DE2257517C3 - Umschaltbare Heizschaltung für die Bildröhre eines Fernsehempfängers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine umschaltbare Heizschaltung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als bekannt vorausgesetzt ist.

Aus den US-PS 31 71 083, 31 71 084 und 36 11 012 ist es bekannt, die Bildröhre in der Bereitschaftsstellung mit der sogenannten Halbweltenheizung vorzuheizen, bei welcher nur die negativ oder die positiv gerichteten Halbwellen dem Heizfaden zugeführt werden, so daß der Heizfaden nur mit der halben Heizleistung betrieben wird. Eine derartige Schaltung ist auch aus Bild 1 der Zeitschrift »Funkschau« 1971, Heft 13, S. 402 bekannt. Gemäß Bild 2 dieser Literaturstelle sowie gemäß »Funkschau« 1970, Heft 16, S. 516 und gemäß der US-PS 35 14 532 kann die Vorheizung aber auch unter Verwendung eines Vorwiderstandes zur Verminderung der Heizleistung erfolgen. In beiden Fällen sind zusätzliche Bauelemente erforderlich, nämlich entweder eine zusätzliche Diode oder ein zusätzlicher Widerstand, welche in der Bereitschaftsstellung wirksam sind und in der Betriebsstellung überbrückt werden, und außerdem der dazu notwendige Schalter. Bei den bekannten Schaltungen ist also die Bereitschaftsschaltung mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden, welcher zusätzliche Kosten verursacht.

Eine ähnliche Schaltung ist auch in der CA-PS 7 27 332 beschrieben, wo in der Ausstellung des Netzschalters der (Einweg-)Netzgleichrichter an die Reihenschaltung der Heizfäden sämtlicher Röhren angeschlossen ist und diese mit Halbwellen vorheizt. In der Einstellung des Netzschalters wird dagegen der Gleichrichter auf die Siebkette für die Anodenspannung der Röhren geschaltet, und die Heizfäden werden über einen zweiten Kontakt des Netzschalters unmittelbar an den Pol des Netzes geschaltet, an den auch der Gleichrichter angeschlossen ist. Man nutzt auf diese Weise den Netzgleichrichter doppelt aus, benötigt jedoch einen zweipoligen Netzschalter.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Bereitschaftsschaltung ohne zusätzlichen Aufwand zu ermöglichen und nur mit den ohnehin bereits vorhandenen Bauelementen durch geschickte Schaltungsmaßnahmen zu realisieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Für diesen Zweck geht die Erfindung einen anderen Weg als der Stand der Technik, indem sie nämlich die unterschiedliche Heizleistung in Bereitschaftsstellung und Betriebsstellung nicht durch eine Halbwellenheizung oder durch einen Vorwiderstand bewirkt, sondern den Unterschied des Mittelwertes der ungesiebten und der gesiebten Gleichspannung nach der Vollweggleichrichtung. Bekanntlich ist der Mittelwert einer der Gleichrichterschaltung unmittelbar entnommenen ungesiebten Gleichspannung niedriger als wenn man einen Filterkondensator an die Gleichrichterschaltung anschließt. Während der Mittelwert der ungesiebten Gleichspannung um den Faktor 0,707 kleiner als der Scheitelwert ist, steigt die Ladespannung bei Anschluß eines Siebkondensators an die Gleichrichterschaltung auf den vollen Wert der Scheitelspannung (ohne Belastung). Je nach der angeschlossenen Belastung stellt sich ein etwas niedriger Mittelwert ein: Dementsprechend werden Gieichrichterschaltungen für eine bestimmte Belastung dimensioniert.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist nun der Heizfaden der Bildröhre in der Bereitschaftsstellung ohne Siebung an den Gleichrichter angeschlossen, so daß die Heizspannung nur den 0,707-fachen Scheitelwert der Gleichspannung hat. Wird nun der Fernsehempfänger mit Hilfe des Schalters eingeschaltet, dann wird der Siebkondensator (gleichzeitig mit den übrigen zu versorgenden Empfängerstufen) an den Gleichrichter angeschaltet, so daß er sich auflädt, bis seine Ladespannung gleich der gewünschten Betriebsspannung und normalen Heizspannung der Bildröhre ist, die über dem Mittelwert der Heizspannung in der Bereitschaftsstellung liegt. Auf diese Weise werden keine zusätzlichen Bauelemente benötigt, da der Unterschied der Heizspannung lediglich durch Zuschalten des ohnehin vorhandenen Siebkondensators erreicht wird, der durch den ebenfalls ohnehin vorhandenen einpolig ausführbaren Ein-Aus-Schalter von der Gleichrichterschaltung getrennt oder an sie angeschaltet wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß der Unterschied der Heizleistung zwischen Bereitschaftsstellung und Betriebsstellung geringer als beispielsweise im Falle der

Halbwellenheizung, wc in der Bereitschaftsstellung der Bildröhre nur die halbe Heizleistung zugeführt wird, gemacht werden kann, da die in der Petriebsstellung vorhandene Gleichspannung wegen der Belastung geringer als der Scheitelwert der Halbwellen ist. Das bedeutet, daß die Bildröhre in der Bereitschaftsstellung mit mehr als der halben Heizleistung vorgeheizt wird und dementsprechend beim Einschalten des Empfängers in die normale Betriebsstellung wesentlich schneller ihren normalen Betriebszustand erreicht.

Die Erfindung ist auch von besonderem Vorteil, wenn der Fernsehempfänger sowohl für Wechselstrombetrieb als auch für Gleichstrombetrieb eingerichtet ist, wie es bei tragbaren Fernsehempfängern immer häufiger der Fall ist, die sowohl am Netz, als auch an der Autobatterie oder mit eingebauten Batterien betrieben werden sollen.

Wie anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen noch erläutert werden wird, wird die Bildröhre des Empfängers dann vorgeheizt, wenn der Empfänger aus ϊο dem Wechselstromnetz betrieben wird. Sobald der Empfänger jedoch aus einer Batterie gespeist wird, entfällt diese Vorheizung, damit die Lebensdauer der Batterie verlängert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trennt ein einpoliger Schalter in seiner Aus-Stellung den Siebkondensator von der Vollweggleichrichterschaltung ab, so daß der Mittelwert der Gleichspannung etwa sieben Zehntel der Spannung bei »Ein«-geschaltetem Empfänger ist, wo der Schalter den Siebkondensator an den Vollweggleichrichter anschließt. Wenn man diese Spannung für den Heizfaden der Bildröhre verwendet, dann wird die Röhre bei »Aus«-geschaltetem Empfänger ungefähr mit der halben Leistung gegenüber bei »Ein«-geschaltetem Empfänger betrieben. Wenn dann der Empfänger von »Aus« auf »Ein« geschaltet wird, erlangt die Bildröhre ihre volle Emissionsfähigkeit mit einer Geschwindigkeit, die derjenigen der signalverarbeitenden Stufen des Empfängers so nahe kommt, daß man von einer sofortigen Betriebsfähigkeit sprechen kann.

Wenn der Empfänger andererseits aus einer Batterie betrieben wird, dann bewirkt das »Ein«-schalten des Empfängers, daß ein eingeschlossener Stromkreis über den einpoligen Schalter für das Einschalten des Heizfadens der Bildröhre gebildet wird, während beim »Aus«-schalten des Empfängers mittels des Schalters dieser Stromkreis unterbrochen wird. Die Röhre wird dann nicht mit verminderter Leistung geheizt, sondern um die Batterie zu schonen nicht geheizt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches die Heizschaltung eines Fernsehempfängers zeigt, der wahlweise aus dem Netz oder einer Batterie betrieben werden kann.

In der Zeichnung ist die Wechselstromquelle durch den Stecker 10 symbolisiert, während die Gleichstromquelle durch den Stecker 12 veranschaulicht ist. Der Stecker 10 kann z. B. an ein 120 Volt-Netz angeschlossen werden und versorgt dann eine Gleichrichterschaltung 14 über einen Abwärtstransformator 16 mit einer Wechselspannung. Der Stecker 12 kann mit einer 12 Volt-Batterie, beispielsweise über den Zigarettenanzünderanschluß eines Automobils mit einem 12 Volt-Bordnetz, verbunden werden.

Die Gleichrichterschaltung 14 enthält vier Halbleitergleichrichter 18 bis 21 und drei Kondensatoren 22 bis 24, welche die bei der Wechselsignalumschaltung entstehenden hochfrequenten Einschwingvorgänge abschwächen. Die Kathoden der Gleichrichter 18 und 19 sind miteinander und mit der oberen Klemme 1 der Sekundärwicklung 166 des Transformators verbunden. In ähnlicher Weise sind die Kathoden der Gleichrichter 20 und 21 miteinander und mit der unteren Klemme 2 der Wicklung Wb verbunden. Die Anoden der Gleichrichter 18 und 21 sind ebenso wie die Anoden der Gleichrichter 19 und 20 miteinander verbunden. Die Kondensatoren 22 bis 24 sind den Gleichrichtern 18 bis 20 parallel geschaltet

In der Zeichnung ist ferner ein Widerstand 26, eine Induktivität 28 und eine Verbindung 30 dargestellt, weiche in einer Reihenschaltung die gegenüberliegenden Enden des Heizfadens 32 einer Kathodenstrahl-Bildröhre 34 zwischen den gemeinsamen Anschluß der Anoden der Gleichrichter 18 und 21 und eine Mittelanzapfung 3 der Sekundärwicklung 166 schalten. Diese Mittelanzapfung 3 ist außerdem über eine Leitung 36 mit einem Stift des Batteriesteckers 12 verbunden, während eine ähnliche Leitung 38 den anderen Stift des Steckers mit dem gemeinsamen Anschluß der Anoden der Gleichrichter 19 und 20 verbindet. Ferner ist ein einpoliger Hebelausschalter 40 dargestellt, dessen ein Kontakt »a« mit der Leitung 38 und dessen anderer Kontakt »6« mit einer Seite eines Elektrolytkondensators 42 verbunden ist. Die andere Seite des Kondensators 42 ist mit der Mittelanzapfung 3 der Sekundärwicklung 166 über die Leitung 30 verbunden. Der Kondensator 42 erhält über einen mit dem Schalterkontakt »6« verbundenen Widerstand 44 ein Bezugspotential von Masse. Schließlich ist noch ein Halbleitergleichrichter 46 mit seiner Anode an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 26 und dem Heizfaden 32 und mit seiner Kathode an Masse angeschlossen.

Es sei zunächst der Fall des Wechselstrombetriebs betrachtet, das heißt der Stecker 10 sei mit dem Wechselstromnetz verbunden. Der Gleichrichter 14 formt als Vollweg-Gleichrichter die vom Transformator 16 heruntertransformierte Wechselspannung in eine gleichgerichtete Spannung am Verbindungspunkt der Anoden der Halbleiterelemente 18 und 21 um. Wenn der Empfänger auf »Aus« geschaltet wird, dann wird der einpolige Schalter 40 geöffnet, wobei er den Siebkondensator 42 von der Schaltung 14 trennt. Dies hat zur Folge, daß die am besagten Verbindungspunkt erzeugte Spannung einen Effektivwert von etwa 0,707 derjenigen Spannung hat, die am besagten Verbindungspunkt erscheinen würde, wenn zum »Ein«-schalten des Empfängers der Schalter 40 geschlossen und somit der Kondensator 42 in den Stromkreis eingefügt wäre. Dieser Betrieb des Schalters dient daher zur Abtrennung oder Einfügung des Siebkondensators 42 in die Gleichrichterschaltung, je nach dem, ob der Schalter geöffnet oder geschlossen ist.

Genauer gesagt erfolgt bei »Aus«-geschaltetem Empfänger (das heißt bei geöffnetem Schalter 40) die Kopplung der Schaltung 14 über die Gleichrichter 18 und 21, den oberen und unteren Teil der Sekundärwicklung 166, den Widerstand 26. die Induktivität 28, die Verbindungsleitung 30 und den Heizfaden 32 der Röhre. Über die Gleichrichter 19 und 20 existiert jedoch keine leitende Verbindung des Kondensators 42 mit der Wicklungsanzapfung 3, weil der Schalter 40 geöffnet ist. Wenn der Fernsehempfänger auf »Ein« geschaltet wird, wird der Kondensator 42 jedoch über die Leitung 30 und diese beiden Gleichrichter mit der Transformatorwicklung 166 verbunden. Die Spannung am Verbindungspunkt der Anoden der Gleichrichter 18 und 2i wird

dann infolge der Siebwirkung entsprechend höher, so daß durch Beeinflussung des Werts der an diesem Verbindungspunkt entstehenden Spannung die dem Heizfaden 32 der Röhre 34 zugeführte Leistung bei »Aus«-geschaltetem Empfänger auf im wesentlichen die Hälfte derjenigen Leistung eingestellt werden kann, die während des »Ein«-geschalteten Zustands des Empfängers abgegeben wird. Dadurch daß der Heizfaden in diesem schwächer erregten Zustand gehalten wird, kann die Emissionsfähigkeit der Bildröhre schnell auf ihren vollen Wert ansteigen, wenn der Empfänger »Ein«-geschaltet wird. Hierdurch ist das Gerät nach dem Einschalten praktisch sofort betriebsfähig. Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Widerstand 26 in Reihe mit dem Heizfaden 32 zur Erzeugung eines Spannungsabfalls, um einen richtigen Röhrenbetrieb beispielsweise bei unterschiedlichen Netzspannungsbedingungen zu gewährleisten. Die Induktivität dient zum Schutz der Bildröhre vor Überschlagen.

Es sei nun der Gleichstrombetrieb der Schaltanordnung betrachtet, wo der Stecker 12 mit einer Batterie verbunden und der Stecker 10 vom Wechselstromnetz getrennt ist. Im »Aus«-Zustand des Empfängers, das heißt bei geöffnetem Schalter 40, ist der die Verbindungsleitung 30, die Induktivität 28, den Heizfaden 32, den Gleichrichter 46, den Widerstand 44, und die Leitung 38 enthaltende Stromweg durch den. Schalter 40 unterbrochen. Im »Ein«-Zustand des Empfängers schließt der Schalter 40 jedoch diesen Stromweg. Bei geschlossenem Schalter 40 wird somit der Heizfaden 32 der Bildröhre aufgeheizt, jedoch erfolgt keine Heizung, wenn der Schalter zum Abschalten des Fernsehempfängers geöffnet ist. Beim Gleichstrombetrieb der dargestellten Schaltung wird also der Heizfaden bei »Aus«-gcschaltctcm Empfänger nicht beheizt, und die sofortige Betriebsfähigkeit nach dem Einschalten ist nicht mehr gegeben, Dies hat jedoch andererseits den Vorteil, daß der Stromverbrauch aus der Gleichstromquelle wesentlich kleiner ist. Dies hat zur Folge, daß man mit einer Batterieladung lünger fernsehen kann.

Für den Fachmann ist leicht erkennbar, daß der Gleichrichter 46 durch einen zweiten (gestrichelt angezeichneten) Schalter 50 ersetzt werden kann, ohne den oben beschriebenen Gleichstrombetrieb zu lindern. Verbindet man einen Kontakt »«« des Schalters 50 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 26 und dem Heizfaden 32 der Röhre und verbindet man einen zweiten Schalterkontakt »6« mit Müsse, dann kann man durch mechanisches Koppeln des Kontaktarms des Schalters 50 mit dem Kontaktarm des so Schalters 40 den gleichen Effekt erzielen, wie wenn man den Gleichrichter 46 in Durchlaßrichtung vorspannt, um den Heizstromkreis für den Heizfaden über den Widerstand 44 und den Schalter 40 zu schließen. Mit dem Schalter 40 schließt sich dann auch der Schalter 50, um den vollständigen Stromkreis zur Lieferung der nötigen Heizleistung herzustellen, wenn der Empfänger auf »Ein« geschaltet ist. Mit dem öffnen des Schalters 40 öffnet sich entsprechend der Schalter 50 um den Heizstromkreis zu unterbrechen, wenn das Fernsehgerät auf »Aus« geschaltet wird.

Es ist auch zu erkennen, daß der Wechselstrombetrieb der erfindungsgemäßen Schaltung aufrechterhalten bleibt, wenn die Gleichrichter 18 und 21 aus der dargestellten Schaltung entfernt werden und der Widerstand 26 mit dem Verbindungspunkt der Anoden der noch verbleibenden Gleichrichter 19 und 20 verbunden wird. Beim öffnen und Schließen des Schalters 40 wird auch in diesem Fall der Siebkondensator in den Gleichrichterstromkreis 14 eingefügt oder von diesem getrennt, um am Widerstand 26 die Spannung zur Versorgung des Heizfadens 32 mit unterschiedlicher Leistung zu erzeugen, wie es oben beschrieben wurde. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn der Schalter 40 geöffnet ist und der Siebkondensator 42 von der Gleichrichterschaltung abgetrennt ist, an der linken Seite des Widerstands 26 zusätzlich eine Gleichspannung erzeugt, die das 0,707-fache der bei geschlossenem Schalter 40 an dieser Stelle erzeugten Spannung beträgt. Wenn eine solche Einrichtung beim Gleichstrombetrieb des Empfängers und bei geöffnetem Schalter 40 arbeitet, dann existiert jedoch ein geschlossener Stromkreis von einem Stift des Batteriesteckers 12 über den Heizfaden 32 und den Widerstand 26 zum anderen Stift dieses Steckers. Um zu verhindern, daß bei mit Batterie betriebenem und »Aus«-geschaltetem Empfänger der Heizfaden der Bildröhre mit irgendeiner Gleichspannung versorgt wird, sind gesonderte Gleichrichter notwendig. Somit dienen die Gleichrichter 19 und 20 mit der Widerstandsverbindung wie dargestellt zwar zur Lieferung der Bereitschaftsspannung für den Heizfaden, jedoch zur Sperrung und somit Verhinderung eines geschlossenen Stromkreises während des Glcichstrombctricbs bei »Aus«-gcschaltetcm Empfänger.

Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsforni der Erfindung beschrieben. Natürlich sind auch andere Ausgestaltungen möglich, ohne den Bereich dci Erfindung zu verlassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Umschaltbare Heizschaltung für die Bildröhre eines Fernsehempfängers mit einer Bereitschafts-

, stellung, in welcher der Bildröhre eine verminderte Heizleistung zugeführt wird, und einer Betriebsstellung, in welcher der Bildröhre die volle Heizleistung zugeführt wird, mit einer Vollweggleichrichterschaltung, mindestens einem Siebkondensator und einem Schalter zum Ein- und Ausschalten des Fernsehempfängers, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizfaden (32) der Bildröhre (34) derart an den Vollweggleichrichter (18 bis 21) angeschlossen ist, daß er in beiden Stellungen mit Doppelwellengleichstrom geheizt wird, und daß der Siebkondensator (42) über den Schalter (40) in der Betriebsstellung an den Gleichrichter (18 bis 21) zur Erhöhung der Heizspannung infolge der Kondensatoraufladung anschließbar ist, während dem Heizfaden in der Bereitschaftsstellung die ungesiebte Gleichspannung niedrigeren Mittelwertes zugeführt ist.

2. Heizschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gleichrichterelemente (18, 21) des Vollweggleichrichters mit gleichen Polen an die Enden der Sekundärwicklung eines Netztransformators (16) angeschlossen sind und der Heizfaden (32) der Bildröhre zwischen die zusammengeschalteten anderen Pole der Gleichrichterelemente und eine Mittelanzapfung (3) der Sekundärwicklung (166) geschaltet ist und daß im Betrieb der Bildröhre der Siebkondensator (32) über den Schalter (40) ebenfalls zwischen die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung und die zusammengeschalteten Pole der Gleichrichterelemente geschaltet ist.

3. Heizschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (40) ein einpoliger Schalter ist, der ein Teil einer den Heizfaden (32) mit einer zusätzlichen Gleichspannungsqueile (12) verbindenden Koppelschaltung (28,30,46,44,40,38) ist, derart, daß in einer Schalterstellung dem Heizfaden (32) der Bildröhre die volle Heizleistung, in der anderen Schalterstellung dagegen bei Netzbetrieb eine verminderte Heizleistung bzw. bei Betrieb aus der Gleichspannungsquelle (12) gar keine Heizleiütung zugeführt wird.