DE955981C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromverlaufs - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 17. JANUAR 1957

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Stromverlaufs

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromverlaufs in einer Spule, insbesondere in der Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre, wie sie z. B. als Bildröhre in Fernsehempfängern verwendet wird.

Zur magnetischen Ablenkung eines Elektronenstrahles ist es grundsätzlich nicht notwendig, eine Leistung aufzuwenden. Die Elektronen haben vor und nach der Ablenkung aus ihrer ursprünglichen Richtung die gleiche Geschwindigkeit, es ist ihnen also keinerlei Energie zugeführt worden. Ein Leistungsverbrauch entsteht erst durch die unvermeidlichen Verluste in den das zeitlich veränderliche Feld erzeugenden Elementen (Spulen, magnetische Werkstoffe) und durch die Verluste in den den zeitlichen Ablauf des Feldes steuernden Röhren.

Als man anfing, die magnetische Ablenkung von Kathodenstrahlen für das Fernsehen anzuwenden, war man vor allen Dingen bei der Horizontalablenkung gezwungen, die obenerwähnten Verluste künstlich durch Einfügen von Dämpfungswiderständen zu erhöhen, um den gewünschten zeitlichen Verlauf sicherzustellen. Bei derartigen Schaltungen ist es auch schon bekannt, zur Linearisierung eine Gegenkopplung aus dem Ausgangskreis auf den Eingangskreis vorzusehen.

Seither sind eine Reihe von Schaltungen entwickelt worden, die es gestatten, ohne zusätzliche Dämpfung zu arbeiten, -und neue Werkstoffe (Ferrite) erlauben es, die unvermeidlichen Verluste herabzusetzen. Die Erfindung geht von einem bekannten Sägezahnstromgenerator aus, bei dem während des Hinlaufs eine an einem Kondensator stehende Gleichspannung über eine Schalterdiode an die mit dem sägezahnförmigen Strom zu speisende Spule gelegt ίο wird und bei dem während des Rücklaufs die Spule mit den bei gesperrter Schalterdiode noch angeschlossenen Kapazitäten eine freie Halbschwingung ausführt. Zur Kompensation der durch die Ohmseben Widerstände und den Diodenwiderstand bedingten Abweichungen von der Linearität des Sägezahnstromes ist bereits vorgeschlagen worden, der Spule eine zusätzliche Spannungskomponente von etwa sinusförmigem oder sägezahnförmigem Verlauf von einer Impedanz zuao zuführen, die in dieser durch Anschluß an einen geeigneten Punkt der Spule bzw. des die Spule speisenden Transformators erzeugt wird.

In Abb. ι ist eine derartige vorgeschlagene Schaltung zur Erläuterung der der Erfindung zugründe liegenden Probleme wiedergegeben.

Mit ι ist die Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre bezeichnet, in der ein sägezahnförmiger Strom erzeugt werden soll. Die lange Flanke des Sägezahnstromes wird durch Anlegen einer an dem Kondensator 2 stehenden konstanten Spannung über die Schalterdiode 3 an die Spule 1 erzeugt. Wenn diese Spannung konstant ist, so fließt in der Spule ein linear ansteigender Strom. Am Ende der langen Flanke sperrt die Diode 3, und die Spule 1 macht eine freie Halbschwingung mit ihrer Eigenkapazität. Die Energieverluste der Schaltung werden z. B. über einen Spartransformator 5 von der Röhre 6 ersetzt, deren Steuergitter die Synchronimpulse zugeführt werden und deren Anodenstrom so ausgesteuert wird, daß die Schalterdiode 3 während des langen Sägezahnhinlaufs geöffnet bleibt. An eine weitere Wicklung des Trans- i formators 5 ist in üblicher Weise eine Diode 7 zur Gewinnung der Hochspannung zur Strahlbeschleunigung in der Kathodenstrahlröhre durch Gleichrichtung der Rücklaufspannungsspitzen angeschaltet.

Bei den in Praxis verwendeten Schaltungen steht an dem Kondensator 2 außer der Gleichspannung, öo die den sägezahnförmigen Spulenstrom erzeugen soll, noch eine annähernd parabelförmige Spannung, wie in Abb. 2 a dargestellt. Dieser Spannungsverlauf dient zur Tangensentzerrung, wie in dem Aufsatz von R. Andrieu, Telefunken-Zeitung 25, Heft 95, S. 107 bis 114, erläutert. In der Zeit zwischen t₁ und t₂ legt der Kathodenstrahl den sogenannten Hinlauf zurück, zwischen t₂ und t_s erfolgt die schnelle Bewegung des Kathodenstrahls in umgekehrter Richtung (Rücklauf). Da die Spannung an der Induktivität der Spule 1 in den Zeitpunkten t₂ und i₃ die gleiche ist, würde bei Abwesenheit von Ohmschen Spannungsabfällen die Geschwindigkeit des Leuchtflecks zu beiden Zeitpunkten gleich sein. Da aber der Strom in der Spule zwischen t₂ und i₃ seine Richtung umkehrt und außerdem der Strom in der Diode 3 zu beiden Zeitpunkten verschieden sein kann, ist die Spannung an der Induktivität 1 wegen des Ohmschen Spannungsabfalles in der Spule und an der Diode in beiden Zeitpunkten nicht gleich. Dies bedingt eine verschiedene Geschwindigkeit des Leuchtflecks am Anfang und Ende des Hinlaufs.

Zur Kompensation dieses Geschwindigkeitsunterschiedes ist die Impedanz, z. B. bestehend aus dem Kondensator 10, der Induktivität 11 und dem Widerstand 12, vorgesehen. Der Strom, der über die Impedanz 10, 11, 12 zusätzlich durch den Kondensator 2 fließt, erzeugt bei richtiger Dimensionierung dieser Elemente und richtiger Wahl des Anschlußpunktes am Transformator 5 eine Spannung an dem Kondensator 2, die den Einfluß der obenerwähnten Ohmschen Spannungsabfälle kompensiert. Es wird also erreicht, daß die Geschwindigkeit des Leuchtflecks während des Hinlaufs angenähert konstant wird. Der Spannungsverlauf an dem Kondensator 2 sieht dann wie in Abb. 2 b dargestellt aus. Es muß allerdings gleichzeitig der Wert des Kondensators 2 so geändert werden, daß die Amplitude der parabolischen Spannungskomponente und damit die Tangensentzerrung während des Hinlaufs erhalten bleibt. Es ist manchmal erwünscht, daß die "Spannung am Kondensator 2 völlig konstant ist, z. B. um zu erreichen, daß die parabolische Spannungskomponente nicht an den Transformator wick- lungen 5 steht. Dies kann für die Aussteuerung der Röhre 6 von Vorteil sein.. Zu diesem Zweck muß der Kondensator 2 sehr groß sein und die Tangensentzerrung an anderer Stelle der Schaltung bewirkt werden. Dies ist durch die Erfindung dadurch ioo ermöglicht, daß die Spule 1 an den Transformator 5 über einen Kondensator 14 angekoppelt ist und daß die Impedanz 10, 11, 12 mit diesem Kondensator 14 und einer Teilwicklung 18 des Transformators 5 mit oder ohne Einschluß des Speicherkondensators.2 einen Kreis bildet, in den die Transformator-Spannung einen Strom treibt, der eine im linearisierenden Sinne wirkende Korrekturspannung erzeugt.

In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier bedeuten gleiche Bezugszeichen gleiche Schaltelemente wie in Abb. 1. Um eine Regelung der Sägezahnamplitude zu ermöglichen, ist die Röhre 6, die die Energieverluste der Schaltung ersetzt und für die Offenhaltung der Diode 3 während des letzten Teils des Sägezahnhinlaufs sorgt, in dieser Ausführung über zwei gegenläufig regelbare, zu einer Teilwicklung des Transformators 5 parallel geschaltete Spulen 15, 16 an den Transformator angekoppelt, so daß sich der scheinbare Ankoppelpunkt der Röhre 6 an dem Transformator verschieben läßt. Die Ablenkspule 1 ist an den Transformator über einen Kondensator angekoppelt. Da durch diesen Kondensator der angenähert sägezahnförmige Strom zur Spule 1 hindurchfließen muß, steht an ihm eine parabel-

förmige Spannung, die bei richtiger Bemessung die Tangensentzerrung bewirkt, so daß der Kondensator 2 so groß gewählt werden kann, daß an ihm eine konstante Spannung steht.

Die Impedanz zur Erzeugung der Kompensationsspannung, die in dem Beispiel wieder wie in Abb. ι durch den Kondensator io, die Induktivität ii und den Widerstand 12 dargestellt ist, ist zwischen einen entsprechenden Abgrifrpunkt des Transformators 5 und den Anschlußpunkt der Kapazität 14 an die Spule 1 eingeschaltet. Dadurch wird eine zusätzliche Spannung am Kondensator 14 durch den Strom erzeugt, den die Transformatorspannung durch die Impedanz treibt. Da die Spannung am Kondensator 14 der Abb. '3 das umgekehrte Vorzeichen besitzen muß als die Spannung am Kondensator 2 der Abb. 1, muß der Anschlußpunkt der Impedanz am Transformator 5 die entgegengesetzte Polarität gegenüber der Spannung am Abgriff in Abb. ι haben. Dies geschieht durch eine zusätzliche Wicklung 18 des Transformators, an deren Ende die Impedanz 10, 11, 12 angeschlossen ist. Insbesondere läßt sich dabei auch eine solche Bemessung der Indukivität n und des Widerstandes 12 finden, daß der Kondensator 10 in Fortfall kommen kann.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die parabolische Spannungskomponente teilweise am Kondensator 2 und teil- weise am Kondensator 14 erzeugt wird, und zwar durch geeignete kleinere Bemessung der Kapazität des Kondensators 2. Dann wird man zweckmäßig die Impedanz 10, 11, 12 — wie dargestellt — parallel zu der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren 2 und 14 unter Einschluß einer Teilwicklung 18 des Transformators 5 legen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromverlaufs in einer Spule, bei der während des Hinlaufs eine an einem Kondensator stehende Gleichspannung über eine Schalterdiode an die Spule gelegt wird und während des Rücklaufs die Spule mit den bei gesperrter Schalterdiode noch angeschlossenen Kapazitäten eine freie Halbschwingung ausführt und bei der zur Linearisierung des Sägezahnstromes der Spule eine zusätzliche Spannung von einer Impedanz zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (1) an den Transformator (5) über einen Kondensator (14) angekoppelt ist und daß die Impedanz (10, 11, 12) mit diesem Kondensator (14) und einer Teilwicklung (18) des Transformators (5) mit oder ohne Einschluß des Speicherkondensators (2) einen Kreis bildet, in den die Transformatorspannung einen Strom treibt, der eine im linearisierenden Sinne wirkende Korrekturspannung erzeugt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 223 664;
   deutsche Patentschrift Nr. 895 175;
   O. S. P.uckle, »Time Bases«, London 1951, insbesondere S. 117 ff., Abschnitt b.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

   © 609 550/350 T. (609 756 1.57)