DE2130902C3 - ZeilenaHenkschaltung für Kathodenstrahlröhren - Google Patents
ZeilenaHenkschaltung für KathodenstrahlröhrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zeilenablenkschaltung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Bildröhren
in Fernsehempfängern, mit einer elektromagnetischen Ablenkspule, die unter solchen Bedingungen
arbeitet, daß sie praktisch als eine reine Induktivität
angesehen werden kann.
Bei modernen Fernsehempfangern sind solche
Schaltungen normalerweise so ausgelegt, daß sie mit Halbleiierlemeneten als aktiven Komponenten arbeiten.
Wenn die Empfänger jedoch mit den normalen 2^0-Volt-Wechselspannungen betrieben werden, beträgt
die entsprechende gleichgerichtete Spannung etwa 300 Volt Gleichspannung, und falls eine herkömmliche
Zeilenablenkschaltung direkt an diese Gleichspannung angeschlossen wird, erreichen die
Riicldaufimpulse über dieser Schaltung einen Spitzenwert von etwa 3000 Volt, was meh/ ist, als die
herkömmlichen Transistorelemente aushallen kön
Daher wird in der Praxis die Versorgungsgleichspannung des Kreises auf die eine oder andere Weise
erniedrigt. Dies kann natürlich im Prinzip in einfacher Weise mit Hilfe eines geeigneten Transformators oder
einer Spannungsteilerschaltung erreicht werden. Es wurden zu diesem Zweck auch spezielle Kondensatoroder
Thyristorschaltungen verwendet.
Die Nachteile aller dieser bekannten Verfahren sind jedoch, daß der Empfänger mit zusätzlichen
Baudementen ausgestattet werden muß, was zusätzliche Kosten und ein erhöhtes Gewicht bedeutet und
unerwünschte elektromagnetische Streufelder oder die Entstehung von unerwünschter Wärme verursachen
kann. Außerdem soll daran erinnert werden, daß die Zuverlässigkeit eines Gerätes mit zunehmender
Anzahl von Bauelementen und mit zunehmender Temperatur abnimmt.
In jüngster Zeit wurde dieses Problem dadurch gelöst,
daß ein bekannter Gleichstrom-Gleichstromumwandler in den Fernsehempfänger eingebaut wurde,
um die Versorgungsgleichspannung auf eine stabilisierte Hohe von z. B. 130 Volt zu erniedrigen. Dieser
Umwandler oder Konvertei arbeitet im sogenannten »Schalterbetrieb«, was bedeutet, daß jedes aktive
Element stets entweder im völlig leitenden oder nichtleitenden Zustand ist. Auf diese Weise wird eine hohe
Wirksamkeit und eine vernachlässigbare Wärmeentwicklung erreicht. Ein Schaltbild eines solchen Umwandlers
ist in der beigefügten Fig. 1 gezeigt, und im Betrieb arbeitet diese Schaltung in der folgenden
Weise:
Wenn das gesteuerte Schaltelement TRl, welches in diesem Falle durch einen Transistor gebildet wird,
völlig leitend ist, erscheint die volle Versorgungsspannung Vb (300 Volt) über der Primärwicklung des
Transformators Tl. Daher wird der Strom durch diese Wicklung linear ansteigen, während magnetische
Energie in dem Transformator Tl gespeichert wird. Wenn der Schalltransistor TRl nichtleitend gemacht
wird, wird diese gespeicherte Energie entladen, wobei
ein Strom durch die Sekundärwicklung des Transtor-
malors Tl und die Diode D1 induziert wird, um den
Speicherkondensator Cl zu laden. Die Gleichspannung V an diesem Kondensator, welche als Versorgungsspannung
für die Last R verwendet wird, wird von dem Transformalionsverhältnis des Transformators
Ti und der Dauer der Rechteckimpulse, welche dem Anschluß P zugeführt werden, abhängen, wie in
der Figur gezeigt ist. Die Betriebsfrequenz dieser Impulse kann in passender Weise gleich der Zeibnablenkfrequenzdes
Fernsehempfängers eingestellt werden. Daher kann bei einer solchen hohen Frequenz
der Transformator Tl ziemlich klein gemacht werden.
Die Kondensatorspeicherspannung V, welche in geeigneter Weise durch Regeln der Steuerimpuisdauer
in Abhängigkeit von möglichen Schwankungen der Eingangsgleichspannung stabilisiert werden kann,
wird in dem verlegenden Fall für den Betrieb einer üblichen Zeilenab'enkschaltung verwendet.
In Fig. 2 ist im Prinzip eine bekannte Zeilenablenkschaltung
für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Bildröhren von Fernsehempfängern, zur Erzeugung
eines durch eine "iienkspule L fließe.iden
sägezahnförmigen AbJcnkstromes dargestellt. Dabei bildet die Ablenkspule L einen Teil eines im Rückschlagintervall
wirksamen Parallelresonanzkreises, der weiterhin einen durch seine Spannung den Hinlauf
bedingenden großen Kondensator C3 und einen für die Frequenz der Rückschlagschwingung ausschlaggebenden
kleinen Kondensator Cl enthält, der wenigstens zum Teil durch Streukapazitäten gebildet sein
kann. Weiter ist eine erste Diode Dl vorhanden, durch die der Ablenkstrom während des ersten Teiles
der Hinlaufzeit fließt; während eines zweiten Teiles der Hinlaufzeit fließt er mit entgegengesetzter Polarität
durch einen in einem Parallelzweig zur ersten Diode Dl liegenden gesteuerten Schalter, einen
Transistor TRT-, der an seiner Basis vom Punkt P
durch Impulse gesteuert wird derart, daß der Schalter während des zweiten Teiles des Hinlaufes stromdurchlässig
und während des Rückschlages geöffnet, also für einen Stromfluß gesperrt ist. Die Speiseenergie
wird dabei aus einer Versorgungsspannungsquelle V einer zwischen dieser Quelle V und dem
Schalter TRl eingeschalteten induktiven Element, das die Primärwicklung eines Transformators sein
kann, zugeführt. Während des Hinlaufes »st entweder die Diode Dl oder der Transistor TRl stromdurchlässig,
so daß das untere Ende der Induktivität Tl praktisch an Erde liegt und die volle Versorgungsspannung an der Induktivität Tl anliegt. In ihr entsteht
daher ein ansteigender Strom, der magnetische Energie einspeichert. Sobald am Ende des Hinlaufes
der Transistor TR2 gesperrt wird, hat der Strom durch Tl das Bestreben, weiterzufließen und überträgt somit
wenigstens einen Teil der in ihm aufgespeicherten Energie in den Parallelresonanzkreis L, Cl, C3.
Wie aus F ig. 1 deutlich wird, wird in der vorliegenden
Anordnung ein Transformator 7Ί, ein Kondensator Cl und ein aktives Schaltelement TRl zusätzlich
zu den notwendigen Schaltelementen der in Fig. 2 gezeigten Standardschaltung benötigt. In dieser
Situation ist eine Verringerung der Anzahl der Bauelemente natürlich sehr wünschenswert sowohl
vom Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit als auch der
Zuverlässigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, daß die an dem großen Kondensator auftretende Spannung, die den Hinlauf
bedingt, abweichend gewählt werden kann von der Speisespannung Vb1 wobei der gesteuerte Schalter
nicht nur im zweiten Teil der HinJaufzeit des Sägezahnstromes Strom führt, sondern außerdem zur
Steuerung der Energiezufuhr für die Ablenkschaltung dient.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die am Ende der Hinlaufzei* wenn der Schalter nichtleitend
gemacht wird, im Transformator Tl gespeicherte (magnetische) Energie von eine Sekundär-
wicklung über eine in der Rücklaufzeit leitende zweite Diode Dl auf den Parallelresonanzkreis Cl, L, C3
übertragen wird und daß der Schalter TR, durch eine an den Verbindungspunkt b dieser Reihenschaltung
angeschlossene, im zweiten Teil der Hinlaufzeit lei-
•5 tende dritte Diode D der ersten Diode Dl parallel
geschaltet ist.
Mittels der Dioden ist der die Primärwicklung des Transformators enthaltende Zweig während des ersten
Teiles der Hinlaufzeit von der Ablenkschaltung
a° abgetrennt, und durch die Wahl des Zeitpunktes des
Einschalten des Transistors TR kann die Größe der in der Hinlaufzeit in der Transformatorinduktivität
gespeicherten und schließlich der Ablenkschaltung zugeführten Energie gewählt werden. Das Verhältnis
a5 zwischen der Kondensatorspannung und der Speisespannung
wird dabei nicht durch das Übersetzungsverhältnis eines Transformators festgelegt, sondern es
kann durch die Lage des Einschaltzeitpunktes des Transistors eingestellt und gegebenenfalls zu Regelzwecken
verändert werden.
Die Kombination der beiden Schalter TRl und TRl der Fi g. 1 bzw. 2 wird durch die Tatsache möglich,
daß die Diode Dl in Fig. 2 nur während der ersten Hälfte der Zeilenabtastdauer der Zeilenablenkung
leitend wird, während der gesteuerte Schalter während der letzten Hälfte dieses Intervalls leitend
sein muß. Daher ist die Dauer der Impulse, die den Schalter TR2 steuern, nicht kritisch für das einwandfreie
Funktionieren der Zeilenablenkung, solange dieser Schalter wenigstens während der letzten Hälfte
der Zeilenabtastdauer und nicht während der Rücklaufperiode leitend gemacht wird. Da zusätzlich die
Standardzeilenablenkfrequenz eine geeignete Schaltfrequenz für beide Schaltungen ist, können daher un-
ter den obigen Bedingungen die Funktionen der zwei Schalter TRl und TR2in Fig. 1 bzw. 2 erfindiingsgemäß
durch einen einzigen Schalter ausgeführt werden. Weiter kann erfindungsgemäß unter diesen Umständen
die in Reihe geschaltete Induktivität T2 mit
so der Sekundärwicklung des Transformators Tl kombiniert
werden, und der Ladekondensator Cl kann mit dem Rücklaufkondensator C2 des Parallelresonanzkreises
C2, L, C3 kombiniert werden.
Auf diese Weise kann die Zahl der Bauelemente auf die Zahl reduziert werden, die bei den früheren
Ablenkschaltungen mit Elektronenröhren verwendet wurden.
Im folgenden sollen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher
erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Gleichspannungs-Gleichspannungsumwandlerschaltung;
Fig. 2 zeigt eine Standardzeilenablenkschaltung; Fig. 3 zeigt eine Kombination der Schaltungen
der F ig. 1 und 2. wobei crfindungsgemäß nur ein einziger
gesteuerter Schaller verwendet wird;
Fig. 4 zeigt eine Schaltung mit weiteren erfindungsgemäß
kombinierten Elementen;
Fig. 5 zeigt eine symmetrische Version der Schaltung
in Fig. 4.
Die bekannten Schaltungen der Fig. 1 und 2 wurden
bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben.
In Fig. 3 ist gezeigt, wie diese bekannten Schaltungen in einer solchen Weise kombiniert werden können,
daß ein einziger gesteuerter Schalter TR die Funktionen der beiden obigen Schalter 77?lund TRl
in den Fig. 1 bzw. 2 ausführen kann. Dies wird dadurch möglich, daß der Schalter, welcher mit der Primärwicklung
des Umwandlungstransformators Π in Reihe geschaltet ist (Verbindungspunkt ß), durch
eine Diode D parallel zu dem Resonanzkreis C2, L, Ci geschaltet wird. Diese Diode D muß so gerichtet
sein, daß die Ströme durch die in Reihe geschaltete Induktivität T2und die Ablenkspule L durch den gesteuerten
Schalter TR fließen können, wenn dieser während der letzten Hälfte der Zeilenabtastdaucr der
Zeilenablenkung leitend gemacht wird.
Während der ersten Hälfte dieser Zeilenabtastdauer ist der Punkt A in Fig. 3 mit Hilfe der Diode
Dl an Erdpotential gelegt. Jedoch wegen der umgekehrten Stromrichtung durch die Ablenkspule während
der letzten Hälfte der Zeilenabtastdauer muß das Anschließen des Punktes A durch diese geeignet gerichtete
Diode D in Reihe mit dem gesteuerten Schalter TR bewirkt werden, welcher während dieser Periode
leitend ist, wie oben angegeben wurde Gleichzeitig wird Energie in dem Transformator Tl
gespeichert,da die volle Versorgungsspannung Vb an seine Primärwicklung angelegt wird. Wenn der Schalter
TR am Ende der Zeilenabtastdauer nichtleitend gemacht wird, wird diese Energie auf den Kondensator
Cl mit Hilfe der Diode Dl übertragen, die geeignet gerichtet ist, um eine solche Übertragung zu ermöglichen.
Gleichzeitig wird der Anschluß des Punktes A an das Erdpotential aufgehoben und daher
wird der Kondensator Cl in der herkömmlichen Weise schnell auf eine hohe Spannung während der
ersten Hälfte der folgenden Rücklaufperiode mit Hilfe der magnetischen Energie aufgeladen, die in der Induktivität
Tl und der Ablenkspule L während der vorhergehenden Zeilenabtastdauer gespeichert war.
Wenn die Spitzenspannung des Kondensators Cl erreicht ist, wird dieser Kondensator über die Ablenkspule
L während der letzten Hälfte der Rücklaufperiode entladen, um den Kondensator Ci zu laden.
Nachdem der Rücklaufkondensator Cl am Ende der Rücklaufperiode geleert ist, fließt der Strom durch die
Ablenkspule L in derselben Richtung weiter, wenti auch mit abnehmender Intensität, wegen der induktiven
Trägheit dieser Spule, aber nun wird der Kondensator Cl durch die Diode Dl überbrückt, die wie
oben beschrieben den Punkt A während der ersten Hälfte der Zeilenabtastdauer an Erdpotential legt.
Daher wird sich das Potential des Punktes A so ändern, wie es durch die entsprechenden Wellenformen
in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Einsparen von Bauelementen
und eine Vereinfachung dieser Zeilenablcnk-
schaltung möglich, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
Hier wird die Induktviität Tl in die Sekundärwicklung
des Transformators 7Ί mit eingeschlossen, und der Kondensator Cl wird in den Rücklaufkondensator
Cl mit eingeschlossen. Durch diese Maßnahmen wird auch die in Fig. 1 gezeigte Zwischengleichspannungsstufe
V vermieden. Es ist jedoch klar, daß diese Vereinfachung der Schaltung in keiner Weise das korrekte
Funktionieren beeinträchtigt, wie es oben mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde.
*5 Die in Fig. 4 in gestrichelten Linien gezeigten
Kondensatoren sind eingesetzt, um unerwünschte parasitäre Oszillationen zu vermeiden und nehmen im
Prinzip nicht an der angestrebten Funktion des erfindungsgemäßen
Ablenkkreises teil.
Wie in F i g. 4 gezeigt ist, wird der Schalter TR mit
Hilfe von Rechteckimpulsen gesteuert, die durch einen Impulsgenerator PG erzeugt werden, wobei der
Schalter während des Impulses leitend ist und während des Intervalls zwischen den Impulsen nichtlci-
»5 tend ist.
Wie oben angegeben wurde, soll der Schalter TR
wenigstens während der letzten Hälfte der Zeilenabtastdauer leitend sein, aber er kann auch, ohne die
Ablenkwellenform zu beeinflussen, während vcrschiedener Teile der ersten Hälfte dieses Intervalls
leitend sein, da dies nur die Amplitude der Ablenkspannung ändert. Daher kann diese Spannung mit
Hilfe einer Regelung der Steuerimpulsdauer in Abhängigkeit von der Ablenkspannung stabilisiert wcrden,
wie in Fig. 4 gezeigt ist, indem durch die Rückkoppelungsleitung
FB der Impulsgenerator PC mit irgendeinem geeigneten Punkt des Resonanzkreises
C2, L, Ci verbunden wird.
In der Praxis wird die Ablenkspannungsamplitude
und ebenso die Amplitude der Rücklaufwellenform in geeigneter Weise auf einen gewünschten sicheren
Wert eingestellt, indem das Transformationsverhältnis des Transformators Π eingestellt wird, und durch
die obige Impulsrcgelungstabilisiert. Fig. 5 zeigt eine
symmetrische Version der Schaltung der Fig. 4. In diesem Falle ist der Transformator Π mit einer weiteren
Sekundärwicklung versehen, die im Betrieb Hochspannung (z.B. 20 kV) den Beschleunigungsclektroden
der nicht gezeigten Kathodenstrahlröhre
50 zuführt.
Wie in den Figuren gezeigt ist, wird der gesteuerte Schalter vorzugsweise durch einen geeigneten Schalttransistor
TR gebildet, aber die Erfindung ist natürlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Dieser
Schalter kann ebenso durch einen Thyristor, eine Elektronenröhre, eine ausreichend schnelle elektromechanische
Einrichtung oder irgendeinen anderen geeigneten Schalter gebildet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Zeilenablenkschaltung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Bildröhren von Fernsehempfängern,
zur Erzeugung eines durch eine Ablenkspule fließenden sägezahnförmigen Ablenkstromes,
welche Ablenkspule einen Teil eines im Rückschlagintervall wirksamen Parallelresonanzkreises
bildet, der weiterhin einen durch seine Spannung den Hinlauf bedingenden Kondensator,
einen Rücklaufkondensator und eine erste Diode enthält, wobei der Ablenkstrom während eines ersten
Teiles der Hinlaufzeit durch die erste Diode und während eines zweiten Teiles der Hinlaufzeit 1S
mit entgegengesetzter Polarität durch einen in einem Parallelzweig zur ersten Diode liegenden,
durch Impulse gesteuerten Schalter, z.B. einen Transistor, fließt, der während des zweiten Teiles
des Hinlaufes geschlossen (stromdurchlässig) und ao
während des Rückschlages geöffnet (gesperrt) ist, und wobei Speiseenergie aus einer Versorgungsspannungsquelle
einer ?· vischen dieser Quelle und dem Schalter eingeschalteten Primärwicklung eines
Transformators zugeführt und in der Rück- a5
laufzeit auf den Paralleiresonanzkreis übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
am Ende der Hinlaufzeit, wenn der Schalter nichtleitend gemacht wird, im Transformator (Tl) gespeicherte
(magnetische) Energie von einer Sekundärwicklung über eine in der Rücklaufzeit leitende zweite Diode (Dl) auf den Parallelresonanzkreis
(Cl, L, C 3) übertragen wird und daß der Schalter (TR), welcher mit der Primärwicklung
des Transformators (Ti) in Reihe geschaltet ist, durch eine an den Verbindungspunkt (ß) dieser
Reihenschaltung angeschlossene, im zweiten Teil der Hinlaufzeit leitende dritte Diode (D) der
ersten Diode (D2) parallel geschaltet ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gckennzeichnet,
daß die zweite Diode (Dl) an einen Speicherkondensator (Cl) angeschlossen ist, mit
dem der Rücklaufkondensator (C2) über eine Induktivität (Γ2) verbunden ist (Fig. 3).
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des
Transformators (Γ1) über die zweite Diode (Dl) unmittelbar mit dem Rücklaufkondensator (Cl)
verbunden ist (Fig. 4).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter [TR) zur
Änderung der Amplitude der Ablenkspannung auch während verschiedener Teile des ersten Teiles
des Hinlaufes leitend gesteuert wird.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Ablenkspannung
mit Hilfe einer Regelung der Steuerimpulsdauer in Abhängigkeit von Schwankungen der
Ablenkspannung stabilisiert wird.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Punkt des Resonanzkreises
(Cl, L, C3) mit einem Impulsgenerator (PG) in der Weise verbunden ist, daß die
Dauer der Ausgangsimpulse dieses Generators in Abhängigkeit vom Potential dieses bestimmten
Punktes eingestellt wird.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transformator (Tl) mit einer weiteren Sekundärwicklung versehen ist, die im Betneb
Hochspannung für Elektroden der Kathodenstrahlröhre liefert.
Applications Claiming Priority (1)
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DE2130902A1 DE2130902A1 (de) | 1971-12-30 |
DE2130902B2 DE2130902B2 (de) | 1974-02-14 |
DE2130902C3 true DE2130902C3 (de) | 1974-09-05 |
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- 1970-06-23 NO NO242270A patent/NO123469B/no unknown
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1971
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