DE966315C

DE966315C - Selbstschwingende Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes in einer Spule

Info

Publication number: DE966315C
Application number: DEN550A
Authority: DE
Inventors: Bernhardus Gerhardus Dammers; Abraham Geertruda Wilh Uitjens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1949-02-28
Filing date: 1950-02-25
Publication date: 1957-07-25
Also published as: CH283220A; FR1013264A; GB667619A; BE494173A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstromes in einer Spule, die an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, dessen Primärwicklung im Ausgangskreis einer Entladungsröhre liegt, wobei die während des Hinlaufs des Sägezahnstromes über der Sekundärwicklung des Transformators auftretende Spannung gleichgerichtet wird und die gleichgerichtete Spannung im Ausgangskreis der Entladungsröhre wirksam ist und wobei dem Steuergitter der Entladungsröhre eine die Röhre während des Hinlaufes entsperrende, nahezu konstante, z. B. etwa dem Kathodenpotential entsprechende Spannung zugeführt wird, die von die Röhre während des Rücklaufes sperrenden Spannungsimpulsen periodisch unterbrochen wird.

Bei bekannten Schaltungen dieser Art wird als Entladungsröhre eine Triode, eine Raumlade-Gitterröhre oder eine Schirmgitterröhre benutzt, wobei sich Schwierigkeiten ergeben, wenn eine streng lineare Ablenkung erzielt werden soll, insbesondere wenn die Aufgabe besteht, daß dem Steuergitter aus dem Ausgangskreis eine Spannung zugeführt wird, derart, daß die Anordnung selbstschwingend ausgebildet ist. Wenn man als Entladungsröhre eine Schirmgitterröhre verwenden will, so ist besonders darauf zu achten, daß der maximale Anodenstrom und die Schirmgitter-Energieverluste nicht zu hoch werden, was insbesondere der

709 602/49

Fall ist bei der vielfach üblichen Art der Steuerung, bei der der Röhre eine nach der Entsperrung noch etwa sägezahnförmig weiter ansteigende Spannung zugeführt wird.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art werden diese Nachteile vermieden und man erhält eine gut lineare Ablenkung, ohne daß eine Gefahr der Überlastung der Röhre besteht, wobei weiter die Steuerspannung der Röhre auf einfache

ίο Weise erregt werden kann, wenn gemäß der Erfindung die Röhre eine Schirmgitterröhre ist und wenigstens ein Teil der über der Sekundärwicklung des Transformators auftretenden Spannung über die Reihenschaltung eines Kondensators und eines vorzugsweise regelbaren Widerstandes dem Steuergitter der Entladungsröhre zugeführt wird.

Es ist zwar an sich bekannt, in einer fremdgesteuerten, mit einer Schirmgitterröhre ausgerüsteten Verstärkerstufe, in der aus einer sägezahnförmigen

ao Steuerspannung ein sägezahnförmiger Strom in einem Ausgangstransformator erzeugt wird, von der Anode der Röhre auf das Gitter eine Gegenkopplungsspannung zurückzuführen, um eine bessere Linearisierung des Sägezahnstromes zu erhalten. Bei der Erfindung wird für eine selbstschwingende Schaltungsanordnung eine rückkoppelnde Spannung in den Gitterkreis zurückgeführt; durch die noch angewandte Gleichrichtung der Hinlaufspannung am Transformator wird dabei die erforderliche Stabilisierung auch der Steuerspannung erzielt. Die bekannte Schaltung löst nicht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe einer Verringerung des maximalen Anodenstromes und der Schirmgitter Verluste.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispiels weise näher erläutert.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Stromdiagramm, mit dessen Hilfe die Erfindung näher erläutert wird;

Fig. 3 zeigt den Verlauf der Steuergitterspannung als eine Funktion der Zeit.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält eine Pentode 1, in deren Anodenkreis die Primärwicklung 2 eines Transformators 3 aufgenommen ist. An einen Teil der Sekundärwicklung 4 dieses Transformators ist die Spule 5 (z. B. die Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre) angeschlossen, in der der Sägezahnstrom erzeugt wird.
Eines der Enden der Sekundärwicklung 4 ist mit dem Pluspol einer nicht dargestellten Speisequelle mit einer Spannung V_b verbunden. Das andere Ende liegt an der Anode einer Diode 6, deren Kathode sowohl mit dem von der Anode der Pentode abgewendeten Ende der Wicklung 2 als auch über einen Kondensator 7 mit der Kathode der Pentode verbundenist. Wird bei der bisher beschriebenen bekannten Schaltung die Röhre 1 geöffnet, so wird die Primärwicklung 2 des Transformators von einem Sägezahnstrom durchflossen. Während des Anlaufs dieses Stromes tritt über die Wicklung 4 eine Spannung von der in der Figur angedeuteten Polarität auf. Infolgedessen wird die Diode 6 leitend, wodurch der Kondensator 7 aufgeladen wird.

Wenn die Steuerung am Steuergitter 8 der Pentode mit Hilfe einer Sägezahnspannung erfolgt, die nach Überschreiten einer bestimmten negativen Vorspannung die Pentode entsperrt, treten die in der Fig. 2 dargestellten Stromcharakteristiken als eine Funktion der Zeit auf.

Die Röhre 1 wird von einem Strom J_n gemäß der Kurve 9 in Fig. 2 durchflossen. Dieser Strom hat einen Maximalwert I_{a max}, und der die Spule 5 durchfließende Sägezahnstrom ändert sich zwischen dem Wert — I₁ und + J₂, wobei I₁ + I₂ = 2 I_max ist, wenn I_max die Amplitude des Sägezahnstromes darstellt.

Aus Fig. ι geht hervor, daß die Spannung E_s über die Primärwicklung des Transformators durch

V_h - V_n

bedingt wird, wo η das Übersetzungsverhältnis des Transformators darstellt.
Aus Fig. 2 folgt:

ι + K

a (max)

K =

* a (tnaa

■Y] = jfT% = Wirkungsgrad der Spule

+ Transformator.

Aus den beiden Gleichungen folgt: I₁ ,-(V -V)-Zl E fr-»)<*+*)

^Μα[ηιαχ) \^r b ^v a) ' ·" -¹ max -¹^s -.ι—

n =

α + η

(2)

Um das linke Glied von (1) möglichst klein zu machen, soll erstens K möglichst klein gemacht werden, was bedeutet, daß l_a (_max) praktisch nicht größer als I₂ werden soll; zweitens der Wirkungsgrad möglichst hoch gewählt werden, indem die Spule 5 und der Transformator 3 möglichst verlustfrei ausgebildet werden; drittens das Übersetzungsverhältnis möglichst an 1 herangerückt werden. Um dies zu erzielen, ist es erforderlich, die Pentode 1 in bestimmter no Weise zu steuern.

Da in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung die beiden Transformatorwicklungen über die Diode 6 in Reihe geschaltet werden, kann man das Übersetzungsverhältnis n nicht beliebig wählen, da die mittleren Primär- und Sekundärströme einander gleich sein sollen, und im Zusammenhang mit der Abgabe des Sägezahnstromes an der Spule 5 eine weitere Beziehung zwischen den Amperewindungen in den beiden Wicklungen besteht.

An Hand dieser Bedingungen kann die Beziehung

abgeleitet werden, wo a = -~- == Verhältnis der in

Fig. 2 angedeuteten Oberflächen in den Stromdiagrammen und b = -^- — relativer Stromverlust, der

J-a

beim Kondensator 7 in Fig. 1 auftritt.
' Wenn man das Übersetzungsverhältnis an 1 heranrücken zu lassen wünscht, soll α möglichst groß gewählt werden, was bedeutet, wie aus Fig. 2 erhellt, daß die Pentode derart gesteuert werden muß, daß der mittlere Anodenstrom I_a möglichst dicht an den Maximalanodenstrom I_a (_max) heranrückt.

Dies wird dadurch erzielt, daß dem Steuergitter der Pentode eine Steuerspannung zugeführt wird, die sich in der in Fig. 3 dargestellten Weise mit der Zeit ändert.

Während des Hinlaufes des die Spule 5 in Fig. 1 durchfließenden Sägezahnstromes ist eine etwa konstante entsperrende Spannung V₀ am Steuergitter vorhanden, die z. B. dem Kathodenpotential der Pentode entspricht. Während des Rücklaufes wird die Röhre 1 von einer impulsförmigen Spannung gesperrt.

Die Schaltung nach Fig. 1 ist selbstschwingend ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein Rückkopplungsweg zwischen einer Anzapfung 10 auf der Sekundärwicklung des Transformators 3 und dem Steuergitter 8 der Pentode 1 vorgesehen. Dieser Rückkopplungsweg enthält einen Trennungskondensator 11 und einen vorzugsweise regelbaren Widerstand 12. Über die Sekundärwicklung 4 des Transformators entsteht eine Spannung, deren Form mit der gewünschten Steuergitterspannung übereinstimmt, so daß diese Spannung dem Steuergitter zugeführt werden kann. Das Steuergitter 8 ist über einen Ableitungswiderstand 13 mit der Kathode verbunden, und es können über einen Kondensator 14 Synchronisationssignale zugeführt werden.

Durch Änderung des Widerstandes 12 ist die Frequenz des Sägezahnoszillators regelbar.

Aus den Gleichungen (1) und (2) folgt:

(I + ΰ -η) (I +K)

(ι + b + a) (i +

wo der Faktor

b + a

durch die Steuerungsart der Pentode bedingt wird.

Bei der bekannten Steuerungsart ist der Wert dieses Faktors etwa 0,8 bis 0,9, und bei Verwendung der Schaltung nach der Erfindung ist ein Wert von weniger als 0,4 erreichbar. Infolgedessen ist ein größerer Sägezahnstrom bei einer beträchtlich niedrigeren Belastung der Pentode erzielbar.

Claims

PATENTANSPRUCH:

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 737 998;

britische Patentschriften Nr .400 976,482 370,522 637; französische Patentschriften Nr. 871 726, 901 784; schweizerische Patentschrift Nr. 223 180;

»Hausmitteilungen der Fernseh G. m. b. H.«, Bd. 1, H. 6, Dez. 1939, S. 220 bis 225; Bd. 1, H. 3, April 1939, S. 82 bis 88; Bd.
2, H.
3, Nov. 1941, S. 84 bis 90;

»RCA-Review«, Bd. VIII, 1947, Nr. 1, S. in bis 113; Nr. 3, S. 525;

»Funk«, 1939, H. 16, S. 430, 431.

Selbstschwingende Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstromes in einer Spule, die an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, dessen Primärwicklung im Ausgangskreis einer Entladungsröhre liegt, wobei die während des Hinlaufs des Sägezahnstromes über der Sekundärwicklung des Transformators auftretende Spannung gleichgerichtet wird und die gleichgerichtete Spannung im Ausgangskreis der Entladungsröhre wirksam ist und wobei dem Steuergitter der Entladungsröhre eine die Röhre während des Hinlaufes entsperrende, nahezu konstante, z. B. etwa dem Kathodenpotential entsprechende Spannung zugeführt wird, die von die Röhre während des Rücklaufes sperrenden Spannungsimpulsen periodisch unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre eine Schirmgitterröhre ist und daß wenigstens ein Teil der über der Sekundärwicklung des Transformators auftretenden Spannung über die Reihenschaltung eines Kondensators und eines vorzugsweise regelbaren Widerstandes dem Steuergitter der Entladungsröhre rückkoppelnd zugeführt wird und daß das Übersetzungsverhältnis des Transformators nahe 1 gewählt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 602/49 7. S7