DE973547C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung saegezahnfoermiger Stroeme - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. MÄRZ 1960

E232₃VlIIa/2i_S

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme, wie sie z. B. zur Ablenkung eines Kathodenstrahls bei Fernseheinrichtungen gebraucht werden. Es ist bekannt, bei Fernseheinrichtungen mittels einer Röhre durch einen induktiven Kreis, der die Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre enthält, einen im wesentlichen sägezahnförmigen Strom zu schicken und zwischen dem Ausgangskreis der Röhre und dem Eingangskreis eine Gegenkopplung vorzusehen, um eine verbesserte Sägezahnform des Stromverlaufs zu erhalten. Die Gegenkopplungsspannung wird bei der bekannten Anordnung an Widerständen erzeugt, die in Reihe mit den Ablenkspulen im Ausgangskreis der Röhre liegen. Eine solche Anordnung hat jedoch verschiedene Nachteile. Besitzt der Ausgangskreis — wie im vorliegenden Falle —· eine induktive Komponente, so ist die an ihm stehende Spannung nicht proportional dem in ihm fließenden Strom, so daß die Abweichungen des Sägezahnstromes von der gewünschten linearisierten Form nicht wirksam durch die Gegenkopplung kompensiert werden.

Die Erfindung bezieht eich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von sägezahnförmigen Strömen zur magnetischen Ablenkung eines Kathodenstrahls unter Verwendung einer Röhre, deren Steuergitter eine sägezahnförmige Spannung zuge-

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führt wird, deren die Ablenkspulen enthaltender Ausgangskreis eine ohmsche Belastung mit induktiver Komponente für die Sägezahnströme darstellt, und bei der Mittel vorgesehen sind, um eine Gegenkopplung vom Ausgangskreis auf das Steuergitter der Röhre zu bewirken, und weist das besondere Kennzeichen auf, daß parallel zum Ausgangskreis der Röhre ein Verzerrungsglied geschaltet ist, das von der Anode aus gesehen, eine Serienschaltung

ίο von öhmschem Widerstand und Kapazität oder eine Serienschaltung von einer Induktivität und einem ohmschen Widerstand aufweist, zwischen deren Verbindungspunkt und Masse die dem Steuergitter der Röhre zugeführte Gegenkopplungsspannung abgenommen wird, und daß das Verzerrungsglied derart bemessen ist, daß die Gegenkopplungsspannung in ihrer Kurvenform derjenigen des in den Ablenkspulen fließenden Stromes entspricht.

An Hand der Zeichnungen soll nun die Erfindung genauer beschrieben werden. In Abb. 1 ist das Schaltbild einer Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt; sie enthält einen Kondensator 1, der über einen Widerstand 2 von einer Spannungsquelle geladen wird, mit deren positivem Pol der Widerstand verbunden ist, wie durch das Pluszeichen angedeutet ist. Mit dem von der Spannungsquelle entfernten Ende des Widerstandes 2 ist die Anode einer Entladeröhre 3, die parallel zu dem Kondensator 1 geschaltet ist, verbunden. Die Anoden-Kathoden-Strecke dieser Röhre wird z. B. unter dem Einfluß von Steuerimpulsen, die an das Steuergitter gelegt werden, periodisch leitend. Die Röhre 3 kann z. B. in eine Schaltung eingeschaltet sein, die als Sperrschwinger wirkt. Die Anode der Röhre 3 ist über einen Kondensator 5 und einen Ableitwiderstand 6 mit dem Steuergitter der Verstärker- oder Ausgangsröhre 7 verbunden, die in der Abbildung als Schirmgitterpentode dargestellt ist. Der Anodenkreis der Röhre 7 enthält einen Widerstand 8, dessen an der Anode liegendes Ende mit dem Kondensator 9 verbunden ist. Der Kondensator 9 ist mit der Primärspule des Ausgangstransformators 10 verbunden. Die Sekundärspule dieses Ausgangstransformators ist mit den Ablenkspulen χι der Kathodenstrahlröhre verbunden. Das untere Ende der Primärspule des Transformators 10 ist geerdet. In der Kathodenzuführung der Röhre 7 ist, wie aus der Abbildung zu erkennen ist, ein geeigneter Ableitwiderstand 18, dem ein Kondensator 19 parallel geschaltet ist, enthalten.

Der Kondensator 1 wird geladen und durch die Wirkung der Röhre 3 periodisch entladen. Solange das positive Potential des mit der Anode der Röhre 3 verbundenen Belages zunimmt, wird der Strom durch die Röhre 7 größer. Auf diese Weise wird am oberen Ende der Primärspule des Transformators 10, mit dem der Kondensator 1 verbunden ist, ein bestimmtes negatives Potential erzeugt. Wenn sich dieses Potential am oberen Ende der Primärspule 10 linear ändert, kommt an das Steuergitter der Röhre 7 eine sägezahnförmige negative Zusatzspannung. Wenn jedoch infolge der Induktanz des Transformators 10 die Potentialänderung am oberen Ende der Primärspule weniger rasch vor sich geht, als es einem linearen Sägezahn entspricht, so ist die erwähnte Gegenspannung kleiner. Dann findet an der Anode der Röhre 3 ein beschleunigtes Anwachsen des Potentials und damit der Steuerspannung der Röhre 7 statt und infolgedessen eine Vergrößerung des Stromes der Röhre 7, wodurch die Abweichung von einer wahren Sägezahnform kompensiert wird. Eine ähnliche Wirkung tritt auch bei Verzerrungen auf, die durch die Röhre 7 selbst veranlaßt werden. Da die Potentialänderung an der Anode der Röhre 3 nur die Gitterschwingung ist, die der Röhre 7 zugeführt wird, ist der durch den Widerstand im Anodenkreis der Röhre 3 fließende Strom trotz der großen Spannung, die am Kondensator 1 herrscht, nahezu gleichförmig, wenn der Sekundärkreis des Transformators im wesentlichen ohmisch ist.

Die soweit beschriebene Anordnung arbeitet zufriedenstellend, wenn die Streuinduktivi.tät des Transformators 10 und die Induktivität 11 der Ablenkspulen verglichen mit dem Widerstand der Spulen und der Transformatorwindungen zu vernachlässigen ist, jedoch treten Verzerrungen, insbesondere während der Rücklaufperiode des Sägezahns auf, die sehr rasch vor sich gehen, wenn die Induktivität der Spulen eine Rolle spielt. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist in Anwendung der Erfindung der Primärspule des Transformators 10 eine Induktivität 12 und ein damit in Reihe liegender Widerstand 13 parallel geschaltet und der Kondensator ι an die Verbindungsstelle zwischen der Induktivität 12 und dem Widerstand 13 angeschlossen. Das Verhältnis des Scheinwiderstandes der Induktivität 12 zum Widerstand 13 wird so gewählt, daß es von der gleichen Größenordnung ist wie das Verhältnis des Scheinwiderstandes der Ablenkspulen einschließlich der Streuinduktivität zu dem Gesamtscheinwiderstand der Spulen des Transformators 10. Die an dem Widerstand 13 auftretende Spannung ist dem Strom in den Ablenkspulen 11 genau proportional. Unter diesen Bedingungen wird vermittels der Gegenkopplung an der Röhre 7 in den Ablenkspulen ein linearer sägezahnförmiger Strom erzeugt. Wenn man die Kapazität des Kondensators ι sehr klein macht, ist es möglich, den Entladestrom dieses Kondensators durch den Widerstand 13 fließen zu lassen, ohne daß der Widerstand 13 und die Induktivität 12 einen wesentlichen Stromnebenschluß für die Primärspule des Transformators bilden.

Die Induktivität 12 der in Abb. 1 dargestellten Anordnung kann durch einen Widerstand 14 ersetzt werden und der Widerstand 13 durch eine Kapazität 15, wie in Abb. 3 angegeben ist. Bei dieser Anordnung wird die Zeitkonstante des Widerstandes 14 und des Kondensators 15 von der gleichen Größenordnung gemacht wie die Zeitkonstante der Induktivität und des Widerstandes der Ablenkspulen 11, einschließlich der Streuinduktivität und des Widerstandes des Transformators 10.

Wenn der Widerstand der Primärspule des Transformators 10 verhältnismäßig hoch ist, kann

man mit der in Abb. 3 dargestellten Anordnung eine weitere Korrektur der Wellenformverzerrungen erzielen, die insbesondere bei Bildwechselfrequenz auftreten. Diese Korrektur wird dadurch erreicht, daß ein Widerstand i6 parallel zu den in Reihe liegenden Elementen 14 und 15 eingeschaltet wird, und ferner dadurch, daß ein weiterer Kondensator 17 zwischen dem oberen Ende der Primärspule des Transformators 10 und dem oberen Ende der Primärspule des Widerstandes 16 eingeschaltet wird. Der Widerstand 16 entspricht der Nebenschluß reaktanz des Transformators 10 und der zusätzlich eingeschaltete Kondensator dem Widerstand der Primärspule des Transformators 10.

Bei der praktischen Erprobung dieser Schaltungsanordnung wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, den Kondensator 1 von derselben Größenordnung zu machen wie den Kondensator 15. Es sind jedoch auch größere Abweichungen von diesem Verhältnis zulässig. Es wurde sogar gefunden, daß die Anordnung auch dann noch zufriedenstellend arbeitet, wenn der Kondensator 15 weggelassen und durch einen Kurzschluß ersetzt wird. Dann führt der Kondensator 1 die Funktion des Kondensators 15 aus. Die Größe des Kondensators 1 ist im allgemeinen auf einen geeigneten Wert festgelegt, der dadurch gegeben ist, daß er durch eine Entladeröhre, z. B. 3 in Abb. 1, entladen werden soll. Es hat sich ergeben, daß durch Regelung des Widerstandes 14 der Rücklauf des Sägezahns verbessert und durch Regelung des Widerstandes 16 der langer dauernde Hinlauf so beeinflußt werden kann, daß eine gute Sägezahnform erhalten wird. Der Widerstand 16 und der Kondensator 17, die eingeschaltet sind, um die Primärinduktivität und den Widerstand von 10 zu korrigieren, sind nur bei Ablenkschaltungen mit niederer Frequenz, also für Zeilenzug- oder Bildablenkschaltungen bei Fernseheinrichtungen nötig.

Anstatt eine der oben beschriebenen Anordnungen zu verwenden, kann die Gegenkopplung gemäß der Erfindung auch vermittels einer dritten Spule des Transformators 10 erhalten werden. Eine derartige Anordnung ist in Abb. 4 dargestellt. Diese dritte Spule ist dort mit 20 bezeichnet. Die in Abb. 4 dargestellte Anordnung enthält eine Entladeröhre 3, die wie das entsprechende Element gemäß Abb. ι angeordnet ist. Ferner enthält sie einen Blockkondensator 5 und einen Kopplungswiderstand 6 in dem Steuergitterkreis der Röhre 7, in deren Ausgangskreis der Transformator angeordnet ist. Bei der in dieser Abbildung dargestellten Anordnung ist der Kondensator 1, durch dessen Laden und Entladen die sägezahnförmige Welle erzeugt wird, auf der Ausgangsseite des Kondensators s angeordnet und nicht auf der Eingangsseite wie bei der im Abb. 1 dargestellten Anordnung. Wenn der Kondensator 5 ein Blockkondensator ist, dessen Wert groß genug ist, daß er die Wirkung der Schaltung nicht wesentlich beeinflußt, ist die Wahl dieser Verbindung nicht von Wichtigkeit. Der Kondensator 5 kann jedoch bei einer Schaltung nach Abb. 4 so klein gemacht werden, daß ein Spannungsteilereffekt zwischen der Anode der Röhre 3 und dem Gitter der Röhre 7 erzielt wird. Grundsätzlich ist nun zwischen dem von dem Gitter der Röhre 7 abgewandten Ende des Kondensators 1 und dem Ende der zusätzlichen Spule 20 in gleicher Weise eine Verbindung vorgesehen, wie bei der in Abb. ι dargestellten Anordnung mit dem Ende der Primärspule 10. Durch unmittelbaren Anschluß des Kondensators an das eine Ende der Spule 20 wird eine Gegenkopplung bewirkt, mit deren Hilfe in der Sekundärspule des Transformators 10 eine sägezahnförmige Spannung erzeugt wird. Bei hohen Sägezahnfrequenzen dagegen ist es nötig, die Streuinduktanz der Sekundärspule und die Induktanz der Ablenkspule 11 mit zu berücksichtigen, um eine gute Form für den Rücklauf des Sägezahns zu erhalten. Deshalb werden nun der Widerstand 23, der diesen Induktanzen entspricht, und der Kondensator 21, der effektiv parallel zu dem Kondensator 1 liegt und dem Widerstand des Sekundärkreises entspricht, in ähnlicher Weise wie bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung eingefügt. Der Widerstand 23 wird dann so geregelt, daß eine gute Form für den Rücklaufteil des Sägezahns erhalten wird. Wenn die Induktanz des Transformators 10 groß ist, wird der Gegenkopplungseffekt genügen zur Erzeugung einer guten Wellenform für den Sägezahnhinlauf. Wenn jedoch eine sehr gute Wellenform erforderlich ist und die Induktanz des Transformators 10 aus Sparsamkeitsgründen und wegen des hindurchfließenden Anodenstromes der Röhre nicht genügend groß gemacht werden kann, um für die Gegenkopplung zur Korrektur der Verzerrungen auszureichen, dann kann noch zusätzlich ein Widerstand 24 und ein Kondensator 22 eingeschaltet werden, die bewirken, daß die Gegenkopplung für die niedrigsten Frequenzen verringert wird. Auf diese ioo AVeise wird die Wirkung der tieferen Frequenzen am Gitter der Röhre 7 vergrößert, wodurch noch vorhandene Fehler und Abweichungen von der Wellenform, die durch die endliche Induktivität des Transformators 10 hervorgerufen wurden, korrigiert werden. Wenn der Kondensator ig, der den Ableitwiderstand 18 in der Kathodenzuleitung entkoppelt, nicht genügend groß gemacht wird, ergibt sich leicht eine extrem niederfrequente Schwingung, besonders, solange dem Gitter der Röhre 3 keine Steuersignale zugeführt werden. Dieser unerwünschte Effekt kann dadurch vermindert werden, daß das geerdete Ende der dritten Spule 20 direkt mit der Kathode verbunden wird anstatt mit der Erde. Ferner wurde bei einer praktischen Ausführung festgestellt, daß die Kapazität zwischen der Primär- und Tertiärspule zusammen mit ihrer Streuinduktanz während des dem Rücklauf der Abtastbewegung entsprechenden Teils des Sägezahnes eine Schwingung erzeugt. Dies konnte durch die Einführung des Kondensators 25 und des Widerstandes 26 verhindert werden. Die Werte dieser Elemente sind nicht kritisch. Wenn man den Widerstand 26 ungefähr gleich der Summe der Widerstände der Primärspule und der Tertiärspule des Transformators macht und wenn man ferner den Kondensator

gleich der Streuinduktanz der Primär- und Tertiärspule dividiert durch das Quadrat des für den Widerstand 26 genommenen Wertes macht, dann werden, wie praktisch festgestellt wurde, zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Bei Anwendung der Erfindung bei dem obigen Fall ist gewöhnlich die Gegenkopplungsspannung beträchtlich größer als die an das Gitter der Röhre 7 gelegte Spannung, so daß die an dem Kondensator 1 auftretende Sägezahnspannung sehr groß ist verglichen mit der Eingangsspannung der Röhre. Der Widerstand 2 muß daher so groß sein, daß während einer Periode der für die Ladung des Kondensators 1 notwendige Strom geliefert werden kann. Dies hat jedoch nicht zur Folge, daß der Kondensator nach einem Exponentialgesetz geladen wird, weil das Ende des Kondensators 1, das dem Widerstand 2 näher liegt, keiner großen Spannungsänderung unterworfen ist, so daß während der ganzen Ladeperiode des Kondensators 1 im wesentlichen ein festes Potential am Widerstand 2 liegt, so daß durch den Widerstand 2 im wesentlichen ein konstanter Strom fließt. Der Wert des Widerstandes 2 kann durch Versuche und durch Prüfen der Form des erzeugten Sägezahnes so bestimmt werden, daß die gewünschte Form der Ausgangsspannung erhalten wird.

Für Ablenkkreise sehr hoher Frequenz kann die Transformatorinduktivität beträchtlich vermindert werden, und der Kondensator 22 und der Widerstand 24 können weggelassen werden. Auch der Kondensator 1 kann dann eine kleinere Kapazität haben. W^renn es erwünscht ist, kann der Kondensator ι beträchtlich größer gewählt werden und der Kondensator 21 weggelassen werden, wie im Zusammenhang mit Abb. 4 erläutert wurde. Die Werte für die einzelnen Bestandteile können entweder durch Rechnung oder durch Versuch gefunden werden.

Man kann den Kondensator 1 durch einen zweiten Kondensator 1', der in der Abb. 1 gestrichelt angedeutet ist, ergänzen. Dieser Kondensator 1' ist zwischen das Steuergitter der Verstärkerröhre 7 und Erde eingeschaltet. An dieser zusätzlichen Kapazität liegt keine Gegenkopplungsspannung. Die aus den Kondensatoren 1 und i' bestehende Anordnung bildet für die Gegenkopplungsspannung einen Spannungsteiler. Der Kondensators 1 kann auch durch eine Kapazität, die aus mehreren Kondensatoren besteht, die in geeigneter Weise zusammengeschaltet sind, ersetzt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von sägezahnförmigen Strömen zur magnetischen Ablenkung eines Kathodenstrahls unter Verwendung einer Röhre, deren Steuergitter eine sägezahnförmige Spannung zugeführt wird, deren die Ablenkspulen enthaltender Ausgangskreis eine ohmsche Belastung mit induktiver Komponente für die Sägezahnströme darstellt, und bei der Mittel vorgesehen sind, um eine Gegenkopplung vom Ausgangskreis auf das Steuergitter der Röhre zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgangskreis der Röhre ein Verzerrungsglied geschaltet ist, das von der Anode aus gesehen, eine Serienschaltung von ohmschem Widerstand und Kapazität (14, 15) oder eine Serienschaltung von einer Induktivität und einem ohmschen Widerstand (12, 13) aufweist, zwischen deren Verbiindungspunkt und Masse die dem Steuergitter der Röhre zugeführte Gegenkopplungsspannung abgenommen wird, und daß das Verzerrungsglied derart bemessen ist, daß die Gegenkopplungsspannung in ihrer Kurvenform derjenigen des in den Ablenkspulen fließenden Stromes entspricht.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen (11) mit der Endröhre (7) über einen Transformator (10) verbunden sind, welcher in Reihe mit einem Kondensator (9) parallel zur Ausgangsröhre liegt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Primärspule des Transformators (10) eine Serienschaltung von Blockkondensator (17) und Widerstand (16) liegt, und parallel zu diesem Widerstand das Verzerrungsglied (14, 15) liegt (Abb. 3).
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der Ablenkspulen über einen Transformator (10) erfolgt, dessen Primärwicklung zwischen dem positiven Pol der Hochspannungsquelle und der Anode der Endröhre (7) liegt und daß die Gegenkopplungsspannung in einer Tertiärwicklung (20) dieses Transformatoars erzeugt wird, deren eines Ende mit dem Minuspol der Spannungsquelle bzw. der Kathode der Endröhre (7) verbunden ist, und an deren anderes Ende das Verzerrungsglied (23, 21) angeschlossen ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Tertiärspule (20) des Transformators (10) ein Kondensator (22) und ein Widerstand (24) derart in Serie geschaltet sind, daß die an ihrem Verbindungspunkt entnommene und dem Verzerrungsglied (23, 21) zugeführte Gegenkopplungsspannung für die niedrigsten Frequenzen verringert wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 584 782;

   britische Patentschriften Nr. 317005, 401990, 427901,451 117,452965;

   Zeitschrift »Wireless World«, November 1936, S. 477.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen