NL8503101A - Rasterafbuigschakeling voor toepassing in een beeldweergeefinrichting. - Google Patents

Description

PHN 11558 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Rasterafbuigschakeling voor toepassing in een beeldweergeefinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een rasterafbuigschakeling voor toepassing in een beeldweergeefinrichting, bevattende een versterker met een ingangsklem voor het ontvangen van een rasterfrekwent zaagtandvormig signaal en een uitgangsklem voor het 5 leveren van een zaagtandvormige afbuigstroom met een slag en een terugslag aan een met de genoemde uitgangsklem gekoppeld serienetwerk van een rasterafbuigspoel en een scheidingskondensator.

In een rasterafbuigschakeling kan een gelijkstroomgekoppelde eindversterker, dat wil zeggen zonder 10 scheidingskondensator, worden toegepast, op voorwaarde dat de versterker een dubbele voeding heeft voor het leveren van een spanning die positief is en van een spanning die negatief is ten opzichte van een punt van vaste potentiaal, bijvoorbeeld massa, waarmee de afbuigspoel voor de gelijkstroom is gekoppeld. Een dergelijke dubbele voeding is 15 duur en een beveiliging van de eindversterker is moeilijk te verwezenlijken.

Een rasterafbuigschakeling met een wisselstroomgekoppelde eindversterker, dat wil zeggen met een kondensator voor de galvanische scheiding van de afbuigspoel, wordt daarom algemeen toegepast. Een 20 voorbeeld hiervan is beschreven in het Duitse Octrooischrift 1.462.870 (PHN 1254). Een dergelijke schakeling heeft echter nadelen die de eerder genoemde schakeling niet of in mindere mate heeft. Zo is de lineariteit van de afbuigstroom slechter, zodat korrektiemiddelen moeten worden aangebracht in de schakeling. Dit zijn bijvoorbeeld 25 tegenkoppelnetwerken, die veelal een instelmogelijkheid moeten hebben, en die kondensatoren met een grote kapaciteit bevatten. In het genoemde Duitse octrooischrift is bovendien aangegeven dat het ingangssignaal van de versterker een paraboolvormige komponent moet bevatten, welke komponent moet worden opgewekt door een trap die voorafgaat aan de 30 versterker. Vanwege het frekwentie-afhankelijke karakter van de elementen van de schakeling, in het bijzonder van de tegenkoppelnetwerken, heeft een wisselstroomgekoppelde versterker een S “ * T ·* Λ -4 'i- r, j v 'i PHN 11558 2 slechter gedrag bij snelle overgangen in het te versterken signaal dan een gelijkstroomgekoppelde versterker, hetgeen een vertikale instabiliteit van het weergegeven beeld kan veroorzaken. Ook kan de interliniëring slechter zijn doordat vanwege de niet-oneindig grote 5 kapaciteit van de kondensatoren het uitgangssignaal van de versterker een beeldfrekwente komponent bevat.

De zojuist opgesomde nadelen zijn bekend en kunnen op bekende wijze worden opgeheven, hetgeen echter leidt tot gekompliceerde schakelingen met veel elementen. Deze elementen zijn bovendien 10 onderhevig aan veroudering, hetgeen ongewenste variaties kan veroorzaken. Met de uitvinding wordt beoogd een rasterafbuigschakeling van de bovengenoemde soort, dus met een wisselstroomgekoppelde versterker, te verschaffen die deze nadelen niet heeft. Daartoe vertoont de rasterafbuigschakeling volgens de uitvinding het kenmerk dat 15 parallel aan de scheidingskondensator een schakeling is aangebracht voor het vastleggen op een min of meer vaste waarde van de gelijkspanningskomponent van de over de kondensator aanwezige spanning.

Door de maatregel volgens de uitvinding wordt ervoor gezorgd dat ook de gelijkspanningskomponent van de spanning aan de 20 uitgang van de versterker een min of meer vast waarde heeft. Daardoor gedraagt de rasterafbuigschakeling zich als een gelijkstroomgekoppelde schakeling zonder dat een dubbele voeding nodig is. De schakeling heeft derhalve de nadelen van de wisselstroomgekoppelde schakelingen niet. In het bijzonder behoeft de schakeling geen frekwentie-afhankelijke 25 tegenkoppelnetwerken te bevatten, waardoor geen vertikale instabiliteit kan optreden en waardoor de interliniëring, ook bij ontvangst van teletekst-signalen goed is. Deze gunstige resultaten worden verkregen met zeer eenvoudige middelen.

Bij voorkeur vertoont de schakeling volgens de uitvinding 30 het kenmerk dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een schakeling is voor het vastleggen op een min of meer vaste waarde van de maximale waarde van de gedurende de slagtijd over de kondensator aanwezige paraboolvormige spanning. Daardoor wordt op eenvoudige wijze de gelijkstroomkomponent over het serienetwerk van de 35 afbuigspoel en de scheidingskondensator nagenoeg konstant gehouden.

In een uitvoering vertoont de schakeling het kenmerk dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een

* ~ A

ΡΗΝ 11558 3 klemschakeling is die een schakelaar bevat, welke schakelaar in de eerste helft van de slagtijd geleidend is, waarbij het geleidingsinterval van de schakelaar nagenoeg op het middentijdstip van de slagtijd eindigt.

5 In een zeer eenvoudige uitvoering vertoont de schakeling het kenmerk dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een element bevat met een spanningsval die nagenoeg konstant is.

De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande figuren 10 bij wijze van voorbeeld nader worden toegelicht. Hierbij tonen: figuur 1 een uitvoering van de rasterafbuigschakeling volgens de uitvinding en figuur 2 een golfvorm die daarin optreedt.

De rasterafbuigschakeling van figuur 1 bevat een 15 rasterafbuigspoel 1 voor het in vertikale richting afbuigen van de elektronenbundel(s) die in een niet getekende beeldweergeefbuis opgewekt is (zijn). Met spoel 1 staan een scheidingskondensator 2 en een tegenkoppelweerstand 3 in serie en het gevormde serienetwerk met elementen 1, 2 en 3 is tussen de uitgang van een eindversterker 4 en 20 massa aangesloten. Versterker 4 krijgt een voedingsspanning VB van bijvoorbeeld 26 V toegevoerd waarvan de negatieve pool eveneens aan massa ligt. Aan de omkerende ingangsklem van een ingangsversterker 5 wordt een rasterfrekwente, zaagtandvormige spanning toegevoerd. Deze spanning wordt op bekende wijze door een zaagtandgenerator opgewekt. De 25 niet-orakerende ingangsklem van versterker 5 is verbonden, eventueel via een weerstand, met het verbindingspunt van kondensator 2 en weerstand 3. De uitgangsklem van versterker 5 is verbonden met de omkerende ingangsklem van versterker 4 waarvan de niet-omkerende ingangsklem aan massa ligt. Door middel van versterker 4 wordt de versterkte 30 zaagtandvormige spanning, die aan de omkerende ingangsklem aanwezig is, omgezet in een stroom i die de door spoel 1 vloeiende rasterafbuigstrooa is. Het zal duidelijk zijn dat onder omstandigheden van ingangsversterker 5 kan worden afgezien, in welk geval het ingangssignaal rechtstreeks aan de niet-omkerende ingangsklem van 35 versterker 4 wordt toegevoerd terwijl de omkerende ingangsklem verbonden is met het verbindingspunt van elementen 2 en 3.

In figuur 2 is stroom i uitgezet als funktie van de l* ‘ , - ' .) * -- --;— -dü PHN 11558 4 tijd. Gedurende het grootste gedeelte van de rasterperiode T, de slagtijd, neemt stroom i op nagenoeg lineaire wijze af. De slagtijd begint op een tijdstip t^ en heeft een duur van ongeveer 19 ms bij een periode T van 20 ms (Europese televisiestandaard). Ongeveer in het 5 middentijdstip t2 van de slagtijd wordt stroom i nul, waarna hij van richting omkeert. Op het eindtijdstip t3 van de slagtijd neemt stroom i een maximale negatieve waarde aan waarvan de absolute waarde nagenoeg gelijk is aan de maximale positieve waarde die op tijdstip t^ wordt aangenomen. Zijn tussen tijstippen t^ en t3 de waarden van het 10 ingangssignaal van versterker 5 in absolute waarde symmetrisch ten opzichte van tijdstip t2, dan zijn de waarden van de uitgangsstroom i, en wel vanwege de tegenkoppeling, dat ook. Dit houdt in dat de oppervlakten die in figuur 2 begrensd zijn door de lijn die stroom i aangeeft en door de nulas en die gelegen zijn tussen tijdstippen t1 en 15 t2 enerzijds en tussen tijdstippen t2 en t3 anderzijds, gelijk zijn.

Na tijdstip t3 stijgt stroom i onder invloed van een snelle overgang in het ingangssignaal zeer snel doordat de over het serienetwerk 1, 2, 3 aanwezige spanning tijdelijk wordt verhoogd, 20 bijvoorbeeld door het verhogen van de voedingsspanning. Onder omstandigheden is een dergelijke terugslaggenerator niet nodig. In alle gevallen duidt VB de waarde van de voedingsspanning van versterker 4 aan gedurende de slagtijd. Op een tijdstip t4 keert stroom i wederom van richting om en hij bereikt vervolgens de maximale positieve waarde. 25 Op een tijdstip t5, dat een tijd T later dan tijdstip t^ gelegen is, begint een nieuwe slag doordat het ingangssignaal opnieuw langzaam afneemt. De terugslagtijd is de tijd tussen tijdstippen t3 en t5 en heeft een duur van ongeveer 1 ms. In deze tijd vormt de schakeling geen tegenkoppellus. De afbuigspoel die zich tijdens de slagtijd voornamelijk 30 gedraagt als een ohmse weerstand, gedraagt zich nu immers als een zelfinduktie, zodat de hierdoorheen vloeiende stroom langzaam reageert op variaties van het ingangssignaal. Daardoor zijn de oppervlakten die in-figuur 2 begrensd zijn door de lijn die stroom i aangeeft en door de nulas en die gelegen zijn tussen tijdstippen t3 en t4 enerzijds en 35 tussen tijdstippen t4 en t5 anderzijds, niet aan elkaar gelijk. Dit betekent dat kondensator 2 elke rasterperiode geladen wordt met een lading die gelijk is aan het verschil tussen deze oppervlakten. Het Λ ·=< Λ 4 >r) "✓ V V* ^ U 3 * ..... :......"Jfr.

PHN 11558 5 gevolg hiervan is een toeneming van de in de Condensator opgeslagen lading en derhalve een stijging van de spanning over de kondensator in de richting van de voedingsspanning. Zonder verdere maatregelen zou hierdoor een ernstige vervorming van de afbuigstroom worden veroorzaakt.

5 Het voorafgaande is de vakman goed bekend. De zojuist beschreven fout kan volgens de stand van de techniek worden voorkomen door een aanpassing van het ingangssignaal en door de toepassing van tegenkoppelnetwerken die tussen het serienetwerk 1, 2, 3 en een ingangsklem, bijvoorbeeld de niet-omkerende ingangsklem van versterker 10 5, worden aangebracht. De op deze wijze verkregen tegengekoppelde, frekwentie-afhankelijke spanning wordt opgeteld bij de spanning die verkregen wordt door de lineaire tegenkoppeling met behulp van weerstand 3.

De schakeling van figuur 1 bevat deze 15 tegenkoppelnetwerken niet en het ingangssignaal bevat gedurende de slagtijd geen korrektiekomponent, bijvoorbeeld een paraboolvormige komponent, voor het rekening houden met het naar aanleiding van figuur 2 beschreven effekt. In figuur 1 is de bron van een veldeffekttransistor 6 verbonden met het verbindingspunt van spoel 1 en kondensator 2, de 20 afvoerelektrode is via een begrenzingsweerstand 7 verbonden met het verbindingspunt van kondensator 2 en weerstand 3 en de poort is via een weerstand 8 met een gelijkspanningsbron 9 verbonden. Elementen 6 tot en met 9 vormen een klemschakeling. Gedurende de slagtijd is over kondensator 2 een paraboolvormige spanning aanwezig met een maximum op 25 tijdstip t2- In de stationaire toestand stelt de schakeling zich zo in dat transistor 6 een korte tijd voor tijdstip t2 geleidt. Door de transistor vloeit een stroom die van kondensator 2 afkomstig is en waarvan de richting tegengesteld is aan die van afbuigstroom i, waardoor de top van de parabool op een vaste waarde wordt geklemd. Door deze 30 stroom wordt de overtollige lading van kondensator 2 afgevoerd, welke lading door stroom i wordt veroorzaakt, en de totale stroom door de kondensator is nul. Op tijdstip t2 keert stroom i om, waardoor de lading van kondensator 2 afneemt. Transistor 6 houdt dus op te geleiden en de spanning over kondensator 2 neemt af met een paraboolvorm.

35 Het tijdstip tg, waarop transistor 6 begint te geleiden is zo gelegen dat de som gedurende één periode van de in figuur 2 gearceerde oppervlakten die boven de nulas liggen, te weten de 35 0 3'10 1 ---------iü » PHN 11558 6 oppervlakten tussen tijdstippen t1 en tg enerzijds en tussen tijdstippen t^ en tg anderzijds, gelijk is aan de gearceerde oppervlakte die onder de nulas ligt, te weten de oppervlakte tussen tijdstippen t2 en t^. Gedurende één periode wordt aan 5 kondensator 2 evenveel lading toegevoerd als er aan wordt onttrokken en de spanning over de kondensator stijgt niet. Anders gezegd, de stroom door de kondensator is een echte wisselstroom. Gedurende het tijdsinterval tussen tijdstippen tg en t2 vloeit stroom door spoel 1, transistor 6 en weerstand 7. De gemiddelde waarde over één 10 periode van deze stroom is een kleine gelijkstroomkomponent van stroom i. Deze komponent is een centreerstroom voor de vertikale afbuiging. De gewenste waarde van de centreerstroom kan op eenvoudige wijze worden ingesteld door het optellen van een gelijkstroomkomponent bij het ingangssignaal van versterker 5, waardoor de ligging in de tijd van 15 tijdstip tg wordt ingesteld. Het zal worden opgemerkt dat de toevoeging van transistor 6 en weerstand 7 nagenoeg geen invloed heeft op de vorm van de afbuigstroom. De reden hiervan is dat deze stroom door een stroombron wordt opgedrongen.

Gedurende de slagtijd is de aan de uitgang van versterker 20 4 aanwezige spanning v de som van de zaagtandvormige spanningen die over spoel 1 en weerstand 3 aanwezig zijn en van de paraboolvormige spanning die over kondensator 2 aanwezig is. Op tijdstip t1 is spanning v iets lager dan spanning VB en op tijdstip t3 is de genoemde spanning iets hoger dan nul. Versterker 4 bevat bijvoorbeeld een klasse-B-25 eindtrap met twee transistoren waarvan op bekende wijze de ene gedurende de eerste helft en de andere gedurende de tweede helft van de slagtijd geleidt, waarbij de spanning over de eerst genoemde transistor op tijdstip t.j en over de tweede transistor op tijdstip t3 minimaal is. Door de werking van de klemschakeling met elementen 6 tot en met 9 30 neemt op tijdstip t2 de spanning over kondensator 2 een min of meer vaste waarde aan. De keuze van deze waarde wordt bepaald door praktische overwegingen, onder andere door de opbouw van de eindtrap in versterker 4 en door de amplitude van de over kondensator 2 aanwezige paraboolvormige spanning, dus door de waarde van'de kapaciteit van de 35 kondensator. Door een geschikte dimensionering kan ervoor worden gezorgd dat de klasse-B-eindtrap op de vermelde wijze werkt, waardoor een gunstig rendement wordt verkregen. Heeft in het bijzonder de parabool 8303101 -¾ ; --V- ^ PHN 11558 7 een kleine amplitude omdat kondensator 2 een grote kapaciteit heeft, dan kan voor de spanning van bron 9 een waarde van ongeveer 12 V worden gekozen, zodat spanning v op tijdstip t2 een waarde heeft die nagenoeg gelijk is aan de helft van spanning VB.

5 In het voorafgaande is de variatie van stroom i gedurende de slagtijd lineair verondersteld. In de praktijk heeft deze stroom meestal een S-vorm die verkregen kan worden met behulp van tegenkoppelnetwerken. Met de schakeling van figuur 1 kan aan de afbuigstroom de gewenste vorm worden gegeven doordat het aan versterker 10 5 toegevoerde ingangssignaal deze vorm al heeft. Meer algemeen kan de lineariteit van de afbuigstroom worden gekorrigeerd door een instelling van het ingangssignaal, dit is op laag niveau.

In figuur 1 is een bepaalde uitvoering van de klemschakeling aangegeven. Hierbij dient weerstand 7 voor het begrenzen 15 van de door transistor 6 vloeiende stroom en kan eventueel vervallen.

Bron 9 is als batterij getekend. In de praktijk zal bron 9 uitgevoerd zijn met behulp van een weerstandspanningsdeler tussen een voedingsspanning en massa, waarbij het verbindingspunt van de weerstanden tegen massa is ontkoppeld door middel van een kondensator 20 die dank zij de hoge impedantie in de poortleiding van transistor 6 een betrekkelijk kleine kapaciteit mag hebben. Door middel van de schakeling met elementen 6 tot en met 9 wordt de maximale waarde en derhalve de gelijkspanningskomponent van de slagspanning over kondensator 2 op een nagenoeg konstante waarde vastgelegd. Deze schakeling kan een andere 25 schakelaar dan een veldeffekttransistor bevatten, bijvoorbeeld een darlingtonkombinatie, en kan ook op andere wijze worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als topgelijkrichter met het serienetwerk van een diode, waarvan de anode verbonden is met het verbindingspunt van kondensator 2 en spoel 1, een gelijkspanningsbron en eventueel een 30 begrenzingsweerstand dat parallel wordt aangebracht aan kondensator 2.

De diode geleidt in het tijdsinterval tg tot t2* Hierbij kan de gelijkspanningsbron uitgevoerd zijn met behulp van een RC-parallelnetwerk. Op andere wijze kan parallel aan kondensator 2 een zenerdiode worden aangebracht, waarbij de anode met het verbindingspunt 35 met weerstand 3 en de katode met het verbindingspunt met spoel 1 zijn verbonden. In werking is de spanning over de zenerdiode nagenoeg konstant zodat de spanning over de kondensator 2 deze waarde niet kan 8535101 _____ __.jii / PHN 11558 8 overschrijden. In serie met de zenerdiode kan nog een begrenzingsweerstand worden aangebracht. De zenerdiode kan worden vervangen door een spanningsafhankelijke weerstand of door het serienetwerk van een aantal diodes waarvan de anoden gekoppeld zijn met 5 het verbindingspunt van spoel 1 en kondensator 2 terwijl de katoden met het verbindingspunt van kondensator 2 en weerstand 3 zijn gekoppeld.

:¾ -λ .? ίΛ ,·ι '•j> " J v -J i Ü i

Claims (8)

1. Rasterafbuigschakeling voor toepassing in een beeldweergeefinrichting, bevattende een versterker met een ingangsklem voor het ontvangen van een rasterfrekwent zaagtandvormig signaal en een uitgangsklem voor het leveren van een zaagtandvormige afbuigstroom met 5 een slag en een terugslag aan een met de genoemde uitgangsklem gekoppeld serienetwerk van een rasterafbuigspoel en een scheidingskondensator, met het kenmerk dat parallel aan de scheidingskondensator een schakeling is aangebracht voor het vastleggen op een min of meer vaste waarde van de gelijkspanningskomponent van de over de kondensator aanwezige spanning. 10

2. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een schakeling is voor het vastleggen op een min of meer vaste waarde van de maximale waarde van de gedurende de slagtijd over de kondensator aanwezige paraboolvormige spanning.

3. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een klemschakeling is die een schakelaar bevat, welke schakelaar in de eerste helft van de slagtijd geleidend is, waarbij het geleidingsinterval van de schakelaar nagenoeg op het middentijdstip van 20 de slagtijd eindigt.

4. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de schakelaar verbonden is met een gelijkspanningsbron waarvan de spanning nagenoeg konstant is.

5. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk 25 dat de parallel aan de scheidingskondensator aangebrachte schakeling een element bevat met een spanningsval die nagenoeg konstant is.

6. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 3 of 5, met het kenmerk dat in serie met de schakelaar respektievelijk het element met nagenoeg konstante spanningsval een begrenzingsweerstand opgenomen is.

7. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het zaagtandvormige ingangssignaal een centreergelijkstroomkomponent bevat.

8. Rasterafbuigschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het zaagtandvormige ingangssignaal een lineariteitskorrektiekomponent 35 bevat.