DK144750B - Hoejspaendingsforsyningskredsloeb til et katodestraale-billedroer i en fjernsynsmodtager - Google Patents

Description

o 1U750 i

Opfindelsen angår et kredsløb til spændingsforsyning af ultoren eller slutanoden i et katodestråle-billed-rør, således som nærmere angivet i krav l's indledning.

Et sådant kredsløb kendes fra det tyske patent-5 skrift nr. 1.946.035. Dette kredsløb leverer samtidigt fokuseringsspændingen for billedrøret ved en ekstra lavspændingsudgang, der udgøres af en kondensator, der ligger mellem den første diodegren i spændingsmultiplikatorkredsløbet og stel, og som af de tilbageløbsimpulser, som 10 tilbageløbstransformatoren leverer til spændingsmultipli katorkredsløbet, oplades til en spænding, der er lav i forhold til den spænding, der står til rådighed ved spændingsmultiplikatorkredsløbets udgangsende.

I· en fjernsynsmodtager flyder i hovedsagen hele 15 elektronstrålestrømmen gennem højspændingsforsynings kredsløbet. Det har vist sig nyttigt at afføle denne strøm for at varetage visse reguleringsfunktioner. Hertil hører blandt andet strålefokuseringen, fordi det gengivne billede skal holdes lige skarpt ved varierende lysstyrker.

20 I en fjernsynsmodtager opnås elektronstrålefokuse- ringen i billedrøret almindeligvis ved anvendelse af en elektrostatisk fokuseringslinse. Til optimal fokusering er det nødvendigt at variere fokuseringslinsens styrke ved varierende strålestrøm og elektronhastighed, dvs.

25 elektronstråleaccelereringsspænding. Fokuseringslinsen kan f.eks. bestå af et par cylindrisk udformede elementer, der er monteret langs aksen af billedrørets kanon og med et adskillende mellemrum imellem sig. Fokuseringen bevir-kes af det elektriske felt, der frembringes ved fokuse-30 ringselementernes geometri og potentialdifferencen mellem dem, dvs. ved formen og størrelsen af det fokuserende felt. For at holde en stråle eller stråler af elektroner i optimal fokus under forhold med varierende strålestrøm og forskellige elektronstrålehastigheder, er det nødven-35 digt at variere fokuseringsfeltet. Eftersom geometrien af fokuseringselementerne er fast, er det nødvendigt at

O

144750 2 indstille spændingsdifferencen mellem disse elementer for at bevirke rigtig fokusering.

Når strålestrømmen forøges, kræves der, hvis højspændingen - dvs. elektronstrålens accelereringspotential 5 - forbliver i hovedsagen konstant, som det er tilfældet med en stabiliseret højspændingsforsyning, en kraftigere fokuseringslinse for at bibeholde elektronstrålens fokusering. Fokuseringslinsens styrke kan forøges, hvor fokuseringselementerne, såsom i en farvefjernsynsmodtager, er 10 forbundet med hhv. en fokuseringsspændingskilde og en stråleaccelereringshøjspændingskilde, ved at formindske udgangsspændingen fra fokuseringsspændingskilden for at forøge spændingsfaldet over fokuseringslinsen. Hvis højspændingen er konstant, og strålestrømmen forøges, skal 15 fokuseringsspændingen således som procentdel af højspændingen formindskes for at bibeholde fokus ved høje strålestrømsniveauer. Yderligere hvis højspændingen - elektron-accelereringspotentialet - ikke holdes konstant, men formindskes noget, og elektronhastigheden derved formindskes, 20 når strålestrømmen forøges, skal fokuseringslinsens styrke øges, hvilket atter kræver en reduktion af fokuseringsspændingen. Den procentiske reduktion af fokuseringsspændingen er almindeligvis lig med eller større end den tilsvarende procentiske reduktion af højspændingen. Denne 25 virkning benævnes almindeligvis som "fokuseringsfølgning".

X fjernsynsmodtagere er det almindeligt at fremkalde højspændingen fra en sekundærvikling på den vandrette afbøjningsudgangstransformator. Tilbageløbsimpulserne, der fremkaldes under vandret tilbageløb, optrans-30 formeres af tilbageløbstransformatoren og ensrettes til frembringelse af den nødvendige højspænding. Det er endvidere almindeligt at tilvejebringe særskilte ensretterorganer, der er forbundet med et lavspændingsudtag på til-bageløbstransformatoren, for at fremkalde en fokuserings-35 spænding i en farvefjernsynsmodtager. Beskrivelsen til US-patentskrift nr. 2.879.447 angår en sådan opstilling, 0 144750 3 der indeholder midler til opnåelse af den nødvendige, ovenfor beskrevne "fokuseringsfølgning".

Det er opfindelsens formål at anvise udformningen af et kredsløb af den i krav l's indledning angivne 5 art, hvormed det uden anvendelse af særskilte transformatorviklinger til frembringelse af højspændingen og fokuseringsspændingen er muligt at opnå den ønskede fokuseringsf ølgning, idet både højspændingen - stråleaccelerationsspændingen - og fokuseringsspændingen aftages fra et 10 fælles punkt på den vandrette afbøjningstransformator ved hjælp af et spændingsmultiplicerende kredsløb.

Det angivne formål opnås ved et kredsløb, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning og indretning. Ved 15 passende dimensionering af den resistive impedans i den diodegren, der er forbundet i serie med den kondensator, der danner lavspændingsudgangen, er det uden anvendelse af yderligere kredsløbsorganer muligt at opnå et foku-serings-ligeløb mellem fokuseringsspændingen og slutanode-20 spændingen - dvs. også strålestrømmen - så at der altid opretholdes en nøjagtig fokusering, og billedet forbliver skarpt, uafhængigt af den øjeblikkelige strålestrømstyrke.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 25 fig. 1 viser delvis som blokdiagram og delvis som kredsløbsdiagram en fjernsynsmodtager indeholdende et spændingsforsyningskredsløb ifølge opfindelsen,

fig. 2 et videoforstærkerkredsløb, hvori den med strålestrømmen proportionale strøm, der frembringes 30 i det i fig. 1 viste kredsløb, anvendes til luminansbegrænsning, og K

fig. 3 anvendelsen af det i fig. 1 viste stråle-strømaffølende kredsløb til styring af et højspændings-impulsregulatorrørs forspænding.

35 I fig. 1 er en fjernsynsmodtager indeholdende en foretrukken udførelsesform for opfindelsen vist, dels i 0 144750 4 blokform og dels som kredsløbsdiagram. På figuren indeholder blok 10 de almindelige fjernsynsmodtagersignal-behandlende kredsløb til forstærkning og detektering af luminans, chrominans, audio og synkroniseringssignalin-5 formation, der anvendes i en farvefjernsynsmodtager. Vandret synkroniseringsinformation uddrages fra et synkroniseringssignal - separerende kredsløb i blok 10 og føres til et vandret afbøjningskredsløb 12, der indeholder en ikke vist vandret oscillator. Et yderligere vandret af-10 bøjningsudgangstrin er yderligere indeholdt i det vandrette afbøjningskredsløb 12 og tilvejebringer en vandret afbøjningsbølgeform til en ikke vist, vandret afbøjningsvikling i forbindelse med et katodestråle-billedrør 50.

Foruden til tilvejebringelse af en vandret af-15 bøjningsstrømbølgeform, der er kendetegnet ved en forholdsvis langsom stigetid og en forholdsvis hurtig falde-tid svarende til hhv. fremløbs- og tilbageløbsdelen af hver vandrette afbøjningsqyklus, anvendes det vandrette afbøjningsudgangstrin almindeligvis i forbindelse med ens-20 rettende midler til frembringelse af en forholdsvis høj elektronstråleacclererende spænding eller ultorspænding, dvs. af størrelsesordenen 22000-25000 volt, til billed-røret 50.

I fig. 1 har en vandret udgangstransformator 16 25 en primærvikling 14 forbundet med det vandrette afbøjningskredsløb 12 og en højspændingsvikling 18, der optransformerer spændingen over primærviklingen 14 til en størrelse på f.eks. 6 kilovolt i det viste kredsløb. Bølgeformen 20 viser den generelle form af den resulterende 30 sekundære spændingsbølgeform og er kendetegnet ved, at der under tilbageløbsdelen af hver vandrette afbøjningscyklus optræder impulser for hurtigt tilbageløb med positiv polaritet og af ca. 11 mikrosekunders varighed og med en størrelse på ca. 6000 volt. Højspændingsviklingen 35 18 på den vandrette udgangstransformator 16 kan indeholde et udtag ved lavere spænding for f.eks. at tilvejebringe

O

5 1U7S0 en kilde for skærmspænding, der efter ensretning kan anvendes til forsyning af billedroret 50's ikke viste skærmgitre .

Vekseludgangsspændingen fra højspændingsviklin-5 gen 18 føres ved hjælp af en koblingskondensator 22 til et spændingsmultipliceringskredsløb, der indeholder en strålestrømaffølende diode 23 og et strålestrømaffølings-kredsløb 42, der er forbundet i serie mellem kondensatoren 22 og jordpotentialet. I den viste udførelsesform 10 er spændingsmultipliceringskredsløbet en firdobler til frembringelse af en ultorspænding på ca. 25 kilovolt.

Spændingsmultipliceringskredsløbet omfatter yderligere et antal serieforbundne ensretterorganer, såsom en første diode 25, en anden diode 27, en tredje diode 15 29, en fjerde diode 31, en femte diode 33, en sjette diode 35 og en syvende diode 37, forbundet i serie fra en klemme 21 ved forbindelsespunktet mellem koblingskondensatoren 22 og dioden 23 til en ultorudgangsspændingsklemme 40. Dioderne 25, 27, 29, 31, 33, 35 og 37 er alle polet 20 til ledning i samme retning. Spændingsmultipliceringskreds-løbet omfatter yderligere et første, et tredje og et fjerde ladningslagringsorgan, såsom kondensatorer hhv.

24, 26 og 28, der er serieforbundet fra klemmen 21 til forbindelsespunktet mellem den 6. og 7. diode hhv. 35 og 25 37. Forbindelsespunktet mellem den 1. og 3. kondensator hhv. 24 og 26 er forbundet med forbindelsespunktet mellem den anden og tredje diode hhv. 27 og 29, og forbindelsespunktet mellem den tredje og fjerde kondensator hhv. 26 og 28 er forbundet med forbindelsespunktet mellem den 30 fjerde og femte diode hhv. 31 og 33. Et andet, et fjerde og et sjette ladningslagringsorgan, såsom kondensatorer hhv. 32, 34 og 36, er forbundet i serie fra det med 41 betegnede forbindelsespunkt mellem den første og anden diode hhv. 25 og 27 til ultorudgangsspændingsklemmen 40.

35 Forbindelsespunktet mellem kondensatorerne 32 og 34 er forbundet med forbindelsespunktet mellem dioderne 29 og 31, 6

O

144750 og forbindelsespunktet, mellem kondensatorerne 34 og 36 er forbundet med forbindelsespunktet mellem dioderne 33 og 35. Et fokuseringsspændingsladningslagringsorgan, såsom en kondensator 30, der er forbundet med klemmen 41, er 5 forbundet med stel ved hjælp af det strålestrømaffølende kredsløb 42, men kan være forbundet direkte fra klemmen 41 til et sådant referencepunkt. Et spændingsdelernetværk omfattende modstandsorganer 43, 45 og 47 er forbundet fra klemmen 41 til et referencepotentialpunkt, såsom 10 stel, og tilvejebringer en indstillelig fokuseringsspænding , der kan føres til en fokuseringselektrode 51 i billedrøret 50. Ultorudgangsspændingen føres fra ultor-udgangsklemmen 40 til aquadag-belægningen 52 på billedrøret 50. Det ladningslagrende organ 38, der i figuren 15 er vist ved punkterede linier, repræsenterer aquadag-be-lægningen 52's kapacitet til jord. Et modstandsorgan 39 er serieforbundet fra forbindelsespunktet mellem den syvende diode 37 og den sjette kondensator 36 til ultorud-gangsklemmen 40 og tjener som strømbegrænsningsmodstand 20 for at beskytte det vandrette udgangskredsløb i tilfælde af billedrøroverslag.

I funktion frembringes den i fig. 1 viste tilbagevendende spændingsbølgeform 20 i løbet af hver afbøjningscyklus over den sekundære vikling 18 på trans-25 formatoren 16. Når der i begyndelsen sættes strøm på anlægget, vil de positive tilbageløbsimpulser, der føres til klemmen 21 gennem kondensatoren 22, forspænde dioden 25 i lederetningen, så denne leder til opladning af fokuseringsspændingskondensatoren 30 med den viste polaritet 30 til et potential næsten lig med tilbageløbsspidsspændingen. Samtidig forspændes dioderne 27, 29, 31, 33, 35 og 37 i lederetningen, for således at overføre energi til kondensatoren 38, der er forbundet med ultorspændingsklemmen 40. Når tilbageløbsspændingen aftager fra sin spidsværdi, 35 vil dioden 27 være forspændt i lederetningen, eftersom dens anode, der er forbundet med klemmen 41, er mere posi- 0 7 144750 tiv end dens katode, idet den sidste ligger ved samme potential som klemmen 21 på dette tidspunkt. Når dioden 27 leder, overføres en del af ladningen på kondensatoren 30 til kondensatoren 24 og frembringer derved et poten-5 tial over kondensatoren 24 med den viste polaritet. Overføringen af ladning fortsætter under successive afbøjningscykler ved dioden 29's ledning til ladning af kondensatoren 32, dioden 31's ledning til ladning af kondensatoren 26, dioden 33's ledning til ladning af kondensa-10 toren 34, dioden 35's ledning til ladning af kondensa toren 28 og dioden 37's ledning til ladning af kondensatorerne 36 og 38.

Antages det, at der ikke er tab, og at der ikke trækkes strøm ud fra anlægget, vil kondensatorerne med 15 undtagelse af kondensatorerne 22, 30 og 38, som det skal forklares senere, når de successive tilbageløbsimpulser optræder, hver især tilnærmelsesvis oplades til værdien fra spids til spids af spændingsbølgeformen 20. Kondensatoren 22 lades med den viste polaritet gennem den strå-2) lestrømaffølende diode 23 til en spænding på ca. 1000 volt i løbet af den tidsperiode, hvor klemmen 21 først bliver negativ ved enden af bagkanten af den positive tilbageløbsimpuls, hvor bølgeformen 20 bliver negativ. Dioden 23 leder kort til opladning af kondensatoren 22 med den o·- viste polaritet. I den periode, hvor dioden 23 er ledende, er kondensatoren 30 tilkoblet klemmen 21, og eftersom bølgeformen 20 er negativ, vil kondensatorerne 22 og 30 i serie følgelig søge at oplade kondensatoren 30 til spæn-dingsbøfgeformen 20's værdi fra spids til spids. Dioden 23 vil ophøre med at lede, når forskellen mellem spændingen over kondensatoren 22 og den negative del af bølgeformen 20 er i hovedsagen lig med spændingen over affølings-kredsløbet 42. Modstanden 25 R, der er forbundet i serie i kondensatoren 30's ladevej, forhindrer imidlertid konden-y: satoren 30 i at blive fuldt opladet i løbet af den posi tive tilbageløbsimpuls og tilvejebringer fokuseringssporing.

O

8 U4750

Ultorspændingen ved klemmen 40 vil være næsten lig med summen af spændingen over de serieforbundne kondensatorer 30, 32, 34 og 36 plus spændingen over affølings-kredsløbet 42 eller næsten fire gange værdien fra spids 5 til spids af spændingsbølgeformen 20.

Når der trækkes strøm fra anlægget som følge af strålestrømmen, der flyder i billedrøret 50, begynder ladningslagringsorganerne 30, 32, 34, 36 og 38 at aflades for at levere udgangsstrømmen. Når dette sker, aftager 10 spændingen over disse organer. Dioderne 29, 33 og 37 vil lede, så at spændingen over kondensatorerne i den øverste serieforbindelse på tegningen udlignes med spændingen over dem i den nederste serieforbindelse. Tilbageløbsimpulserne føres gennem kondensatorerne 22, 24, 26 og 28 15 og forspænder derved dioderne 25, 29, 33 og 37 til ledning, så at ladningen på kondensatorerne 33, 32, 34, 36 og 38 genopbygges. Dioderne 23, 27, 31 og 35 leder da atter, så at spændingerne udlignes. Der vil således flyde en middeljævnstrøm gennem seriediodevejen, der indehol-20 der det strålestrømaffølende kredsløb. Når strålestrømmen vokser, vil middelstrømmen også vokse, da dioderne leder under genopbygning af ladningen på kondensatorerne som reaktion på den påførte spændingsbølgeform 20. Strømmen kan være så stor som 1,5 mA jævnstrøm, og eftersom kob-25 lingskondensatoren 22 anvendes, må den følge jævnstrømsvejen, der bestemmes af det strålestrømaffølende kredsløb 42, dioden 23 og de Øvrige serieforbundne dioder samt modstanden 25R.

Når strålestrømmen vokser, vokser denne middel-3C strøm derfor og fremkalder således et større spændingsfald over modstanden 25R. Eftersom spændingen ved klemmen 41 er ca. en fjerdedel af ultorspændingen ved klemmen 40, og eftersom modstanden 25R er forholdsvis stor sammenlignet med modstanden i lederetningen for det ensrettende 35 organ, vil den procentiske formindskelse af den spænding V2, der optræder ved klemmen 41, være større end den pro- 9 1447 ε ο ο centiske formindskelse af ultorspændingen, der optræder ved klemmen 40, ved stor strålestrøm. Anvendelsen af modstanden 25R i serieforbindelse med et ensrettende organ 25 skaber det rette forhold mellem fokuseringsspænding og 5 ultorspænding. Det bemærkes, at selv om modstanden 25R er vist som et særskilt element, kan den være indeholdt i et ensrettende organ, f.eks. et der har større modstand i lederetningen end de øvre organer 27, 29, 31, 33, 35 og 37.

10 Et spændingsdelernetværk omfattende modstandene 43, 45 og 47 forbundet i serie fra klemmen 41 til jord danner et netværk, hvorfra en indstillelig spænding kan udtages ved hjælp af en variabel modstand 45.

Det bemærkes, at det strålestrømaffølende kreds-15 løb 42 har en impedans, der er betydeligt mindre end impedansen af spændingsdelernetværket bestående af modstandene 43, 45 og 47, og det vil derved være den eneste jævnstrømsvej af betydning for ultorstrømmen. Eftersom ultor-spændingskilden omfatter et spændingsmultipliceringskreds-2C løb, der er kapacitivt koblet til højspændingsviklingen 18 på den vandrette udgangstransformator 16, vil der ikke flyde nogen jævnstrøm i viklingen 18. Det ensrettende organ 23 er forbundet med den ovennævnte kapacitive kobling, kondensatoren 22, ved klemmen 21 modsat højspændingsvik-25 lingens tilslutning og leder afhængigt af den varierende strålestrøm, idet der derved frembringes en strøm, der er ligefrem proportional med strålestrømmen, og som kan anvendes til at udføre styrefunktioner uden jævnstrømsbelastning af den vandrette udgangstransformator 16 eller 30 anvendelse af en hjælpevikling på denne.

Fig. 2 viser et særligt kredsløb svarende til det strålestrømaffølende kredsløb 42 i fig. 1 og en video-forstærkeropstilling, der anvender jævnstrømmen i affø-lingskredsløbet 42 til frembringelse af luminansbegræns-35 ning. Luminansbegrænsningskredsløbet er beskrevet i detaljer i dansk patentansøgning nr. 2767/69. I fig. 2 10 144750 o svarer en. klemme 244 til klemmen 44 i fig. 1. Et filternetværk omfattende en kondensator 243 forbundet mellem klemmen 244 og jord, en seriemodstand 241 forbundet fra klemmen 244 til en videoindgangsklemme 246 og en anden 5 kondensator 245 forbundet mellem klemmen 246 og jord forbinder et andet videoforstærkertrin 247 med klemmen 244. Modstandsorganer 248 og 249 er forbundet fra klemmen 246 til en B+ forsyning, f.eks. +15 volt, for at tilvejebringe en luminansgrænseindstilling. En transistor 250 er for-10 bundet med klemmen 246 og leder inden for det normale luminansfunktionsområde for at holde jævnstrømsforspændingen på videoforstærkeren 247 konstant. Modstande 252 og 253, der er forbundet mellem B+ og jord, frembringer en forspændingsspænding til transistoren 250. Hvis billed-15 rørstrålestrømmen stiger over et forud fastlagt niveau, f.eks. 1,6 milliampere, vil transistoren 250 skære af, og jævnstrømmen, der flyder fra B+ klemmerne gennem modstandene 249 og 248, vil reducere forspændingsspændingen på videoforstærkeren 247 for at begrænse luminansen og der-20 med strålestrøm.

I fig. 3 viser kredsløbet i blokken 342 yderligere et strålestrømaffølende kredsløb svarende til det i fig. 1 med henvisningsbetegnelsen 42 betegnede, som kan anvendes i en ultorspændingsreguleringsopstilling af den i beskriv-23 elsen til USA-patent nr. 3.395.311 viste art. Klemmen 344 i fig. 3 svarer til klemmen 44 i fig. 1. I fig. 3 frembringer jævnstrømmen, der løber op igennem et spændingsdelernetværk bestående af modstande 347, 345 og 341, forspændingsspænding ved klemmen 346, der føres til et im-30 pulsregulatorrør 349's styreelement 348. En kondensator 343 er også forbundet over modstanden 341. Når strålestrømmen i billedrøret 50 varierer, varierer jævnstrømmen, der flyder i spændingsdelernetværket 341, 345, 347, så at spændingen ved klemmen 346 ændres. Impulsregulatorrøret 35 349 reagerer på denne ændring i forspændingsspændingen for at holde ultorspændingen konstant ved at bevirke en ændring 144750 11 o af tilbageløbsimpulsens størrelse ved at oplade belastningen på udgangstransformatoren 16 på den i beskrivelsen til USA-patent nr. 3.395.311 beskrevne måde.

Selv om der i den viste udførelsesform for spæn-5 dingsforsyningen ifølge opfindelsen er vist anvendt en spændingsfirdobler, skal det bemærkes, at opfindelsen ikke er begrænset hertil og kan udøves ved anvendelse af andre former for spændingsmultipliceringsforsyninger eller sådanne, der har andre multiplikationsfaktorer, f.eks. en 10 spændingstripler. De nedenfor anførte parametre er an vendt i den i fig. 1 viste, foretrukne udførelsesform for opfindelsen.

Kondensatorerne 22, 24, 26, 28, 15 30, 32, 34, 36 2.000 picofarad

Kondensator 38 2.5000 picofarad

Modstand 25R 5.6 kiloohm 39 680 ohm 43 5 megohm 20 Modstand 45 15 megohm 47 30 megohm

Dioderne 23, 25, 27, 29 9 kilovolt spidsspærre- 31, 33, 35, 37 spænding, 5 mA, 5 amp stødstrøm