der Funktion i = io (i - e nlL) an. According to the further invention, a simplified circuit is now proposed which can preferably be used for the mentioned asymmetrical deflection. This circuit is shown in FIG. Here, i denotes the deflection coils, 2 the natural capacitance lying parallel to them, and 3 an electron tube with a low internal resistance, the grid of which is supplied with a pulse voltage via an RC element, as shown schematically by a in FIG. This tension causes the tubes to be periodically opened and locked. During the opening time, the anode current increases according to the time constant L / R of the anode circuit - according to the function i = io (i - e nlL) .

Vom Augenblick des Sperrens an ist der aus der Induktivität und der Kapazität der Ablenkspulen gebildete Kreis praktisch ungedämpft und beginnt eine Eigenschwingung auszuführen. Nach einer Viertelperiode erreicht der Spulenstrom den Wert Null.From the moment of blocking on is the one from the inductance and the one Capacity of the deflection coils formed circle practically undamped and begins a Run natural oscillation. After a quarter cycle the coil current reaches the value zero.

Gemäß der weiteren Erfindung werden nun in diesem Zeitpunkt die Röhren wieder geöffnet, so daß die Eigenschwingung des Kreises durch den -kleinen Innenwiderstand der Röhre sofort unterbrochen wird und der Vorgang des Stromanstieges nach der e-Funktion von neuem beginnt.According to the further invention, the tubes are now opened again, so that the natural oscillation of the circle by the -small internal resistance the tube is immediately interrupted and the process of increasing the current after the e-function starts all over again.

Fig. 6, a zeigt den Verlauf der Gitterspannung, b den Verlauf des Anodenstromes und c den Verlauf des Spulenstromes.Fig. 6, a shows the course of the grid voltage, b the course of the Anode current and c the course of the coil current.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for generating sawtooth-shaped Currents for the magnetic deflection of the electron beam in Braunscheu tubes; wherein the deflection coils, the time constant of which is large compared to the deflection period, im Anode circle one serving as a switching tube with an electron tube low internal resistance, which a recovery diode directly or "indirectly is connected in parallel, characterized in that as a switching tube with a small Internal resistance a pentode operated in the Ril area is used in the screen grid lead there is a choke which is dimensioned in such a way that the anode current is small for the time the emission current and thus the screen grid current is also small.

2. A circuit according to claim i for an asymmetrical deflection of the electron beam, characterized in that the temporal length of the pulses is approximately equal to a quarter of the natural oscillation period formed from the inductance and the capacitance of the deflection coils. Documents considered: German Patent No. 613 044; French patents. No. 821 198, 801 700, 679 349; British Patent No. 359 041; "The Telefunken Tube", 1937, no. Ii, pp.266 to 272.