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Schaltung zum Stabilisieren einer Gleichspannung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schaltung zum Stabilisieren einer aus Rücklaufimpulsen eines Horizontalablenkgerätes
gewonnenen Gleichspannung.
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Es ist bekannt, aus den bei der Erzeugung von Rorizontalablenkströmen
entstehenden Spannungimpulsen die Betriebsspannungen der Bildröhre eines Fernsehempfängers,
insbesondere die Hochspannung, zu erzeugen. Ferner sind auch schon Schaltungen zur
Stabilisierung der HochSpannung angegeben worden. Beispielsweise wird zum Ausgleich
von Lastschwanungen der Hochspannung eine dem Verbraucher parallelgeschaltete Kompensationstriode
benutzt. Ferner ist in der DAS 1251375 ein Stabilisierungskreis beschrieben, der
an eine weitere Wicklung oder den Abgriff einer Wicklung des Ablenktransforma ors
angeschlossen ist, wobei dieser Stabilisierungskreis zwei Teilwic9Rlungen eines
Hilfstransformators sowie ferner die Emitter-Kollektorstrecko eines Transistors
umfasst, dessen Basis ein der Abweichung der Hochspannung von eLnem Sollwert proportionaler
Gleichstrom zugeführt wird, und die Sekundärwicklung des Hilfstransformators mit
der Hochspangungssicklung des Ablenktransformators in Iteihe geschalte ist, derart,
daß der Transistor durch die vom Ablenktransformator abgezweigte Energie periodisch
an Spannung gelegt wird und dadurch nach Maßgabe des Basisstroms zusätzlich Energie
aus de; Hochspannungskreis entnimmt. Diese bekannte Schaltung ist jedoch durch die
Verwendung eines Trafos mit Spezialwicklungeitwas aufwendig und auch wegen der Belastung
des negeltransistors mit Wechselspannung nicht völlig betriebssicher. Auch ist die
Konstanz der Hochspannung in manchen Fällen nicht ausreichend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wenig aufwendige Schaltung
von hoher Betriebssicherheit anzugeben, welche vornehmlich zur Erzielung der hohen
Slzannungs -konstanz
geeignet ist, die für die Betriebsspannung
von Fernsehkameras benötigt wird. ( Eine Änderung der Betriebsspannung für die Fokussierungselektrode
der Aufnahmeröhre von wenigen Promille verursacht z.B. eine erkennbare Verschlechterung
der AuSlösung) Bei Fernsehkameras liegen außerdem insofern erschwerte Bedingungen
vormals verhältnismäßig große Variationen der Ablenkamplitude vorkommen, die sich
natürlich auch auf die Rücklaufamplitude auswirken. Bei Verwendung meherer aus der
selben Quelle gespeicherter Aufnahmeröhren- wie bei Fernsehkameras üblich- ist es
außerordentlich störend, wenn sich die eingestellte Schärfe von zwei Röhren beim
Nachstellen des Strahlstroms der dritte Röhre verändert.
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Die geforderte Einfachheit muß einen geringeren Aufwand möglich machen
als er sich ergeben würde, wenn man einen zweiten von dem Horizontalablenkgenerator
unabhängigen Hochspannungserzeuger verwendete, wie das häufig der Fall ist.
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Diesen wird bei einer Horizontalablenkschaltung mit llochspannungserzeugung
mit einer Gleichrichterkaskade im Sekundärkreis des Ablenktransformators dadurch
entsprochen, daß erfindungsgemäß in Reihe zu der Sekundärwicklung des Ablenktransformators
die Emitter- Kollektorstrecke einer Transistorregelstufe eingeschaltet ist, deren
Eingang eine von der erzeugten Hochspannung abgeleitete Gleichspannung zugeführt
ist, und ferner parallel zu der Emitter-Kollektorstrecke eine Diode geschaltet ist,
welche eine Halbwelle der Wechselspannung kuzschlieXt.
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Vorzugsweise sind die Diode und die Emitter-sollektorstrecke so gepolt,
daß die während des Rücklauf auftretenden Stromspitzen von der Transistorstufe ferngehalten
werden.
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Nach einer anderen Ausführungsform ist die Polarität so gewählt, daß
der von d en Rücklaufspitzen herrührende Strom durch die Transistorendstufe fließt.
Dann wird zweckmäßig eine Diode und ein Glättungskondensator zum Schutz des Transistors
vorgesehen0 Auf beide Weisen
erstreckt sich die Regelung unmittelbar
nur auf die eine Halb-Welle des Stromes in der Sekundärwicklung des Ablenktrafos,
Jedocsird die andere Halbwelle durch Ladungsausgleich an den Kondensatoren der Gleichrichterkaskade
von selbst mitgeregelt. Die verlangte hohe Stabilität der am Ausgang der Gleichrichterkaskade
erzeugten Gleichspannung wird sicher gewährleistet, wenn man den Regelverstärker
oder die Eingangsstufe desselben als Differenzverstärker ausbildet. einen inRanR
an desse-n-wNnnDKõnsXantspannung etwa auf Grund eines durch eine Zenerdiode fließenden
Stromes, und an dessen anderen Eingang eine durch Spannungsteilung der zu stabilisierenden
Betriebsspannung gewonnene Teilspannung angelegt ist.
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Mit einer solchen Schaltung kann man die Ausgangsspannung der Gleichrichterkaskade
mit einer Konstanz von 1 - 2 Promille erzeugen, obwohl sich die Ablenkamplitude
um 20 bis 3o?,o ändern kann.
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Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird
im Folgenden auf die Begleitzeichnungen bezuggenommen, von denen Fig.1 eine Horizontalablenkschaltung
mit Hochspannungsereu- -gung aus den Riicklaufimpulsen für drei Kameraröhren eine
Farbkamera Fig.2 vier Oszillogramme zur Darstellung der in der erfindungsgemäßen
Regelschaltung auftretenden Ströme und Spannungen, Fig.3 eine Abwandlung der Schaltung
gemäß Fig,1 mit vereinfachter Regelstufe, und Fig.4 die bei einer Schaltung gemäß
Fig.3 auftretenden Oszillogramme zeigt.
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Das Schaltbild der Fig.1 weist zunächst die wesentlichen Elemente
einer IIorizontalablenks chaltung mit lIochspannungserzeugung auf, nämlich einen
Schalttransistor i, eine Dämpferdiode 2, einen lIorizontalablenktrafo 3 mit an die
Sekundärwicklung 4 angeschlossenen Ablenkspulen 5',5'', und 5111,
ferner
einen Regelwiderstand 6 zum gemeinsamen Einstellen der Rasterbreite in den drei
den Ablenkspulen zugeordneten Aufnahmeröhren, ferner eine weitere Sekundärwicklung
8 zur Lieferung von Impulsen für die Erzeugung der Betriebsspannung für die Aufnahmeröhren,
ferner eine Gleichrichterkaskade mit Kondensatoren 9 bis 14 und Dioden 15 bis 20,
und weiteren Kondensatoren 30,31 und Dioden 32 und 33. Die Kaskade liefert am Kondensator
11 eine positive Betriebsspannung U+(ca looo Volt) und am Kondensator 31 eine negative
Betriebsspannung U-( etwa 250 Volt). Da die Sekundärwicklung 8 durch die Kaskade
finur kapazitiv belastet ist, wird sie nur von einem Wechselstrom durchflossen,
dessen Stromphasen mit I i und I2 bezeichnet sind.
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Bei Anwendung der Erfindung wird nur einer der beiden Ströme oder
I2 im Sinne der Konstanthaltung der Spannung U geregelt; dabei muß sich auch der
andere Strom von selbst ändern, da ja durch die Kondensatoren 9, 30 kein Gleichstrom
fließen kann.
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Aus der Gleichheit der Entlade- und Ladestrommenge ergibt sich zum
Beispiel:
Hierin ist T1 = Zeitdauer, während der It fließt T = Horizontalablenkperiode.
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0 Vernachlässigt man die geringen Unterschiede in der Stromfluß dauer,
die sich aus der unterschiedlichen Impulsspannungsamplitude über der Wicklung 8
ergeben) so kann man annähern,
( T0-T1) so däß
= const.
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Die Abb. i zeigt eine Schaltung zur Regelung während der lang Zeitdauer
T0 - T1, also im wesentlichen während der Dauer, in der der Trafo keine Impulsspannung
liefert , mit anderen Worten, durch unmittelbare Reglung des Stromes I2. Dazu wird
eine durch den aus den hochstabilen Widerständen 23 und 22 gewonnene, der zu stabilisierenden
Spannung U+ genau proportionale, Spannung gewonnen, in deo Differenzveri stärker
24 mit der hochstabilen Referenzspannung 25 verglichen und mit der verstärkten Spannungsdifferenz
derTransistor 26 so gesteuert, daß z.B, bei einer zu hohen Spannung U+ der Strom
I2 im Transistor 26 verringert wird.
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Fig.2 zeigt die zugehörigen Oszillogramme. Darin bedeuten U8 die Spannung
über der Sekundärwirkung 8; I- Ia Ströme in der Wicklung 8; U Spannung zwischen
dem Anschluß 8 8 und Masse; U8 Spannung zwischen dem Anschluß 81 und Masse.
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Die ausgezogenen Kurven entsprechen einer kleinen Rasterbreite ( Widerstand
6 ist groß), die strichlierten Kurven einer großen Rasterbreite ( Widerstand 6 ist
klein), Wie aus dem Oszillogramm der Spannung U8" zu ersehen ist, wirkt die Regelung
dadurchr daß am Kollektor des Transistor526 und somit am Anschluß 8 eine den Strom
I2 verringernde Spannung auftritt, deren Betrag im stabilisierenden Sinn automatisch
geändert wird.
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Obwohlne erzeugte Spannung U gemessen und stabilisiert ist läßt sich
mit der Kaskade 30 bis 33 eine zusätzliche negative Spannung U- erzeugen, die dann
eine recht gute Stabilität aufweist, vorausgesetzt, daß alle Kondensatoren so groß
gewählt werden, daß Unterschiede in den ihnen überlagerten Wechsel spannungen (
sogenannte Brummspannungen ) in folge der vernachlässigbaren Werte dieser Spannungen
keine Rolle spielen, und außerdem Gleichrichter mit vernachlässigbarom oder praktisch
stromunabhängigem Spannungsabfall ( z.B.
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bei Siliziumdioden, etwa 1 Volt )verwendet werden0 Durch Umpolung
der Gleichrichtdioden 15 - 20 und 32,33 erhält man eine analoge Schaltung zur Gewinnung
einer stabilen negativen Spannung, die sich im Prinzip von der SchaltungAbb0l nicht
unterscheidet, wenn der Rücklaufimpuls am Anschluß 8' ebenfalls positiv im Bezug
auf Anschluß 8" ist.
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Fig.3 zeigt eine besonders einfache Anordnung, bei der die positive
allgemeine Betriebsspannung +Uo gleichzeitig als Differenzspannung 25 benutzt wird.
Der Transistor 35 dient nicht nur zur Stromverstärkung, sondern kompensiert außerdem
alle äußeren Temperatureinflüsse, da er ein zum Transistor 26 komplementWrer-Typ
ist.
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Bei dieser Schaltung wird im Gegensatz zu den. vorher be -schriebenen
Schaltungen der während des Rücklautimpulses fließende Strom I1 zu Regelung benutzt.
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Fig.4 zeigt die zugehörigen Oszillogramme. Dabei wird ebenfalls angenommen,
daß der Rückschlagimpuls U8 sich wegen des erforderlichenm Regelbereiches für die
Rasterbreite um den Betrag g Xtt ändern kann. Der Einfluß einer Rückschlagspannung
oder sich ändernder sich ändernden Belastung der erzeugten Betriebsspannung U durch
die Regelung wird automatisch dadurch kompensiert, daß der Transistor 26 am Anschluß
8s eine Impulsspannung so steuert, daß die erzeugte Betriebsspannung U+ konstant
bleibt. Dabei fließt dadurch den Transistor 26 der relativ hohe kurzzeitige Impulsstrom
I1. Da'kann bei größeren Strömen nachteilig sein, weil durch den Impugstrom temperaturabhängige
Spannungsabfälle über den Basisbahnaiderständen der beiden Transistoren und in dem
Spannungsteiler 22,23 auftragen. Dieser Nachteil kann dadurch behoben werden, daß
der Impulsstrom 11 durch die Diode 36 und den Kondensator 37 integriert wird. Durch
den Transistor 26 fließt dann nur der Mittelwert des Stromes 11 .