DE1002483B - Saw tooth power generator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme, wie sie beispielsweise beim Fernsehen, für die Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre verwendet werden.The invention relates to circuit arrangements for generating sawtooth currents, such as those for example in television, used to deflect the electron beam of a cathode ray tube will.

Bei bekannten Sägezahnstromgeneratoren dient eine Treiberröhre dazu, in einer Induktivität einen ansteigenden Strom zu erzeugen, der die lange Flanke einer Sägezahnschwingung bildet. Am Ende einer jeden langen, Flanke wird diese Treiberröhre gesperrt, wodurch die Induktivität mit den angeschlossenen Kapazitäten, eine freie Halbschwingung ausführt, die die kurze Flanke der Sägezahnschwingung bildet. Diese Halbschwingung wird im allgemeinen durch eine Dämpferröhre beendet, deren Kathode beispielsweise mit einer Anzapfung der genannten Induktivität oder der Primärseite eines Transformators verbunden ist, der die Induktivität speist. Während der kurzen Flanke werden dabei in der Schaltung· Spannungsspitzen von einigen Kilovolt erzeugt, welche eine entsprechende¹ Isolation der Dämpferröhre erfordern, um diese nicht zu beschädigen. Diese Schwierigkeiten vermeidet die Erfindung.In known sawtooth current generators, a driver tube is used to generate a rising current in an inductance which forms the long flank of a sawtooth oscillation. At the end of each long flank, this driver tube is blocked, whereby the inductance with the connected capacitances executes a free half-oscillation, which forms the short flank of the sawtooth oscillation. This half-oscillation is generally terminated by a damper tube, the cathode of which is connected, for example, to a tap of the inductance mentioned or to the primary side of a transformer which feeds the inductance. During the short edge, voltage peaks of a few kilovolts are generated in the circuit, which require a corresponding ¹ insulation of the damper tube in order not to damage it. The invention avoids these difficulties.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen Sägezahnstromgenerator, insbesondere zur Erzeugung der Ablenkströme für die magnetische Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre, mit einer Induktivität, an die zur Erzeugung der langen Sägezahnflanke eine Spannung über einen elektronischen Schalter gelegt wird, der zur Erzeugung der kurzen Sägezahnflanke gesperrt wird, so- daß die Induktivität mit den angeschlossenen Kapazitäten eine freie Halbschwingung durchführt, und besteht darin, daß der elektronische Schalter eine Sekundärelektronen-Entladungsstrecke zwischen zwei Elektroden enthält, von denen mindestens die eine eine Sekundärelektronen emittierende Anode in einer Kathode und Steuergitter enthaltenden Röhre bildet, an deren Steuergitter zur Sperrung des elektronischen Schalters negative Impulse zugeführt werden.The invention accordingly relates to a sawtooth current generator, in particular for generation the deflection currents for the magnetic deflection of the electron beam of a cathode ray tube, with an inductance to which a voltage is applied via an electronic to generate the long sawtooth flank Switch is placed, which is blocked to generate the short sawtooth edge, so that the inductance performs a free half-cycle with the connected capacitors, and consists in that the electronic switch has a secondary electron discharge path between two electrodes, of which at least one anode emitting secondary electrons is in a cathode and control grid containing tube forms, on whose control grid for blocking the electronic Switch negative pulses are fed.

Solche Röhren mit einer Sekundärelektronen-Entladungsstrecke zwischen zwei Elektroden sind zwar bei Kippschwingungsgeneratoren bereits bekannt, doch hat die Verwendung einer solchen bekannten Röhre als Schalterröhre bei der vorstehend beschriebenen Sägezahnstromgeneratorschaltung besondere Vorteile, wie im folgenden noch näher erläutert wird.Such tubes with a secondary electron discharge path between two electrodes are indeed already known in the case of relaxation oscillation generators, but the use of such has been known Tube as a switch tube in the above-described sawtooth current generator circuit is particular Advantages, as will be explained in more detail below.

Vorzugsweise enthält die als elektronischer Schalter dienende Elektronenröhre zwei für den Primärelektronenstromkreis parallel geschaltete sekundäremissionsfähige Anoden.The electron tube serving as an electronic switch preferably contains two for the primary electron circuit secondary emissive anodes connected in parallel.

Obwohl an einer der genannten Anoden Spannungsschwankungen von einigen Kilovolt auftreten, treten diese Spannungsschwankungen nicht zwischen der SägezahnströmgeneratorAlthough voltage fluctuations of a few kilovolts occur at one of the anodes mentioned these voltage fluctuations do not occur between the sawtooth current generator

Anmelder:Applicant:

Electric & Musical Industries Limited, Hayes, Middlesex (Großbritannien)Electric & Musical Industries Limited, Hayes, Middlesex (Great Britain)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt, Hannover, Göttinger Chaussee 76Representative: Dr.-Ing. B. Johannesson, patent attorney, Hanover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 19. November 1954 und 4. November 1955Claimed priority: Great Britain November 19, 1954 and November 4, 1955

Eric Lawrence Casling White, Iver, BuckinghamshireEric Lawrence Casling White, Iver, Buckinghamshire

(Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden(Great Britain), has been named as the inventor

Kathode und der benachbarten Heizung¹ auf, wie das bei den üblichen Dämpferröhren der Fall ist, so daß eine entsprechende hochspannungssichere Isolation bei Verwendung solcher elektronischer Schalter nicht erforderlich ist.Cathode and the adjacent heater ¹ , as is the case with the usual damper tubes, so that a corresponding high-voltage-safe insulation is not required when using such electronic switches.

Ein derartiger elektronischer Schalter kann z. B. aus einer einzigen Elektronenröhre bestehen, bei der zwei sekundäremissionsfähige Anoden, die beide für den Primärelektronenstromkreis parallel geschaltet sind, derart in der Röhre angeordnet sind, daß je nach ihrer Augenblicksspannung die eine Anode als Auffangelektrode für die aus der anderen Anode stammenden Sekundärelektronen dient, oder umgekehrt. Dabei kann in Richtung des Primärelektronenstroms vor jeder sekundäremissionsfähigen Anode ein Auffanggitter für die Sekündärelektronen angeordnet sein, das jeweils mit der anderen sekundäremissionsfähigen Anode verbunden ist. Der elektronische Schalter kann jedoch auch aus zwei gleichartigen Röhren üblicher Bauart aufgebaut werden, welche je eine Kathode, ein Steuergitter, ein Sekundärelektronenauffanggitter und eine sekundäremissionsfähige Röhre besitzen und die derart zusammengeschaltet sind, daß die Kathoden und die Steuergitter jeweils miteinander verbunden sind und daß die Auffanggitter und die Anoden ■ kreuzweise miteinander verbunden sind.Such an electronic switch can, for. B. consist of a single electron tube in which two secondary emissive anodes, both connected in parallel for the primary electron circuit are arranged in the tube in such a way that, depending on their instantaneous voltage, the anode as The collecting electrode is used for the secondary electrons coming from the other anode, or vice versa. In this case, in the direction of the primary electron flow, in front of each secondary emissive anode Collecting grid for the secondary electrons can be arranged, each with the other secondary emissive Anode is connected. The electronic switch can, however, also consist of two similar Tubes of the usual design are built, each with a cathode, a control grid, a secondary electron collection grid and having a secondary emissive tube and so interconnected are that the cathodes and the control grid are connected to each other and that the collecting grid and the anodes ■ are cross-connected to one another.

Zur näheren Erläuterung soll die Erfindung im folgenden an, Hand der Zeichnung beschrieben werden.For a more detailed explanation, the invention will be described below with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Sägezahngenerator mit einer Röhre 1, die eine geheizte Kathode 2, eine Steuerelektrode 3, ein Schirmgitter 4 sowie ein Paar von Sekundäremissionselektroden ,5 und 6 enthält. DieFig. 1 shows a sawtooth generator with a tube 1, which has a heated cathode 2, a control electrode 3, a screen grid 4, and a pair of secondary emission electrodes, 5 and 6. the

6OT770/3376OT770 / 337

Sekundärelektronen emittierenden Oberflächen der Elektroden 5 und 6 sind einander gegenüber so angeordnet, daß sie im Weg des Elektronenstromes liegen, welcher von der Kathode 2 ausgesandt wird. Die Sekundäremissionselektrode 5 ist mit einer positiven Spannungsquelle geringen Widerstandes über die Primärwicklung 7 eines Transformators verbunden, an dessen Sekundärwicklung 8 Ablenkspulen 9 angeschlossen sind. Die Sekundäremissionselektrode¹6 ist mit einer positiven Spannungsquelle geringen Innen-Widerstandes verbunden, deren Spannung kleiner als die Spannung der erstgenannten Spannungsquelle ist. Dem Steuergitter 3 der Röhre 1 werden Impulse 10 zugeführt, die die Röhre 1 periodisch sperren. Wenn die Röhre 1 geöffnet ist, gelangen. Primärelektronen von der Kathode 2 zu einer oder zu beiden. Sekundäremissionselektroden 5 oder 6. Die Sekundär elektronen,, die an, den beiden Elektroden 5 oder 6 auftreten, werden in Abhängigkeit von den relativen Spannungen an diesen Elektroden jeweils von der anderen: Elektrode aufgefangen.Secondary electron-emitting surfaces of the electrodes 5 and 6 are arranged opposite one another in such a way that they lie in the path of the electron flow which is emitted from the cathode 2. The secondary emission electrode 5 is connected to a positive voltage source of low resistance via the primary winding 7 of a transformer, to whose secondary winding 8 deflection coils 9 are connected. The secondary emission ^electrode 16 is connected to a positive voltage source of low internal resistance, the voltage of which is lower than the voltage of the first-mentioned voltage source. The control grid 3 of the tube 1 is supplied with pulses 10 which block the tube 1 periodically. When the tube 1 is open, get. Primary electrons from cathode 2 to one or both. Secondary emission electrodes 5 or 6. The secondary electrons, which occur at the two electrodes 5 or 6, are picked up by the other electrode, depending on the relative voltages at these electrodes.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 soll hier angenommen werden, daß die Spannung an der Elektrode 6 etwa 100 Volt unter der Spannung an der Elektrode 5 liegt. In der Röhre 1 fließt daher, wenn diese geöffnet ist, ein. Elektronenstrahl von der Kathode 2 zu den Elektroden, 5 und 6, so daß Sekundärelektronen von der Elektrode 6 zur Elektrode 5 fließen. Somit fließt ein Strom durch die Induktivität 7, wodurch ein Teil der langen Sägezahnflanke erzeugt wird, wobei die Spannung an der Elektrode 5 mit dem anwachsenden Strom steigt. Zur Beendigung der langen Sägezahnflanke wird die Rö'bre 1 durch die angelegten Impulse 10 gesperrt, worauf der aus der Induktivität 7 und dien angeschlossenen Streukapazitäten gebildete Schwingungskreis eine Halbschwingung ausführt. Kurz vor Beendigung dieser Halbschwingung wird die Röhre 1 erneut geöffnet, so daß an diesem Punkt der Halbschwingung die Spannung an der Elektrode 5 kleiner ist als an der Elektrode 6, so daß nunmehr ein Elektronenstrom von der Elektrode 5 zu der Elektrode 6 fließt und damit den, anfänglichen Teil der langen. Sägezahnflanke durch einen Strom erzeugt, der in negativer Richtung durch die Induktivität 7 fließt. Dabei steigt das Potential an, der Elektrode 5 erneut. Sobald die Spannung an. der Elektrode 5 wieder größer ist als an der Elektrode 6, kehrt sich die Stromrichtung in der Induktivität 7 um, wodurch der folgende Teil der langen Sägezahnflanke erzeugt wird. Daraus ist ersichtliah, daß die Röhre 1 mit ihren beiden Sekundärelektronen-Emissionselektroden, 5 und 6 einen Schalter bildet, der in beiden Richtungen leitet, wobei die Ein_r oder Aus-Stellung durch die Primärelektroncn von. der Kathode 2 gesteuert wird.To explain the mode of operation of the circuit according to FIG. 1, it should be assumed here that the voltage at electrode 6 is approximately 100 volts below the voltage at electrode 5. In the tube 1 therefore flows when it is open. Electron beam from cathode 2 to electrodes 5, 5 and 6 so that secondary electrons flow from electrode 6 to electrode 5. A current thus flows through the inductance 7, as a result of which part of the long sawtooth flank is generated, the voltage at the electrode 5 rising with the increasing current. To terminate the long sawtooth flank, Rö'bre 1 is blocked by the applied pulses 10, whereupon the oscillation circuit formed from inductance 7 and the connected stray capacitances performs a half oscillation. Shortly before the end of this half-oscillation, the tube 1 is opened again, so that at this point of the half-oscillation the voltage on the electrode 5 is lower than on the electrode 6, so that an electron current now flows from the electrode 5 to the electrode 6 and thus the , initial part of the long. Sawtooth flank generated by a current flowing through inductance 7 in the negative direction. In the process, the potential of the electrode 5 rises again. Once the tension is on. of the electrode 5 is again larger than that of the electrode 6, the direction of the current in the inductance 7 is reversed, whereby the following part of the long sawtooth flank is generated. It is ersichtliah that the tube 1 with its two secondary electron emission electrodes, 5 and 6 forms a switch that conducts in both directions, wherein the A _r or off position by the Primärelektroncn of. the cathode 2 is controlled.

Die Schaltung gemäß_ Fig. 1 kann auch dann sägezahnförmige Ströme erzeugen, wenn die Elektrode 6 keine Sekundärelektronen-Emissionselektrode ist. Der Vorteil, der durch Vermeidung hoher Spannungsschwankungen zwischen der Kathode 2 der Röhre und einer anderen Elektrode entsteht, tritt dabei auto^ matisch ein.The circuit according to FIG. 1 can then also be sawtooth-shaped Generate currents when the electrode 6 is not a secondary electron emission electrode. Of the The advantage of avoiding high voltage fluctuations between the cathode 2 of the tube and another electrode occurs automatically.

Zur Vermeidung einer gesonderten Spannungs- quelle für die Elektrode 6 kann auch, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Schaltung verwendet werden, bei der die Primärwicklung des Transformators in, zwei gleiche Teile aufgeteilt ist und deren Enden jeweils mit den Elektroden 5 und 6 verbunden sind. Wenn nun die Röhre 1 leitend ist, haben die beiden Elektroden. 5 und 6 eine Spannung, welche ein Bruchteil der Spannung der Spannungsquelle, beispielsweise die Hälfte, ist, um eine geeignete Spannung relativ zur Kathode der Röhre 1 zu haben, damit ein geeigneter Sekundäremissionsfaktor erzielt wird.To avoid a separate voltage source for the electrode 6, as in FIG shown, a circuit can be used in which the primary winding of the transformer in, two equal Parts is divided and the ends of which are connected to the electrodes 5 and 6, respectively. If now the Tube 1 is conductive, the two electrodes have. 5 and 6 a voltage which is a fraction of the Voltage of the voltage source, for example half, is relative to an appropriate voltage To have the cathode of the tube 1, so that a suitable secondary emission factor is achieved.

In jeder der genannten Schaltungen wird der Primärelektronenstrahl in der Röhre 1 für eine Zeitdauer unterbrochen, die etwa der Halbschwingung während der kurzen Sägezahnflanke entspricht, und dann auf den ursprünglichen Strom wert wiederhergestellt. Die Röhre 1 ist beispielsweise so angeordnet, daß die Öffnungs- und Sperrzeiten selbsttätig erzeugt werden, wie dieses beispielsweise durch Rückkopplung eines Teiles der Ausgangsspannung des Transformators auf die Steuerelektrode 3 geschehen kann.In each of the aforementioned circuits, the primary electron beam is in the tube 1 for a period of time interrupted, which corresponds approximately to the half oscillation during the short sawtooth flank, and then restored to the original electricity value. The tube 1 is arranged, for example, that the opening and blocking times are generated automatically such as this, for example, by feedback of part of the output voltage of the transformer on the control electrode 3 can be done.

Um den Widerstand des Schalters ausreichend klein zu halten, kann die Röhre so konstruiert sein, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Dort ist jede Elektrode 5 und 6 mit gitter ahn liehen Teilen 5^a und 6" verbunden, wobei das Gitter 5" vor der Elektrode 6 und das Gitter 6^a vor der Elektrode 5 angeordnet ist, wodurch sie als Anoden zum Auffangen der Sekundärelektronen der jeweiligen Elektroden 5 und 6 dienen. Dabei gelangen die Sekundärelektronen von dem Gitter 5" zur Elektrode 5 und von dem Gitter 6^a zur Elektrode 6.In order to keep the resistance of the switch sufficiently small, the tube can be constructed as shown in FIG. There each electrode 5 and 6 is connected to grid ahn borrowed parts 5 ^a and 6 " , the grid 5" is arranged in front of the electrode 6 and the grid 6 ^{a in} front of the electrode 5, making them an anode for collecting the secondary electrons of the respective Electrodes 5 and 6 are used. The secondary electrons pass from the grid 5 ″ to the electrode 5 and from the grid 6 ^a to the electrode 6.

Wenn es erwünscht ist, können auch zwei übliche Typen von Sekundäremissionsröhren 11 und 12 an Stelle der Röhre 1 in Fig. 1, 2 und 3 verwendet werden, bei denen die Anoden und die Sekundärelektronen-Emissionselektroden der entsprechenden Röhren über Kreuz verbunden sind, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.If desired, two common types of secondary emission tubes 11 and 12 can also be used Place of the tube 1 in Figs. 1, 2 and 3 are used, in which the anodes and the secondary electron emission electrodes of the respective tubes are cross-connected, as shown in FIG.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Sägezahnstromgenerator, insbesondere zur Erzeugung der Ablenkströme für die magnetische Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre, mit einer Induktivität, an die zur Erzeugung der langen Sägezahnflanke eine Spannung über einen elektronischen Schalter gelegt wird, der zur Erzeugung der kurzen Sägezahnflanke gesperrt wird, so daß die Induktivität mit den angeschlossenen Kapazitäten eine freie Halbschwingung durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter in an sich bekannter Weise eine Sekundärelektronen-Entladungsstrecke zwischen zwei Elektroden enthält, von denen mindestens die eine eine Sekundärelektronen emittierende Anode in einer Kathode und Steuergitter enthaltenden Röhre bildet, an deren Steuergitter zur Sperrung des elektronischen Schalters negative Impulse zugeführt werden.1. Sawtooth current generator, especially for generating the deflection currents for the magnetic Deflection of the electron beam of a cathode ray tube, with an inductance to which to generate a voltage is applied to the long sawtooth edge via an electronic switch, which is blocked for generating the short sawtooth edge, so that the inductance with the connected Capacities performs a free half-wave, characterized in that the electronic switch in a manner known per se, a secondary electron discharge path between Contains two electrodes, at least one of which emits secondary electrons Forms anode in a tube containing the cathode and control grid, at the control grid negative pulses are supplied to block the electronic switch. 2. Elektronischer Schalter für einen Sägezahnstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre zwei für den Primärelektronenstromkreis parallel geschaltete sekundäremissionsfähige Anoden enthält (Fig. 1, 2, 3).2. Electronic switch for a sawtooth current generator according to claim 1, characterized in that that the electron tube two connected in parallel for the primary electron circuit contains secondary emissive anodes (Fig. 1, 2, 3). 3. Elektronischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäremissionsfähigen Anoden derart in der Röhre angeordnet sind, daß je nach ihrer Augenblicksspannung die eine Anode als Auffangelektrode für die aus der anderen Anode stammenden Sekundärelektronen dient, oder umgekehrt (Fig. 1 und 2).3. Electronic switch according to claim 2, characterized in that the secondary emissive Anodes are arranged in the tube that, depending on their instantaneous voltage, the an anode as a collecting electrode for the secondary electrons coming from the other anode serves, or vice versa (Fig. 1 and 2). 4. Elektronischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung des Primärelektronenstroms vor jeder sekundäremissionsfähiigen Anode ein Auffanggitter für die Sekundärelektronen angeordnet ist, das jeweils4. Electronic switch according to claim 2, characterized in that in the direction of the A collecting grid for the primary electron stream in front of each secondary emissive anode Secondary electrons are arranged, each mit der anderen sekundäremissionsfähigen Anode verbunden ist (Fig. 3).is connected to the other secondary emissive anode (Fig. 3). 5. Elektronischer Schalter für Sägezahnstromgeneratoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige Röhren mit je einer Kathode, einem Steuergitter, einem Sekun-•därelektronenauffanggitter und einer sekundäremissionsfähigen Anode derart zusammengeschaltet sind, daß die Kathoden und die Steuergitter jeweils miteinander verbunden sind und daß5. Electronic switch for sawtooth current generators according to claim 1, characterized in that that two tubes of the same type, each with a cathode, a control grid, and a secondary electron collecting grid and a secondary emissive anode so interconnected are that the cathodes and the control grid are connected to each other and that die Auffanggitter und die Anoden kreuzweise miteinander verbunden sind (Fig. 4).the collecting grid and the anodes are cross-connected to each other (Fig. 4). 6. Elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre(n) (je) ein auf positiver Spannung liegendes Schirmgitter enthält (enthalten).6. Electronic switch according to one of claims 2 to 5, characterized in that the Tube (s) (each) contains a screen grid with a positive voltage. In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 482 370;
»Proc. of the IRE«, August 1949, S. 952 bis 954.Considered publications:
British Patent No. 482,370;
“Proc. of the IRE ", August 1949, pp. 952 to 954. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 609 770/337 2.57© 609 770/337 2.57