DE974781C - Strahlablenkschaltung fuer Fernsehbildroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlablenkschaltung für Fernsehbildröhren mit einer Treiberröhre zur Erzeugungeines periodisch veränderlichen Stromes, mit einem Ablenktransformator, einer an diesen angeschlossenen Ablenkspule und mit einer in Serie mit einem Energierückgewinnungskondensator liegenden Diode.

Man kann bekanntlich in einer reinen Induktivität einen zeitproportional ansteigenden Strom dadurch erzeugen, daß man an die Induktivität eine konstante Spannung anlegt. Bei neueren Schaltungen zur magnetischen Strahlablenkung für Fernsehbildröhren wird diese konstante Spannung durch einen in Serie mit einer (als widerstandslos angenommenen) Diode liegenden Kondensator geliefert, der im allgemeinen so geschaltet ist, daß sich die an ihm liegende Potentialdifferenz zur Anodenspannung der Treiberröhre addiert. Man bezeichnet einen solchen Kondensator als Energierückgewinnungskondensator. Die Erfindung geht von einer Schaltung dieser Art aus.

Es ist nun erwünscht, die Kurvenform des beim Hinlauf des Elektronenstrahls in den Ablenkspulen fließenden sägezahnförmigen Stromes vor allem am Anfang und am Ende der Ablenkperiode in gewissen Grenzen beeinflussen zu können. Eine solche

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Beeinflussung der Kurvenform kann z. B. zur Kompensation des sogenannten Tangensfehlers erwünscht sein, der bei Röhren mit großen Ablenkwinkeln und ganz oder nahezu ebenen Leuchtschirmen auftritt. Ferner können Nichtlinearitäten zu kompensieren sein, die von einem parallel zur Dämpfungsdiode geschalteten Dämpfungswiderstand herrühren oder davon, daß der in Serie mit der Diode liegende Kondensator zur besseren ίο Dämpfung der im Anschluß an den Strahlrücklauf am Zeilenanfang möglichen Schwingungen verhältnismäßig klein bemessen ist.

Die Kurvenform am Beginn des Zeilenhinlaufes läßt sich in gewissen Grenzen durch den Dämpfungsfaktor der parallel zur Ablenkspule liegenden Dämpfungsanordnung beeinflussen, eine derartige Beeinflussungsmöglichkeit am Ende der Zeile bestand bisher jedoch nicht. Durch die Erfindung soll eine solche Möglichkeit geschaffen werden. Zur Linearisierung oder Beeinflussung der Kurvenform der Ablenkströme in den Ablenkspulen einer Fernsehbildröhre sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, parallel zur Ablenkspule eine in Serie mit einem i?C-Glied liegende gittergesteuerte Röhre vorzusehen. Das Gitter der zur Dämpfung und Linearisierung dienenden Röhre wird dabei durch eine sägezahnförmige Spannung gesteuert, die durch einen Spannungsteiler und ein Integrierglied aus der von der Treiberröhre gelieferten Spannung abgeleitet wird. Das Integrierglied kann einstellbar sein, um die Neigung der sägezahnförmigen Steuerspannung verändern zu können. Durch Veränderungen der Parameter des Integriergliedes kann aber nur die Neigung der Steuerspannung beeinflußt werden, ohne daß dabei die Möglichkeit besteht, selektiv begrenzte Bereiche des Ablenkstromes während des Hinlaufes zu verändern.

Es ist weiterhin eine Schaltung bekannt, bei der aus dem einen Ablenktransformätor und die Dämpfungsröhre enthaltenden Kreis eine Korrekturspannung entnommen wird, die der Treiberröhre zur Linearisierung des Ablenkstromes zugeführt wird. Die Dämpfungsröhre kann eine Diode oder eine gittergesteuerte Röhre sein, die Korrekturspannung wird an einem im Anodenkreis dieser Röhre liegenden Widerstand abgenommen. Bei Verwendung einer gittergesteuerten Röhre wird diese wiederum durch eine sägezahnförmige Spannung gesteuert, die durch ein Integrierglied aus der von der Treiberröhre gelieferten Impulsspannung erzeugt wird.

Schließlich ist es bekannt, eine in Serie mit einem RC-Glied liegende Dämpfungstriode durch eine Spannung zu steuern, die von einem im Schirmgitterkreis der Treiberröhre liegenden Widerstand abgenommen wird. Die im wesentlichen sägezahnförmige Steuerspannung für die Dämpfungs- und Linearisierungstriode setzt dadurch nicht sofort bei Beginn des Zeilenhinlaufes ein. Hierdurch wird die Energiebilanz der Ablenkschaltung verbessert, obwohl diese Maßnahmen eine Verschlechterung der Linearität am Zeilenanfang mit sich bringen. Eine Beeinflussung der Kurvenform des Ablenkstromes am Zeilenende kann durch diese Schaltung nicht erreicht werden.

Durch die Erfindung sollen nun Mittel geschaffen werden, die Kurvenform des durch die Ablenkspulen fließenden, im wesentlichen sägezahnförmigen Stromes in dem Bereich am Ende der Ablenkperiode zu beeinflussen.

Die Erfindung geht von einer Strahlablenkschaltung für Fernsehbildröhren mit einer Treiberröhre zur Erzeugung eines periodisch veränderlichen Stromes, mit einem Ablenktransformator, einer an diesen angeschlossenen Ablenkspule und mit einer in Serie mit einem Energierückgewinnungskondensator liegenden Diode aus, wobei parallel zur Ablenkspule ein Zweig veränderlichen Widerstandes vorgesehen ist, dessen Widerstandswert mittels einer aus dem Anodenkreis der Treiberröhre entnommenen Korrekturspannung beeinflußt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Energierückgewinnungskondensator über eine einstellbare, mindestens teilweise vom Anodenstrom der Treiberröhre durchflossene Induktivität mit einem zweiten Kondensator verbunden ist, der über die Primärwicklung des Ablenktransformators an die Anode der Treiberröhre angeschlossen ist, wobei die Induktivität im Verhältnis zum zweiten Kondensator so bemessen ist, daß das Maximum der Korrekturspannung am Ende der Ablenkperiode auftritt.

Eine weitere Verbesserung der Ablenkschaltung wird dadurch erreicht, daß parallel zur Diode ein Dämpfungswiderstand geschaltet ist.

Es ist zwar bereits bekannt, parallel zur Dämpfungsröhre Widerstände vorzusehen, im bekannten Falle handelt es sich jedoch um Spannungsteilerwiderstände, deren Widerstandswert zu groß ist, um die Dämpfung wesentlich beeinflussen zu können.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden, dabei zeigt

Fig. ι ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 und

Fig. 4 und 5 etwas abgewandelte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltung, die an die Stelle der Schaltung nach Fig. 1 treten können. In Fig. ι ist eine Schaltung zur Strahlablenkung und zur Hochspannungsgleichrichtung mit einer Leistungs- oder Treiberröhre 10 für die Zeilenablenkung dargestellt. Die Röhre 10 liefert bei einer Steuerspannung 12 an ihrem Gitter einen periodisch veränderlichen Strom über den Zeilentransformator 16 an die Zeilenablenkspulen 14.

Der Transformator 16 besitzt hier eine Primärwicklung 18, eine Wicklung 20 zur Aufwärtstransformation, die im Anschluß an die Wicklung 18 vorgesehen ist, sowie eine Sekundärwicklung 22. Die Sekundärwicklung¹22 speist die Zeilenspulen 14, die zusammen mit einem weiteren Spulenpaar 24 für die Vertikalablenkung, vorzugsweise auf einem den Röhrenhals umgebenden Joch angeordnet sind.

Die Vertikalablenkspulen 24 werden von einem üblichen Sägezahngenerator 28 gespeist. Die beim Zeilenrücklauf in der Primärwicklung 18 auftretenden Spannungsspitzen werden durch die Wicklung 20 hochtransformiert und nach Gleichrichtung durch den Hochspannungsgleichrichter 30 über eine Leitung 34 der Endanode 32 der Bildröhre 26 zugeführt.

Die Steuerspannung 12 am Gitter der Röhre 10 erzeugt zusammen mit der Vorspannung dieses Gitters während des Hinlaufes einen ansteigenden Anodenstrom von der Form der Kurve 36 in Fig. 2. Dieser Strom wird zu Beginn der Rücklaufzeit unterbrochen.

Der Strom in den Ablenkspulen 14 und dem Transformator 16 verschwindet jedoch wegen der verteilten Kapazität des Stromkreises in diesem Augenblick noch nicht. Die verteilte Kapazität ist bei Beginn des Rücklaufes auf eine verhältnismäßig geringe Spannung aufgeladen.

In Fig. 2 und 3 entspricht der Abstand £ zwischen den beiden senkrechten Linien der Hinlaufzeit, an welche sich die verhältnismäßig kurze Rücklaufzeit R anschließt. Die oberen Kurven in Fig. 2 dienen zur Erläuterung der Entstehung des Stromes durch die Spule 14, während der untere Teil der Figur die Spannungen an dieser Spule angibt.

Die Induktivitäten der Ablenkspulen 14 und des Transformators 16 bilden zusammen mit der erwähnten verteilten Kapazität einen schwingungsfähigen Kreis, in dem hochfrequente Schwingungen auftreten können. Diese Schwingungen beginnen mit dem Rücklauf, eine Halbschwingung ist durch die Kurve 38 in Fig. 2 dargestellt. Nach einer Viertelperiode dreht sich der Strom in den Spulen 14 um, und nach einer Halbschwingung wird der Schwingungsvorgang in der Nähe des negativen Strommaximums unterbrochen. Diese Dämpfung wird durch eine Dämpfungsröhre 40 bewirkt, die in Serie mit einem Kondensator 42 parallel zur Sekundärwicklung 22 geschaltet ist.

Während des Rücklaufes, d. h. während der freien Halbschwingung der Ablenkspule, ist der 4-5 Strom in den Röhren 10 und 40 vollständig gesperrt, und die Spannung an der Spule verläuft nach der Kurve 44. Diese Spannung erreicht nach einer Viertelschwingung, wenn der Strom durch Null geht, einen hohen Wert.

Für eine lineare Strahlablenkung muß der Strom in den Spulen 14 während des Hinlaufes proportional ansteigen, wie durch die Gerade 46 in Fig. 2 angedeutet ist. Die Spannung an den Ablenkspulen 14 ist dann während dieses linearen Anstiegs konstant, entspricht also der waagerechten Linie 48.

Die Polarität der Spannung an der Anode der Röhre 40 hat kurz nach dem Rücklauf ein solches Vorzeichen, daß diese Röhre zu leiten beginnt. Der Stromverlauf entspricht dabei der Kurve 50. Wenn dieser Strom dem Strom 36 richtig angepaßt ist, hat der Summenstrom den erwünschten linearen Verlauf 46. Die Gerade stellt den während des Hinlaufes fließenden Spulenstrom dar.

Aus den anfangs erwähnten Gründen kann es erwünscht sein, den Stromverlauf durch die Ablenkspulen gegen das Ende des Hinlaufes zu korrigieren. Es ist beispielsweise durch Versuche festgestellt worden, daß es schwierig ist, die Hochfrequenzschwingungen, welche kurz nach dem Rücklauf auftreten, ausschließlich mittels des Dämpfungsstromzweiges 40, 42 vollständig zu unterdrücken, so daß häufig am Zeilenanfang des wiedergegebenen Fernsehbildes einige abwechselnd helle und dunkle Bänder auftreten. Um die Röhre 40 bei der Dämpfung dieser Hochfrequenzschwingungen zu unterstützen, wird der Kondensator 42 verhältnismäßig klein gewählt und der Röhre" 40 ein Widerstand 52 parallel geschaltet. Das i?C-Glied 52, 42 liegt also parallel zur Sekundärwicklung 22 und beseitigt zusammen mit der Dämpfungsröhre 40 die Hochfrequenzschwingungen fast vollständig.

Wenn der Kondensator 42 verhältnismäßig klein ist, bleibt die Spannung an den Spulen 14 während der Zeilenablenkung nicht konstant, sie fällt vielmehr gegen das Ende der Hinlaufzeit etwas ab, wie durch die gestrichelte Linie 54 angedeutet ist. Als Folge davon weicht der Strom durch die Ablenkspulen 14 entsprechend der gestrichelten Kurve 56 ebenfalls vom linearen Verlauf ab.

Um diese Abweichung zu vermeiden, wird die obere Belegung des Kondensators 42 über eine Spule 60 veränderlicher Induktivität mit der oberen Belegung eines zweiten Kondensators 58 verbunden. Die unteren Belegungen dieser Kondensatoren sind zusammengeschaltet. Der Kondensator 58 ist ferner derart an die Primärwicklung 18 des Ablenktransformators 16 angeschlossen, daß bei der Änderung des Stromes der Röhre 10 während des Hinlaufes, wie sie durch die Kurve 36 wiedergegeben wird, am Kondensator 58 eine veränderliche Spannung entsteht. Diese Spannung kann etwa den in Fig. 3 mit 62 bezeichneten Verlauf haben. Das positive Maximum 63 dieser Kurve liegt praktisch in der Mitte der Hinlaufzeit.

Die Spannung, welche auf diese Weise am Kondensator 58 erzeugt wird, wird über die Spule 60 veränderlicher Induktivität dem Kondensator 42 zugeführt. Die Spule 60 verzögert dabei die Übertragung des Maximums 63. Die Spannung am Kondensator 42 hat daher einen Verlauf, der etwa der Kurve 64 entspricht, wobei das Maximum 63 später auftritt als bei der Kurve 62.

Der Strom durch die Dämpfungsröhre 40 nimmt während des Hinlaufes normalerweise so ab, wie es durch die Kurve 50 in Fig. 2 dargestellt ist. Durch die dem Kondensator 42 zugeführte Korrekturspannung mit einem der Kurve 64 entsprechenden Verlauf wird der Stromfluß durch die Röhre 40 jedoch so geändert, daß er entsprechend der Kurve 66 in Fig. 2 nun gegen das Ende der Abtastzeit schneller abfällt.

Da der Stromzweig 40, 42 parallel zu den Spulen 14 liegt, bewirkt diese Stromänderung eine Beseitigung des nichtlinearen Teiles 56 der im übrigen linearen Stromkurve 46. Das Bild erscheint dadurch am rechten Zeilenende nicht mehr zusammen-

gedrängt. Da gleichzeitig die Verzerrungen durch die Hochfrequenzschwingungen am Zeilenanfang durch den zusätzlichen Dämpfungszweig 52, 42 erheblich vermindert werden, sind diese beiden unangenehmen Bildfehler praktisch beseitigt.

Der Betrag, um welchen das positive Maximum 63 der Kurve 64 verschoben wird, läßt sich durch die Größe der Induktivität 60 einstellen. Die Spule 60 kann beispielsweise einen verstellbaren Eisenkern enthalten. Die Größe der Induktivität wird so gewählt, daß die zu kompensierende Nichtlinearität beseitigt wird. Diese Nichtlinearität kann, wie im besphriebenen Falle, durch zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen verursacht sein, sie kann aber auch von einer ungeeigneten Abgleichung der Ströme 36 und 50 in Fig. 2 herrühren. Man kann dadurch auch den Tangensfehler bei Röhren mit großen Ablenkwinkeln und ebenen Schirmen kompensieren.

Die Anode der Leistungsröhre 10 ist in Fig. 1 mit der positiven Anodenspannungsquelle über die Primärwicklung 18, die Induktivität 60, den Widerstand 52 und die Sekundärwicklung 22 verbunden. Infolge dieser Schaltung erhöht die Spannung am Kondensator 42 die Anodenspannung der Röhre. Die aus dem Sekundärkreis zurückgewonnene Energie kann dazu benutzt werden, eine vergrößerte Ablenkleistung zu erreichen, bei gleicher Ablenkleistung kann andererseits die Belastung der Anodenspannungsquelle um die zurückgewonnene Energie vermindert werden.

Bei der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Ausführungsform hatte der Kondensator 42 einen Wert von 0,05 μΈ, der Kondensator 58 0,035 μ¥ und die Spule 60 einen Wert von 5 bis 15 μΗ. Fig. 4 und 5 zeigen Abänderungen der Schaltung nach Fig. 1. In Fig. 4 ist die die beiden Kondensatoren verbindende Induktivität in drei Teile aufgeteilt. Die Induktivität 60 hat eine feste Größe und ist wie in Fig. 1 mit ihrem rechten Ende an die Primärwicklung 18 angeschlossen. Die Kondensatoren 42 und 58 sind mit je einer weiteren Spule einstellbarer Induktivität in Serie geschaltet.

Die Schaltung nach Fig. 5 enthält wieder eine Spule 60 verstellbarer Induktivität, die Kathode der Dämpfungsröhre 40 ist hier jedoch an eine Anzapfung dieser Spule angeschlossen, so daß der links von dieser Anzapfung befindliche Spulenteil in Serie mit dem Kondensator 42 liegt. Eine zweite Anzapfung der Spule 60 ist an die Primärwicklung 18 angeschlossen, so daß der rechts von dieser Anzapfung befindliche Spulenteil in Serie mit dem Kondensator 58 liegt.

Die Kurven der Ströme und Spannungen in Fig. 2 und 3 dienen nur zur Erläuterung der Wirkungsweise und geben nicht unbedingt die genauen Amplituden dieser Ströme oder Spannungen und ihre Dauer an.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Strahlablenkschaltung für Fernsehbildröhren mit einer Treiberröhre zur Erzeugung eines periodisch veränderlichen Stromes mit einem Ablenktransformator, einer an diesen angeschlossenen Ablenkspule und mit einer in Serie mit einem Energierückgewinnungskondensator liegenden Diode, wobei parallel zur Ablenkspule ein Zweig veränderlichen Widerstandes vorgesehen ist, dessen Widerstandswert mittels einer aus dem Anodenkreis der Treiberröhre entnommenen Korrekturspannung beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Energierückgewinnungskondensator (42) über eine einstellbare, mindestens teilweise vom Anodenstrom der Treiberröhre (10) durchflossene Induktivität (60) mit einem zweiten Kondensator (58) verbunden ist, der über die Primärwicklung des Ablenktransformators an die Anode der Treiberröhre angeschlossen ist, wobei die Induktivität (60) im Verhältnis zum zweiten Kondensator (58) so bemessen ist, daß das Maximum der Korrekturspannung am Ende der Ablenkperiode auftritt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Diode (40) ein Dämpfungswiderstand (52) geschaltet ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anode der Treiberröhre (10) die Primärwicklung (18) eines Ablenktransformators (16) angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung (22) mit der Serienschaltung aus Diode (40) und Energierückgewinnungskondensator (42) und mit den Ablenkspulen (14) verbunden ist, daß das der Anode abgewandte Ende der Primärwicklung mit dem zweiten Kondensator (58) und der Induktivität (60) verbunden ist und daß das andere Ende der Induktivität (60) am Verbindungspunkt zwischen dem Energierückgewinnungskondensator (42) und der Kathode der Diode (40) liegt.
4. 4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Kondensatoren (58, 42) liegende Induktivität (60) zwei Anzapfungen besitzt, von denen eine mit der Anode der Treiberröhre und die andere mit der Kathode der Diode (40) verbunden ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Anzapfungen und dem Ende der Induktivität liegenden Teile (66, 68 in Fig. 4) veränderlich sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 534705, 542994, 566835.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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