DE2041263C3

DE2041263C3 - Ablenkschaltung mit steuerbaren Halbleiterschaltern für einen Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2041263C3
Application number: DE2041263A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Friedrich Wilhelm New Hope Pa. Dietz
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1970-08-19
Publication date: 1982-08-26
Also published as: DE2041263B2; JPS5040727B1; DE2041263A1; SE363554B; AT309546B; ES382892A1; NL7012492A; BE755223A; FR2059667A1; GB1315159A; DK137999B; FR2059667B1; DK137999C; US3638067A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ablenkschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In der US-PS 34 52 244 und in IEEE on Broadcast and Television Receivers, Februar 1969, Bd. BTR-15, No. 1, S. 61 bis 66, ist eine derartige Horizontalablenkschaltung beschrieben, bei welcher während des Hinlaufintervalls der Horizontalablenkperiode der Ablenkstrom durch einen in beiden Richtungen leitenden Schalter, bestehend aus der Parallelschaltung eines steuerbaren Siliziumgleichrichters und einer Diode, geleitet wird. Während der ersten Hälfte des Hinlaufintervalls ist der steuerbare Siliziumgleichrichter gesperrt, während die Diode den Ablenkstrom zur Horizontalablenkwicklung leitet. Während der zweiten Hälfte des Hinlaufs, wenn die Stromrichtung in der Alenkwicklung umgekehrt ist, ist die Diode nichtleitend, während der steuerbare Siliziumgleichrichter den Ablenkstrom leitet. Nahe der Mitte des Hinlaufintervalls, zu dem Zeitpunkt, da der Strom in der Ablenkwicklung seine Richtung umkehrt, muß die Stromleitung ohne Unterbrechung erhalten bleiben. Wird der Leitungsweg auch nur kurzzeitig unterbrochen, so ergibt sich eine Unterbrechung des Stromflusses in der Ablenkwicklung, so daß auf dem Bildschirm des Fernsehgerätes eine weiße Vertikallinie in der Mitte des Rasters erzeugt wird, da der Elektronenstrahl in diesem Bereich kurzzeitig unabgelenkt ist, also feststeht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung dieses unerwünschten Effektes durch eine günstigere Betriebsweise des Hinlaufschalters. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Dabei wird der steuerbare Siliziumgleichrichter nahe dem Ende des Hinlaufs an seiner Steuerelektrode mit Spannung und Strom negativ vorgetastet, so daß er in verhältnismäßig kurzer Zeit (z. B. in 3 Mikrosekunden) abgeschaltet, d. h. gesperrt werden kann. Andererseits wird aber auch die negative Steuerelektrodenspannung nicht zu groß, so daß ein übermäßiger Leistungsverbrauch in der Steuerelektrode vermieden wird. Auch wird ein unerwünschtes Auslösen des steuerbaren Siliziumgleichrichters während des Rücklaufteils der Ablenkperiode verhindert, wo am AblenkstromscHaher ein verhältnismäßig starker Rücklaufimpuls auftritt, der die Überschlagspannung des steuerbaren Siliziumgleichrichters übersteigen und damit einen Strom hervorrufen kann, durch den der Schalter zerstört wird, da die Steuerelektrode mit einer negativen Spannung von hierfür ausreichender Größe und Dauer beaufschlagt wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 das teilweise in Blockform dargestellte Schaltschema eines Fernsehempfängers mit erfindungsgemäßer Auslöseschaltung im Ablenkteil und

F i g. 2 ein Diagramm, das von der erfindungsgemäßen Schaltung erzeugte Spannungs- und Stromverläufe wiedergibt

In F i g. 1 werden die an der Antenne 10 des Fernsehempfängers empfangenen Fernsehsignal auf den Empfangsteil 11 gekoppelt Dieser enthält normalerweise einen HF-Verstärker, eine Mischstufe mit Oszillator zum Umsetzen der verstärkten HF-Signale in ZF-Signale, einen ZF-Verstärker und einen Demodulator, der durch Demodulieren der ZF-Signale Signalgemische (BAS-Signale) gewinnt Dem Empfangsteil 11 ist ein Videoverstärker 12 nachgeschaltet

Der verstärkte Helligkeitssignalteil des vom Videoverstärker 12 erzeugten Signalgemisches ist der Steuerelektrode (z. B. der Kathode) der Bildröhre 13 zugeführt Das Signalgemisch vom Videoverstärker 12 ist außerdem der Synchronsignaltrennschaltung 14 zugeführt, welche den Vertikalablenkgenerator 15 mit den Vertikalsynchronisierimpulsen beliefert. Der Vertikalablenkgenerator 15 ist an die Vertikalablenkschaltung 16 angeschlossen, die mit Klemmen Y- Y an die Vertikalablenkwicklung 17 der Bildröhre 13 angeschaltet ist

Die Horizontalsynchronisieriinpulse sind von der Synchronsignaltrennschaltung 14 einem Phasendetektor 18 zugeführt, dem außerdem ein die Istphase der Schwingung des Horizontaloszillators 19 anzeigendes Signal zugeführt ist Die gegebenenfalls vom Phasendetektor 18 erzeugte Fehlerspannung -st dem Horizontaloszillator 19 zugeführt, so daß dessen Ausgangsschwingung mit den Horizontalsynchronisierimpulsen synchronisiert wird. Die Ausgangsschwingung des Horizontaloszillators 19 gelangt über einen Transformator 20 und ein Signalformungsnetzwerk mit Widerständen 22 und 24, einer durch einen Kondensator 28 überbrückten Diode 26 und einem Koppelkondensator 31 zur Horizontalablenkschaltung 21.

Die Horizontalablenkschaltung 21 ist im einzelnen in der eingangs genannten US-PS 34 52 244 beschrieben. Sie enthält eine in beiden Richtungen leitende Schalteranordnung 23 in Form der Parallelschaltung eines steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 und einer Diode 29. Ein HF-Überbrückungskondensator 27 liegt parallel zur Schalteranordnung 23. Die Schalteranordnung 23 koppelt während des Hinlaufintervalls der Ablenkperiode einen verhältnismäßig großen Energiespeicherkondensator 33 über die Horizontalablenkwicklung 30. Ein erster Kondensator 32 und eine Spule 34 sind zwischen die Schalteranordnung 23 und eine in beiden Richtungen leitende Umkehrschalteranordnung

38 mit einem steuerbaren Siliciumgleichrichter 39 und einer Diode 40 gekoppelt Ein Schaltstoßunterdrükkungsglied mit einem Kondensator 41 und einem Widerstand 42 ist parallel zum steuerbaren Siliciumgleichrichter 39 geschaltet, und ein HF-Überbrückungskondensator 43 liegt parallel zur Dio *e 40. Ein zweiter Kondensator 45 ist zwischen den Verbindungspunkt des Kondensators 32 und der Spule 34 einerseits und Masse andererseits geschaltet Ein Betriebsspannungsvei 3orgungsanschluß B+ ist über eine verhältnismäßig große Spule 46 cat dem Verbindungspunkt der Spule 34 und der Umkehrschalteranordnung 38 verbunden.

Ein Ablenktransformator 50 mit Primärwicklung 50p ist über die Horizontalwicklung 30 und einen damit verbundenen Kondensator 33 gekoppelt Eine an den Phasendetektor 18 angekoppelte Sekundärwicklung 505 beliefert den Phasendetektor 18 mit Rücklaufimpulsen zum Regeln oder Synchronisieren des Horizontaloszillators 19. Eine Hochspannungswicklung 50Λ liefert Spannungsimpulse an einen Hochspannungsvervielfacher 52, der an die Endanode 53 der Bildröhre 13 angekoppelt ist und diese mit Hochspannung (z. B. 20 000-27 000 Volt) für die Strahlbeschleunigung beliefert. Das Niederspannungsende der Primärwicklung 50p liegt über eine Schutzschaltung mit einer Diode 54, einem Widerstand 55 und einem Kondensator 56 an Masse. Eine zweite Schutzschaltung mit einer Anklammerungsdiode 58, einem Kondensator 62 und einem an B+ angeschlossenen Vorwiderstand 60 ist über die Schalteranordnung 23 gekoppelt

Eine Tast- oder Auslöseschaltung 70 beliefert die Steuerelektrode des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 mit einem Tast- oder Auslösesignal. Die Auslöseschaltung 70 wird durch ein Signal gesteuert, das an einer mit der Eingangsspule 46 magnetisch gekoppelten Wicklung 71 auftritt. Die Auslöseschaltung 70 enthält einen abgestimmten Serienresonanzkreis mit einem Kondensator 72 und einer Spule 73 zwischen der Wicklung 71 und der Steuerelektrode 25g des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25. Erfindungsgemäß liegt ein Differenzierwiderstand 75 zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators 72 und der Spule 73 einerseits und Masse andererseits. Ein weiterer Widerstand 77 liegt zwischen der Steuerelektrode 25gdes steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 und Masse. Die Arbeitsweise der Anordnung läßt sich am besten an Hand der Signalverläufe nach F i g. 2 erläutern.

Fig. 2 zeigt Spannungs- und Stromverlaufe an verschiedenen Funkten der Schaltung. Die Linie A ist die Nullspannungs-Bezugslinie, und die Linie B ist die Nullstrom-Bezugslinie.

Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, daß das Horizontalablenkintervall 63,5 Mikrosekunden umfaßt wobei ungefähr 13 Mikrosekunden auf den Rücklauf und die übrigen 50,5 Mikrosekunden auf den Hinlauf entfallen. Der Mittelpunkt des Rücklaufs entspricht dem Zeitpunkt ti, während der Mittelpunkt des Hinlaufs U entspricht. Der Umkehrschalter 38 leitet während des Intervalls vom Zeitpunkt to bis zum Zeitpunkt Γ3, mit Ausnahme eines kurzen Intervalls ungefähr in der Mitte zwischen Co und {3. Dieses kurze Intervall liegt in der zweiten Hälfte des Rücklaufs. Im Betrieb leitet die Diode 29 jeweils während des ersten Teils des Horizontalhinlaufintervalls, so daß sie einen Leitungsweg für'einen annähernd linear abfallenden Ablenkstrom in der Horizontalablenkwicklung 30 und dem Kondensator 33 (F i g. 2, Signalverlauf /30 von tt bis U) bildet Beim Nulldurchgang des Ablenkstromes muß die Leitung des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 einsetzen, der dann den Stromweg für den Ablenkstrom während der zweiten Hälfte des Hinlaufs bildet Um den steuerbaren Siliciumgleichrichter 25 für das Einsetzen der Stromleitung vorzubereiten, wird der Steuerelektrode 25^· vor und zu dem beabsichtigten Zeitpunkt £4 des Leitungseinsatzes eine positive Spannung (Fig.2, Signalverlauf e_n) zugeführt Wenn daher zum Zeitpunkt U die Anoden-Kathodenspannuiig am steuerbaren Siliciumgleichrichter 25 eine solche Polarität hat daß der steuerbare Siliciumgleichrichter 25 in Flußrichtung vorgespannt wird, leitet der steuerbare Siliciumgleichrichter 25 unter Bildung eines durchgehenden Leitungsweges für den Horizontalablenkstrom.

Wie in der US-PS 34 52 244 erklärt, ist es erwünscht, daR nahe dem Ende des Hinlaufs (nach ίο') der steuerbare Siliciumgleichrichter 25 in verhältnismäßig kurzer Zeit (z. B. in 3 Mikrosekunden) gesperrt wird. Ferner ist es wünschenswert, ein fälschliches Auslösen des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 während des Rücklaufs, wenn der verhältnismäßig starke Rücklaufspannungsimpuls am Schalter 23 liegt zu verhindern. Es hat sich gezeigt, daß beides durch Anlegen einer negativen Steuer elektrodenspannung von ausreichender Größe und Dauer erreicht werden kann. Entsprechend wird die Steuerelektrode 25g des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 während eines Teils des Hinlaufs (ungefähr m Mittelteil) mit einer positiven Spannung und während sowohl eines weiteren Teils des Hinlaufs (am Ende) und mindestens eines Teils (in der Nähe der Mitte) des Rücklaufs mit einer negativen Spannung beaufschlagt, um ein einwandfreies Schalten des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 sicherzustellen. Das hierfür erforderliche Tastsignal wird von der Spule 46 gewonnen.

Während der zweiten Hälfte des Hinlaufintervalls (vor to) nimmt der Strom in der Spule 46 resonant ab, indem die Energie von der Spule 46 in die Kondensatoren 32 und 45 wechselt. Zugleich steigt die Spannung an der Spule 46 resonant an. Die Wicklung 71 und die Spule 46 sind magnetisch gekoppelt, so daß während dieser Zeit (vor t₀) die Spannung an der Wicklung 71 in positiver Richtung ansteigt. Zum Zeitpunkt fo (oder to), der beispielsweise ungefähr 8 Mikrosekunden vor dem Ende des Hinlaufintervalls liegt, wird der steuerbare Siliciumgleichrichter 39 durch einen vom Horizontaloszillator 19 über das Signalformungsnetzwerk 22, 24,26, 28 und 30 gelieferten Impuls in den leitenden Zustand getastet oder geschaltet, so daß die Spule 46 zwischen B+ und im wesentlichen Massepotential gekoppelt wird. Der Strom in der Spule 46, der vor dem Zeitpunkt to allmählich abgefallen ist, beginnt dann ungefähr linear anzusteigen. Die Änderung des Stromilusses in der Spule 46 ist von einer verhältnismäßig plötzlichen

Änderung der Spannung an der Spule 46 begleitet, welche Spannungsänderung auch an der Wicklung 71 auftritt Die Spannung an der Wicklung 71, die zum Zeitpunkt ίο oder unmittelbar vorher ungefähr ihren positiven Spitzenwert hat, schaltet dann auf einen verhältnismäßig großen negativen Wert Der resultierende Spannungsimpuls hat negative Polarität am Verbindungspunkt der Wicklung 71 und des Kondensators 72. Diese Spannung wird durch das Differenzierglied mit dem Kondensator 72 und dem Widerstand 75 differenziert; die resultierende Spannung ist durch den Signalverlauf e₇s in Fig.2 wiedergegeben. Die Spannung e₇₅ bewirkt, daß der Kondensator 72 mit einem zunehmend negativen Strom (I72 in Fig.2) beliefert

wird, der innerhalb des Intervalls von fo bis fi ein negatives Maximum erreicht.

Wie oben erwähnt, sollte, um eine fälschliche Stromleitung im steuerbaren Siliciumgleichrichter 25 zu verhindern, die Spannung an der Steuerelektrode 25g während des Rücklauffeils der Horizontalablenkperiode, der innerhalb des Intervalls f| bis f₃ auftritt (s. den Ablenkstromverlauf /30), negativ bleiben. Dies wird durch den Resonanzkreis mit dem Kondensator 72 und der Spule 73 erreicht, der eine Steuerelektrodenspannung der richtigen Phase und Form liefert. Zum Zeitpunkt ίο nähert sich der Ladestrom des Kondensators 72 seinem negativen Maximum. Zugleich ist auf Grund der Resonanzwirkung der Strom in der Spule 73 annähernd Null, wobei sich jedoch dieser Strom verhältnismäßig sehne!! ändert und in einer solchen Richtung durch die Spule 73 und einen Stromweg mit dem Widerstand 77 zu fließen beginnt, daß am Widerstand 77 an der Steuerelektrode 25g des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 eine negative Spannung erzeugt wird. Diese Spannung ist durch den Signalverlauf e77 in Fig.2 wiedergegeben. Zum Zeitpunkt t\ in F i g. 2 erreicht der Strom in der Spule 73 sowie die Spannung e77 das Maximum. Innerhalb des Intervalls von fi bis f3 (d. h. ungefähr bei r₂) steigt die Spannung e 75 kurzzeitig steil gegen Null an.

Jedoch verhindert die Integrierwirkung der Spule 73, daß diese unerwünschte Spannungsspitze die Steuerelektrode des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 erreicht, die, wie der Spannungsverlauf e77 zeigt, während des Rücklaufs negativ bleibt. Zum gleichen Zeitpunkt ffe) liegt am steuerbaren Siliciumgleichrichter 25 die maximale Anoden-Kathoden-Durchlaßspannung (ein Rücklaufimpuls). Ein fälschliches Auslösen des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 wird somit durch die Wirkung der Spule 73 zu diesem Zeitpunkt verhindert Während es wünschenswert ist, die Steuerelektrodenspannung e77 während des Rücklaufs negativ zu halten, um ein fälschliches Auslösen zu verhindern, muß auch ein übermäßiger Leistungsverbrauch in der Steuerelektrode während des Anliegens dieser negativen Spannung verhindert werden. Der zusätzliche

Widerstand 75 bildet einen Entladeweg für den Kondensator 72

Kondensator 72 und dient dazu, die anliegende Spule 73

Spannung an der Wicklung 71 zu differenzieren, so daß 45 Widerstand 75 der Anstieg der Steuerelektrodenspannung e77 während Widerstand 77

des Intervalls fi bis (3 steiler wird als er es ohne den Widerstand 75 wäre, wodurch ein übermäßiger Leistungsverbrauch in der Steuerelektrode des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 während dieses Intervalls verhindert wird. Der Widerstand 75 dient außerdem dazu, zum Zeitpunkt fc eine verhältnismäßig steil abfallende Spannung (ejj) zu erzeugen, die für ein schnelles Abschalten des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 sorgt. Zum Zeitpunkt i₃ ist der Umkehrschalter 38 geöffnet, da die Diode 40 am Ende des Umkehrintervalls öffnet. Der Strom in der Spule 46 ändert seine Neigungsrichtung von positiv ansteigend in positiv abfallend, so daß von f3 bis ta eine positive Spannung induziert wird, wie die differenzierte Spannung gemäß Signalverlauf e75 in Fig.2 zeigt. Diese positive Spannung lädt den Kondensator 72 von t₃ bis to in entgegengesetzter Polarität wie während des Intervalls f₀ bis fi auf. Dieser Ladestrom, dargestellt durch den Stromverlauf /72 in Fig.2, wird durch die Anwesenheit der Spule 73 so modifziert, daß sich die positive Steuerspannung e77 und der Strom I_g für das Einschalten des steuerbaren Siliciumgleichrichters 25 zum Zeitpunkt U in der Mitte des Hinlaufs ergeben. Der Gleichstromwiderstand der Spule 73 und der Kondensator 72 sind so bemessen, daß der positive Steuerelektrodenstrom, dargestellt durch den Stromverlauf l_g in Fig.2, auf das gewünschte Maximum begrenzt wird. Der Resonanzkreis mit dem Kondensator 72 und der Spule 73 ist so eingerichtet, daß er eine Stromspitze ungefähr in der Mitte des Hinlaufintervalls (d. h. zum Zeitpunkt £4) erzeugt, und er ist zu diesem Zweck auf ungefähr die Horizontalablenkfrequenz abgestimmt. Der Widerstand 77 kann entfallen, wenn die Steuerelektroden-Sperrimpedanz ungefähr 100 Ohm oder weniger beträgt. Ferner kann für die erfindungsgemäße Schaltung auch eine andere Steuerspannungsquelle als die mit der Spule 46 gekoppelte Wicklung 71 verwendet werden. Beispielsweise kann man den Kondensator 72 direkt an eine Anzapfung der Spule 46 ankoppeln.

Bei einer praktisch erprobten Ausführungsform der vorliegenden Schaltung wurden Schaltungselemente mit folgender Bemessung verwendet

0,18 Mikrofarad
560 Mikrohenry
220 Ohm
470 Ohm

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Ablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einem ersten und einem zweiten, in beiden Richtungen leitenden steuerbaren Halbleiterschalter (25,39), die mit ihren ersten Enden Ober einen ersten Resonanzkreis (32, 34) miteinander verbunden sind und mit ihren zweiten Enden an einem Bezugspotential liegen; einer dem ersten Halbleiterschalter (25) parallelgeschalteten Reihenschaltung aus einem Energiespeicherkondensator (33) und Ablenkwicklungen (30); einer induktiven Anordnung (46, 71), über die das erste Ende des zweiten Halbleiterschalters (39) mit einer Betriebsspannungsquelle (B+) verbunden und über einen Scrienresonanzkreis aus einem Kondensate* (72) und einer Spule (73) mit der Steuerelektrode des ersten Halbleiterschalters (25) gekoppelt ist, und mit einem an die Steuerelektrode des zweiten Halbleiterschalters (39) gekoppelten Oszillator (19), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verbindung des Kondensators (72) mit der Spule (73) einerseits und Bezugspotential andererseits ein so bemessener Widerstand (75) geschaltet ist, daß die der Steuerelektrode des ersten Halbleiterschalters (25) zugeführte Schwingung differenziert wird.