DE954186C

DE954186C - Circuit for generating saw tooth-shaped currents

Info

Publication number: DE954186C
Application number: DET6275A
Authority: DE
Inventors: Gunther Paul
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-05-30
Filing date: 1952-05-30
Publication date: 1956-12-13

Description

Schaltung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme Die Erfindung. betrifft eine Schaltung zur Erzeugung sägezahnfiörmiger Ströme, insbesondere in den Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre für Fernsehzwecke. Es sind insbesondere für die Vertikalablenkung in der Bildröhre von, Fernsehempfängern Schaltungen bekanntgeworden., bei denen sich im Eingangskreis einer Röhre ein periodisch über einen Ladewiderstand aufigelndener und über eine besondere Entladevorrichtung, z. B. einen Sperrschwinger, entladener Kondensator befindet. Durch die im Eingangskreis - der Röhre stehende s"agezahndörmige Spannung wird im Aus, gangskreis, in, den entweder die Ablenkspulen direkt oder über einen Transformator eingeschaltet sind, :ein sägezafhnförmiger Strom erzeugt. Die an. sich zunächst erwünschte Linearität des Sägezahnhinlaufs des Stromes in den Ablenkspulen wird jedoch dadurch beeinträchtigt, da$ die verschiedenen, Zeitkonstanten dieser Schaltung, insbesondere die Ladezeitkonstante im Eingangskreis der Röhre, nicht genügend groß gemacht werden können, so daß der zeitliche Verlaud des Sägezahnhin.laufs näherungsweise exponentiell erfolgt.Circuit for generating sawtooth-shaped currents The invention. regards a circuit for generating sawtooth currents, particularly in the deflection coils a cathode ray tube for television use. There are especially for vertical deflection in the picture tube of, television receiver circuits become known., in which In the input circuit of a tube, a periodically triggered via a charging resistor and via a special unloading device, e.g. B. a blocking oscillator, discharged Condenser is located. By the s "age tooth-shaped in the input circle - the tube Voltage is generated in the output circuit, either directly or by the deflection coils are switched on via a transformer: a sawtooth-shaped current is generated. The on. First of all, the desired linearity of the sawtooth trace of the current in However, the deflection coils are affected by the different time constants this circuit, especially the charging time constant in the input circuit of the tube, cannot be made sufficiently large, so that the temporal load of the sawtooth run occurs approximately exponentially.

Um diesen Nachteil zu vermeiden., ist es bekannt, aus dem Ausgangskreis der Röhre eine sägezahnförmige Spannung in gegenkoppelndem Sinne in den .zu indwzieren. Dieses ges@hleht mittels einer im Ladestnoamkreis des Kondensators liegenden Induktivität, die mit -dem Ausgangstransformator gekoppelt ist. Weiterhin ist es. bekannt, eine derartige Schaltung dahin zu ergänzen, daß im Ladekreis des Kondensiabors eine zur Ko,ndensatorspannung gegenphasige Kompensationsspannung wirksam gemacht wird und die Netzwerke zur Erzeugung der Kompensationsspannung und der Gegenkopplungsspannung so auszubilden, daß sie im Ladekreis des Kondensators liegen, um eine schnelle Entladung des Kondensators. beim Sägezahnrücklauf zu ermöglichen.In order to avoid this disadvantage, it is known from the starting circle the tube a sawtooth-shaped voltage in a negative feedback sense in the .to indwzieren. This ges @ hleht by means of one in the charging circuit of the capacitor lying inductance, which is coupled to the output transformer. Farther is it. known to supplement such a circuit that in the charging circuit of the A compensation voltage in phase opposition to the capacitor voltage is effective in the capacitor laboratory is made and the networks for generating the compensation voltage and the negative feedback voltage to train so that they are in the charging circuit of the capacitor to a fast discharge of the capacitor. to enable the sawtooth return.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, das, Gitter der die Sägezahnströme liefernden Röhre an einen Abgriffpunkt der mit dem Ausgangstransformator gekoppelten. Induktivität zu legen, um Verzerrungen zu kompensieren. Diese vorgeschlagene Schaltung gestattet unter anderem die Vermeidung des sogenannten Tangensfehlers, der in Form einer Verzerrung der Randpartien des Bildes auf Bildschreiberöhren mit nahezu ebenem. Leuchtschirm auftritt und der darauf zurückzuführen ist"daß die äußeren Teile des Bildschirmes einen größeren Abstand von dem scheinbaren Drehpunkt des Kathodenstrahls. bei seiner Ablenkung besitzen als die mittleren Teile. Eine solche vorgeschlagene Schaltung soll zunächst an Hand der Abb. i näher erläutert werden. Mit i ist der Sügezahnkondensator bezeichnet, der von einer positiven Spannungsquelle über das Potentiometer 3, den Ladewiderstand 2 und die Transformatorwicklung .4 während des Sägezahnhinlaufs aufgeladen und durch eine Entladevorrichtung, z. B. einen Sperrschwinger «jährend des Sägezahnrüeklaufs entladen wird. Die am Kondensator i stehende Sügezahnspannung wird dem Gitter der Endröhre 8 von einem Abgriffpunkt der Spule 4 zugeführt. Dadurch entstehen in der Primärwicklung 9,des Ausganigstransiformators sägezahnförmige Ströme, die über eine Sekundärwicklung io den Ablenkspulen i i zugeführt werden,. Die Induktivität der Ablenkspulen i i ist dabei so klein, daß diese im wesentlichen als Ohmscher Widerstand für die Sägezahnströme betrachtet werden können.It has also already been proposed that the grid of the sawtooth currents supplying tube to a tapping point of the coupled to the output transformer. Put inductance to compensate for distortion. This proposed circuit allows, among other things, the avoidance of the so-called tangent error that occurs in the form a distortion of the edge parts of the image on picture recording tubes with almost flat. Luminescent screen occurs and is due to "that the outer parts of the The screen a greater distance from the apparent pivot point of the cathode ray. at its distraction possess than the middle parts. Such a proposed The circuit will first be explained in more detail with reference to Fig. I. With i is that A single-tooth capacitor, which is powered by a positive voltage source via the Potentiometer 3, the charging resistor 2 and the transformer winding .4 during the Sägezahnhinlaufs charged and through a discharge device, z. B. a blocking oscillator «Is discharged during the sawtooth return. The super-tooth voltage across the capacitor i is fed to the grid of the end tube 8 from a tapping point of the coil 4. Through this sawtooth-shaped currents arise in the primary winding 9 of the output transformer, which are fed to the deflection coils i i via a secondary winding io ,. The inductance the deflection coils i i is so small that it is essentially an ohmic Resistance for the sawtooth currents can be considered.

Da die Induktivität des Ausgangstransformators einen endlichen Wert besitzt, mwß der zeitliche Verlauf des die Primärwicklung 9 durchfließenden Aniödenstromes vom zeitlichen Verlauf des Stromes in den Ablenkspulen verschieden sein. Der Anodenstrom und damit auch die Steuerspannung muß daher so vorverzerrt werden, daß sich in den Ablenkspulen der erwünschte Stromverlauf einstellt. Die Einstellung am P@otentiometer 3 bestimmt die Amplitude des Sägezahnes, während der in den Ladestromkreis eingeschaltete veränderliche Widerstand 2, dessen. Wert vorzugsweise größer als der des. Potemtiometers 3 Ii'st, den zeitlichen Verlauf des Sägezahnhinlaufs am Kondensator i und damit letzten Endes auch den Stromverlauf in den Ablenkspulen bestiimmt, gleichzeitig aber auch die Amplitude des Sägezahnstromes beei:nfluß t. Es lUt sich,zeigen, daß der allgemeine Ausdruck für den zeitlichen Verlauf des Stromes in, den A-lenkspulen i i* für eine derartige Schaltung. die Formel hat.Because the inductance of the output transformer has a finite value possesses, the temporal course of the primary winding 9 flowing through the aniode current be different from the time course of the current in the deflection coils. The anode current and thus also the control voltage must therefore be pre-distorted in such a way that the Deflection coils sets the desired current flow. The setting on the potentiometer 3 determines the amplitude of the sawtooth while the one switched on in the charging circuit variable resistance 2, whose. Value preferably greater than that of the potentiometer 3 Ii'st, the temporal course of the sawtooth trace on the capacitor i and thus ultimately also determines the course of the current in the deflection coils, at the same time but also the amplitude of the sawtooth current when t. It is worth showing that the general expression for the temporal course of the current in the A-steering coils i i * for such a circuit. has the formula.

i (t) = 1o - e-at.. (A sin ojo t -I- B cos aoo t) wobei 10, a, A und B Konstanten sind und co, eine Frequenz" die nicht etwa gleich der Siätgezahngrundfrequenz sondern wesentlich niedriger ist (T ist die Periodendauer des. Sägezahns). Verschiedene Formen des Stromverlaufs, wie sie beispielsweise durch eine solche Schaltung nach vorstehender Formel -erhalten werden können, sind in Abb. 2 dargestellt.i (t) = 1o - e-at .. (A sin ojo t -I- B cos aoo t) where 10, a, A and B are constants and co, a frequency "which is not approximately equal to the basic frequency of the seed teeth it is much lower (T is the period of the sawtooth). Different forms of the current curve, as they can be obtained, for example, by such a circuit according to the above formula, are shown in Fig. 2.

In Abb. 2 a ist ein Ausschnitt aus einer Sinuskurve dargestellt, wobei im wesentlichen das Verhältnis des Arguments :des Sinus zur Sägezahngrundfrequenz die Abweichung von der Linearität, wie sie zur Vermeidung des Tangensfehlers erwünscht ist, beeinflußt. In der obigen Formel müssen zur Erzeugung' eines derartigen Stromes die Konstanten a und B zu Null gemacht werden. Durch eine Rechnung läßt sich zeigen, daß durch geeignete Wahl der Windungszahl der Spule 4 und des Abgriffpunktes an: dieser Spule sowie des Produktes R - C (wobei R der gesamte Ladewiderstand und C die Kapazität des Kondensators i ist) erreicht werden kann, daß a und B gleichzeitig gleich Null werden und wo den gewünschten Wert erhält.In Fig. 2a a section from a sinusoidal curve is shown, with essentially the ratio of the argument: the sine to the sawtooth fundamental frequency the deviation from the linearity, as it is desired to avoid the tangent error, influenced. In the above formula, in order to generate such a current, the constants a and B must be made zero. By means of a calculation it can be shown that by a suitable choice of the number of turns of the coil 4 and the tapping point on: this coil and the product R - C (where R is the total charging resistance and C is the capacitance of the capacitor i) it can be achieved that a and B at the same time equal to zero and where is given the desired value.

Soweit es sich um Geometriefehler handelt, die symmetrisch zur Mittellinie des Bildschirmes liegen, genügt,zur Kompensation ein reines Sinusglied, bei dem also die Konstanten a und Bin der obigen Gleichung Null sind. Der Regelwiderstand 2 gestattet es, die Größen a und B in einem gewissen Bereich um Null herum zu variieren, und ist so einzustellen, -daß die Größen gerade zu Null werden. Dann erfolgt der Stromverlauf der Ablenkspulen nach einer reinen Sinusfunktion entsprechend A.bb.2a oder 2b, die sich durch die Lage des Abgriffpunktes an der Induktivität 4 und damit der Größe von coo voneinander unterscheiden. Das Argument des Sinus kann in dieser Schaltung nicht geändert werden. Es ist durch die Dimensionierung der Wicklung 4 (Windungs2ahl und Lage des Abgriffpunktes) von vornherein .festgelegt, und der Regelwiderstand :2 erlaubt nur, a und B zu variieren. Wenn z. B. unsymmetrische Verzerrungen des Sägezahnstromnes erwünscht sind, wie sie in Abb. zc und zd dargestellt sind, um unsymmetrische Ge.ometrieverzerrungen zu kompensieren, können zu diesem Zweck die Größen a und B in der obigen Gleichung von Null verschieden gemacht werden. Bei einem reinen Sinusglied (a = Null, B = Null) ist .die Kurvenform zentralsymmetrisch .zum Punkt P (t = Nuil), der in der Mitte des Sägezahnhinlawfs lieb (Abt. 2a und 2b). Unsymmetrische Verzerrungen gegenüber dem Punkt P können nur auftreten, wenn außer dem Sinusglied auch das Cosinusglied von Null verschieden ist. Die Rechnung zeigt, daß a und -B immer gleichzeitig Null oder von Null verschieden sind und daß die unsymmetrischen Verzerrungen,, die jede dieser Größen bereits. für sich verursachen würde, in der gleichen Richtung wirken.As far as geometry errors are concerned that are symmetrical to the center line of the screen, a pure sine term is sufficient for compensation, in which the constants a and Bin of the above equation are zero. The variable resistor 2 allows the variables a and B to be varied in a certain range around zero, and is to be set in such a way that the variables just become zero. Then the current flow of the deflection coils takes place according to a pure sine function according to A.bb.2a or 2b, which differ from one another by the position of the tapping point on the inductance 4 and thus the size of coo. The argument of the sine cannot be changed in this circuit. It is determined from the outset by the dimensioning of winding 4 (number of turns and position of the tapping point), and the rheostat: 2 only allows a and B to be varied. If z. Be made as asymmetric distortions of Sägezahnstromnes are desirable as they zc in Fig. Zd and are shown in order to compensate unbalanced Ge.ometrieverzerrungen, may for this purpose, the sizes A and B in the above equation is different from zero. In the case of a pure sine term (a = zero, B = zero), the curve shape is centrally symmetrical to point P (t = Nuil), which is in the middle of the sawtooth drop (Section 2a and 2b). Asymmetrical distortions with respect to point P can only occur if, in addition to the sine term, the cosine term is also different from zero. The calculation shows that a and -B are always zero or different from zero at the same time and that the asymmetrical distortions, which each of these quantities already. in itself would act in the same direction.

An: sich ist also eine solche Einstellung ,zur unsymmetrischen Verzerrung in der Schaltung nach Ab@b. i bereits möglich,- jedoch ist bei jeder Veränderung der Geometrieverzerrungen am Widerstand :2 ein Nachstellen der Amplitude am Potentiometer 3 notwendig. Gemäß der Erfindung ist die vorgeschlagene Schaltung daher so abgewandelt, daß ein. einen geringen Teil des Ladewiderstandes darstellendes Potentiometer vorgesehen ist, welches zwischen dem nicht mit dem Kondensator verbundenen Ende der zwischen dem restlichen Ladewiderstand und dem Sägezahnkondensator eingeschalteten Induktivität und einem weiteren Punkt dieser Induktivität liegt und über dessen Abgriffpunkt der Ladestrom von dem restlichen Teil des Ladewfid.ers.tandes zugeführt wird, so daß eine unsymmetrische Verzerrung der langen Flanke des Sägezahnstroms einstellbar ist.In: itself is such an attitude towards asymmetrical distortion in the circuit according to Ab @ b. i already possible, - however, is with every change of the geometry distortions on the resistor: 2 readjustment of the amplitude on the potentiometer 3 necessary. According to the invention, the proposed circuit is therefore modified so that the existence. A potentiometer representing a small part of the charging resistor is provided is, which is between the end of the between the not connected to the capacitor the remaining charging resistor and the sawtooth capacitor switched on inductance and a further point of this inductance lies and above its tapping point the charging current is supplied from the remaining part of the Ladewfid.ers.tandes, so that an asymmetrical distortion of the long edge of the sawtooth current can be set is.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 3, in der der mit dem Sägozahnkondemsator nicht verbundene Teil der Spule 4 durch ein Potentiometer 12 überbrückt ist, über dessen Abgrif'fpunkt der Ladestrom fließt. Die gegenüber Abb. i univerändert gebliebenen. Teile der Schaltung sind mit den gleichen Bezugsizeichen wie in Abb. i bezeichnet bzw. nicht noch eimnal dargestellt. Die Einstellung der einseitigen Geometrieverzerrung geschieht bei der Schaltung nach Abb. 3 am Potentiometer 12. Wählt man den Widerstand 2 groß gegenüber den Potentiometerwiderständen 3 und 12, so kann. diese Einstellung ohne wesentliche Beeinflussung der Amplitude durchgeführt werden, da der Ladestrom und die Endspannung des Kondensators, i bei einer solchen Einstellung am Potentiometer 12 kaum geändert werden.An exemplary embodiment is shown in Fig. 3, in which the one with the saw tooth capacitor unconnected part of the coil 4 is bridged by a potentiometer 12, over whose Abgrif'fpunkt the charging current flows. Those that have remained unchanged compared to Fig. I. Parts of the circuit are marked with the same reference numerals as in Fig. I or not yet shown once. The setting of the one-sided geometry distortion happens with the circuit according to Fig. 3 at the potentiometer 12. Select the resistor 2 large compared to the potentiometer resistors 3 and 12, so can. this setting can be carried out without significantly affecting the amplitude, since the charging current and the final voltage of the capacitor, i with such a setting on the potentiometer 12 can hardly be changed.

Die in Abb. 4 dargestellte Schaltung, bei der das Potentiometer i2 nicht nur über einen Teil, sondern über die ganze Spule 4 geschaltet ist, erlaubt in der einen Richtung (Abb. 2d) noch größere Geometrieverzerrungen als die Schaltung entsprechend Abb. 3, arbeitet im übrigen aber so wie diese. Beide Schaltungen erlauben - solange Widerstand 2 nicht regelbar ist -ebenso wie die in Abb. i dargestellte Schaltung, in gewissen Grenzen eine beliebige unsymmetrische Geometrieverzerrung in beiden Richtungen (Abb. 2 c und - 2 d) und eine solche Regelstellung, daß a und B zu Null werden und eine reine Sinusfunktion von bestimmter Kreisfrequenz wo übrigbleibt, die nicht geregeltwerden kann. Eine stetige Regelung auch von wo ist erst mÖglich, wenn in den Schaltungen entsprechend Abb. 3 und 4 auch der Widerstand 2 regelbar gemacht wird, wo dies gestrichelt angedeutet ist. Bei diesen Schaltungen kann man dann neben der Kompensation von Geometrieverzerrungen in beiden Richtungen auch den Tangensfehler kompensieren, indem man durch gleichzeitige entgegenwirkende Regelung an den Widerständen 2 und 12, die Größe wo verändert unter gleichzeitiger angenäherter Konstanthaltung der unsymmetrischen Verzerrungen. Insbesondere kann dabei auch a und B auf Null gehalten werden, so daß eine reine Tangensentzerrung durchführbar ist. Bei dieser Kompensation des Tangensfehlers bleibt allerdings wegen der Regelung an dem den wesentlichen Ladewiderstand ausmachenden Widerstand 2 die Amplitude nicht konstant, sondern muß am Potentiometer 3 noch nachgeregelt werden.The circuit shown in Fig. 4, in which the potentiometer i2 is switched not only over part but over the entire coil 4, allows even greater geometrical distortions in one direction (Fig. 2d) than the circuit according to Fig. 3 works otherwise like this one. Both circuits allow - as long resistor 2 is not adjustable -ebenso as the circuit i shown in Fig, within certain limits, any unsymmetrical geometry distortion in both directions (Fig 2 c and -. 2 d)., And such a control position that A and B become zero and a pure sine function of a certain angular frequency remains where it cannot be regulated. Continuous regulation, even from where, is only possible if resistor 2 is also made controllable in the circuits according to Fig. 3 and 4, where this is indicated by dashed lines. With these circuits, in addition to compensating for geometrical distortions in both directions, you can also compensate for the tangent error by changing the size where by simultaneously counteracting control on resistors 2 and 12 while at the same time keeping the asymmetrical distortions approximately constant. In particular, a and B can also be kept at zero, so that pure tangent rectification can be carried out. With this compensation of the tangent error, however, the amplitude does not remain constant because of the regulation at the resistor 2, which makes up the essential charging resistance, but must be readjusted at the potentiometer 3.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for generating sawtooth-shaped currents, in particular in the deflection coils of a cathode ray tube for television purposes, in which a capacitor (i) is located in the input circuit of a tube (8) which is periodically charged via a charging resistor (2) and discharged via a special discharge device (5) and at the sawtooth-shaped voltages are induced from the output circuit of the tube (8) on an inductance (4) connected in the input circuit between the charging resistor (2) and the capacitor (i), which is coupled to the grid of the tube (8) with a tapping point, characterized in that a potentiometer (i2) representing a small part of the charging resistor, which is located between the end not connected to the capacitor and a further point of the inductance and via the tap point of which the charging current is supplied from the remaining part of the charging resistor, is provided is that unbalanced distortion of the long edge of the sawtooth nstromes is adjustable.

2. Circuit according to claim i, characterized characterized in that the charging current at one between a positive voltage source and a further point of constant voltage, in particular ground, lying, potentiometer (3) is removed in such a way that the sawtooth amplitude by adjusting the tapping point of the potentiometer (3) is adjustable.

3. Circuit according to claim 2, characterized in that that a resistor (2) between the tapping points (this potentiometer (3) and the Potentiometer (r2) is arranged, whose resistance value is large compared to the resistance values the potentiometer is.

4. Formwork according to claim 3, characterized in that the resistor (2) is designed as a variable resistor and is adjustable such that while at the same time keeping the asymmetrical distortion constant of the sawtooth current enables constant regulation of the frequency of this current will.

5. A circuit according to claim i, characterized in that the potentiometer (i2) between the one not connected to the capacitor End and the tapping point of the inductance connected to the grid of the tube (8).

6. A circuit according to claim 1, characterized in that the potentiometer (1a) between the end not connected to the capacitor and the other end of the Inductance. Documents considered: "Time-Basis" by O. S. Puckle, London, 1951, p. 114 ff.