DE2345318A1

DE2345318A1 - Schaltungsanordnung fuer einen saegezahngenerator

Info

Publication number: DE2345318A1
Application number: DE19732345318
Authority: DE
Inventors: Michael Koubek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1975-03-20

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den -7. SER 1973 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

^VPA 73/1167

Schaltungsanordnung für einen Sägezahngenerator

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Sägezahngenerator, bei dem ein erster Kondensator periodisch über einen ersten Transistor aufgeladen und über eine Diode und einen Schalter wieder entladen wird.

Eine solche Schaltungsanordnung ist die einfachste Methode zur Erzeugung zeitlinearer Sägezahnspannungen. Der Kondensator wird dabei von einer Stromquelle linear aufgeladen. Nach Ablauf einer Sägezahnperiode wird der Kondensator schnell entladen; danach beginnt der Aufladevorgang von neuem. Gesteuert wird der Vorgang von dem Schalter. Ändert sich die Frequenz des Schalters und damit die der periodischen Entladung, so wird die Aufladung des Kondensators bei geänderten Amplitudenwerten beendet. Die Amplitude der Sägezahnspannung am Ausgang des Sägezahngenerators ist damit frequenzabhängig. Steigt beispielsweise die Frequenz des Schalters, dann hat der Kondensator weniger Zeit sich aufzuladen. Die Aufladung wird bei einem geringeren'Wert beendet: die Amplitude der Sägezahnspannung ist geringer. In vielen Anwendungen, zum Beispiel bei der Erzeugung des Sägezahnsignals für die Ansteuerung der Vertikalablenkstufe in Fernsehempfängern bedeutet dies, daß eine Frequenzänderung der Bildfrequenz eine Änderung der Bildhöhe bewirkt. Die Frequenz bei Vertikalablenkung im unsynchronisierten Zustand kann beispielsweise tiefer sein als im synchronisierten Zustand, was eine Vergrößerung des Bildrasters im unsynchronisierten Zustand zur Folge hat. Bei Mehrnormen-Geräten

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kann ein wechselweiser Betrieb mit verschiedenen Vertikalfrequenzen erwünscht sein, .wobei man von einem auf der tiefsten vorkommenden Frequenz schwingenden Vertikalgenerator ausgeht, der mit Hilfe der empfangenen Vertikal-Synchronisierzeichen je nach Norm auf eine höhere Frequenz synchronisiert wird. Sind beispielsweise Vertikalfrequenzen zu verarbeiten, die bis zu 20 # unterschiedlich sein können, so würde sich bei einer einfachen Sägezahngeneratorschaltung die Bildhöhe ebenfalls um 20 i» ändern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen Sägezahngenerator anzugeben, mit der man einen zeitlinearen Sägezahnimpuls erzeugen kann, dessen Amplitude unabhängig von der Entladefrequenz des Kondensators ist.

Zur lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß an einem zweiten Kondensator ein Mittelwert der Sägezahnspannung steht, über den die Aufladung des ersten Kondensators unabhängig von der Frequenz des Schalters konstant gehalten wird, daß zu diesem Zweck der erste Kondensator zwischen dem Bezugspotential und der Basis eines zweiten Transistors liegt, dessen Emitter mit dem Ausgang des Sägezahngenerators und über einen ohmschen Widerstand mit dem Bezugspotential verbunden ist und dessen Kollektor über den zweiten Kondensator mit ohmschen .Parallelwiderstand zu einer Betriebsspannungsquelle führt, daß weiterhin dieser Kollektor mit dem Emitter des ersten Transistors in Verbindung steht, dessen Kollektor an dem ersten Kondensator und dessen Basis am Teilerpunkt eines zwischen die Betriebsspannungsquelle und Bezugspotential gelegten ohmschen Spannungsteilers liegt.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß zur Temperaturkompensation der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors sswischen seiner Basis und dem Teilerpunkt des ohmschen Spannungsteilers eine Diode liegt und die Basis über einen ohmsehen Widerstand mit dem Bezugspotential verbunden ist.

Eine weitere vorteilhafte Auegestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Emitter des , ersten Transistors nicht direkt mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, sondern daß mit Hilfe eines dritten Transistors ein Differenzverstärker gebildet ist, bei dem die Emitter des ersten und des dritten Transistors gemeinsam über einen ohmschen Widerstand mit der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, die Basis des dritten Transistors am Kollektor des zweiten Transistors liegt und der Kollektor des dritten Transistors mit dem Bezugspotential verbunden ist.

Mit dem ohmschen Spannungsteiler wird der Soll-Wert der Amplitude der Sägezahnspannung eingestellt, die dann mit Hilfe des Mittelwerts unabhängig von der Frequenz des Schalters konstant gehalten wird. Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung be-

werkstelligt dieses Konstanthalten mit einfachen Mitteln. Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung durch die Tatsache, daß nur zwei Kondensatoren verwendet werden, sehr gut für eine Ausführung in integrierter Bauweise geeignet.

An Hand zweier in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei ist in Pig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit der letztgenannten vorteilhaften Ausgestaltung dargestellt. Die Fig. 2 zeigt eine einfachere Ausführung, die bei einem Schaltungsaufbau mit diskreten Bauelementen vorzuziehen ist.

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Nach Fig. 1 liegt ein Impulsgenerator 1 in Reihe mit einer Diode 2 an der Basis eines Transistors 4 vom npn-Typ. Die Basis des Transistors 4 führt über einen Kondensator 3 zum Bezugspotential und liegt am Kollektor eines Transistors 10 vom pnp-Typ. Die Basis des Transistors TO liegt am Teilerpunkt eines zwischen Bezugspotential und einer Betriebsspannungsquelle 14 gelegten ohmschen Spannungsteilers mit den ohmschen Widerständen 11 und 12. Der Emitter des Transistors 10 liegt gemeinsam mit dem Emitter eines Transistors 8 vom pnp-Typ über einen ohmschen Widerstand 9 an der Betriebsspannungsquel-Ie 14. Der Kollektor des Transistors 8 liegt auf Bezugspotential. Die Basis des Transistors 8 ist mit dem Kollektor des Transistors 4 verbunden und führt über einen Kondensator 6 mit parallelem ohmschen Widerstand 7 zur Betriebsspannungsquelle 14. Der Emitter des Transistors 4 liegt am Ausgang 15 des Sägezahngenerators und über einen ohmschen Widerstand 5 auf Bezugspotential.

Der Impulsgenerator 1 enthält einen Schalter, der am Ende der ladephase des Kondensators 3 diesen über die Diode 2 entlädt. Dieser Schalter kann fremd gesteuert sein oder als selbstschwingender Generator ausgebildet werden. Zur Erläuterung wird davon ausgegangen, daß der Transistor 10 als Konstantstromquelle arbeitet und zunächst einen Strom bestimmter Größe zur Aufladung des Kondensators 3 liefert. Am Kondensator 3 entsteht daher eine linear ansteigende Spannung, die ihrerseits den Transistor 4 steuert, so daß am Ausgang 15 ebenfalls eine linear ansteigende Spannung steht. Ohne den Kondensator 6 würde nun am ohmschen Widerstand 7 eine linear abfallende Sägezahnspannung entstehen. Is^vt der Kondensator 6 jedoch genügend, groß, so wird bei einem periodisch wiederkehrenden Sägezahnsignal an diesem Kondensator der Hittelwert der Sägezahnspannung liegen. Weiter soll zunächst angenommen werden, daß

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über den Spannungsteiler 11, 12 an die Basis des Transistors eine Gleichspannung gelegt wird, die etwa der Spannung an der Basis des Transistors 8 entspricht.

Verringert man nun die Schaltfrequenz des Schalters 1, so steht zur Aufladung des Kondensators 3 eine längere Zeit zur Verfugung. Demnach wird die Spannung stärker ansteigen; ebenso wird der Mittelwert der Sägezahnspannung ansteigen und damit die Spannung am Kondensator 6 größer werden. Dies hat aber zur Polge, daß der Transistor 8 stärker leitend wird, während der Transistor 10 weniger stark leitend wird. Der vom Transistor 10 gelieferte Strom wird also dadurch, kleiner werden, so daß der Kondensator 3 weniger stark aufgeladen wird. Es wird sich schließlich ein Gleichgewichtszustand einstellen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungen an der Basis des Transistors 10 und an der Basis des Transistors 8 bis auf einen kleinen Regelfehler etwa gleich groß sind. Es wird sich also die Spannung an der Basis des Transistors 8 auf den Spannungswert an der Basis des Transistors 10 einregeln. Der Mittelwert der Sägezahnspannung wird damit auf den an der Basis des Transistors 10 vorgegebenen konstanten Wert stabilisiert. Da der Mittelwert dem Spitzenwert der Sägezahnspannung direkt proportional ist, wird auch der Spitzenwert der Sägezahnspannung entsprechend stabilisiert.

Die Temperaturabhängigkeiten der Emitter-Basis-Dioden der Transistoren 8 und 10 kompensieren einander; die Temperaturabhängigkeit der Emitter-Basis-Diode des Transistors 4 wird durch die Diode 2 kompensiert.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet darüber hinaus die vorteilhafte Möglichkeit, ein S-förmig verzerrtes Sägezahnsignal zu erzeugen, wie es zur Korrektur des Tangens-Pehlers in Pernsehbildröhren benötigt wird. Dies ist möglich

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durch die Dimensionierung des Kondensators 6. Dieser soll gerade noch so klein sein,· daß die an ihm stehende Spannung einen geringen Parabelanteil enthält. Dabei ist die Parabel, die hier entsteht, so gerichtet, daß der Transistor 8 am Beginn und am Ende der Sägezahnperiode stärker leitet, während der Transistor 10 in dieser Zeit schwächer leitet. Dies bedeutet, daß die Aufladung des Kondensators 3 am Beginn und am . Ende der Sägezahnperiode langsamer vor sich geht, wodurch die gewünschte S-förmige Abflachung erreicht wird. Da der Parabelanteil vollständig symmetrisch ist, ist auch die S-Korrektur vollkommen symmetrisch. Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet damit den Vorteil, daß ohne komplizierte RC-Netzwerke eine ausgezeichnete S-Korrektur erreicht werden kann.

Das Ausführungsbeispiel nach der Pig. 2 entspricht im wesentlichen dem der Pig. 1; weggefallen ist der Transistor 8; der Emitter des Transistors 10 ist direkt mit dem Kondensator 6 verbunden. Weggefallen ist damit auch der ohmsche Widerstand 9· Da damit auch die gegenseitige Temperaturkompensation der Transistoren 8 und 10 weggefallen ist, enthält das Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 zur Temperaturkompensation der Emitter-Basis-Diode des Transistors 10 eine zwischen die Basis des Transistors 10 und den Teilerpunkt des ohmschen Spannungsteilers 11, 12 geschaltete Diode 13· Ferner ist die Basis über einen ohmschen Widerstand 16 mit dem Bezugspotential verbunden.

Der Soll-Wert der Sägezahnamplitude, der mit dem Spannungsteiler 11, 12 eingestellt wird, wird über die Diode 13 an die Basis des Transistors 10 gelegt. Bei ansteigender Spannung am Kollektor des Transistors 4 leitet der Transistor 10 mehr, bei sinkender Spannung sperrt er. Wiederum kann durch die geeignete Dimensionierung des Kondensators 6 eine S-Korrektur vorgenommen werden.

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Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann selbstverständlich auch komplementär zu den Ausfiüirungsbeispielen ausgeführt werden. Ebenso ist es möglich, in dem Ausführungsbeispiel nach der Pig. 1 den Differenzverstärker mit den Transistoren 8 und
10 durch einen Operationsverstärker zu ersetzen.

4 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung für einen Sägezahngenerator, bei dem ein erster Kondensator periodisch über einen ersten Transistor aufgeladen und über eine Diode und einen Schalter wieder entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einem zweiten Kondensator (6) ein Mittelwert der Sägezahnspannung steht, über den die Aufladung des ersten Kondensators (3) unabhängig von der Frequenz des Schalters (1) konstant gehalten wird, daß zu diesem Zweck der erste Kondensator (3) zwischen dem Bezugspotential und der Basis eines zweiten Transistors (4·) liegt, dessen Emitter mit dem Ausgang (15) des Sägezahngenerators und über einen ohmschen Y/iderstand (5) mit dem Bezugspotential verbunden ist und dessen Kollektor über den zweiten Kondensator (6) mit ohmschemParallelwiderstand (7) zu einer Betriebsspannungsquelle (H) führt, daß weiterhin dieser Kollektor mit dem Emitter des ersten Transistors (10) in Verbindung steht, dessen Kollektor an dem ersten Kondensator (3) und dessen Basis am Teilerpunkt eines zwischen die Betriebsspannungsquelle (14) und Bezugspotential gelegten ohmschen Spannungsteilers (11, 12) liegt.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Temperaturkompensation der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors (10) zwischen seiner Basis und dem Teilerpunkt des ohmschen Spannungsteilers (11, 12) eine Diode (13) liegt und die Basis über einen ohmschen Widerstand (16) mit dem Bezugspotential verbunden ist.

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Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Emitter des ersten Transistors (10) und dem Kollektor des zweiten Transistors (4) die Emitter-Basis-Strecke eines dritten Transistors (8) liegt und dadurch ein Differenzverstärker aus dem ersten und dritten Transistor (10, 8) gebildet ist, wobei die Emitter gemeinsam über einen ohmschen Widerstand (9) mit der Betriebsspannungsquelle (H) verbunden sind und der Kollektor des dritten Transistors (8) auf Bezugspotential liegt.

Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck einer S-förmigen Überlagerung der Sägezahnspannung der Kondensator (6) nur so groß dimensioniert ist, daß die an ihm stehende Spannung einen geringen parabelförmigen Anteil hat.

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