DE2400824A1 - Vertikalablenk-verstaerker mit gegenkopplung in fernsehempfaengern mit zwischenzeilenverfahren - Google Patents

Description

• Vertikalablenk-Verstärker mit Gegenkopplung in Fernsehempfängern mit Zwischenzeilenverfahren In Fernsehempfängern, bei denen das Zwischenzeilenverfahren, auch Zeilensprungverfahren genannt, angewendet wird, tritt mitunter die Erscheinung auf, daß die beiden zeitlich auf ein and erfolg enden Halbbilder nicht genügend genau ineinander verzahnt sind, sondern sich im ungünstigsten Falle sogar decken. Der Einsatz der Zwischenzeilen, also des zweiten Halbbildes, erfolgt dann nicht mit der erforderlichen Sicherheit an der richtigen Stelle. Diese als "Paarigkeit" bezeichnete Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß Zeilenimpulse, die in Schwarz-Weiß-Fernsehempfängern durch unbeabsichtigte induktive Kopplung in die Vertikalablenkspule kommen und in Farbfernseh empfängern absichtlich zur Kissenentzerrung in der Nord-Süd-Richtung in den Vertikalablenk-Stromkreis mittels eines in diesen eingeschalteten "Nord-Süd--Ubertragers" oder eines "Nord-Süd-Transduktors" eingekoppelt werden, in beiden Fällen vom Ausgang her in die Vertikal-1ndstufe gelangen und dort eine unerwünschte Modulation bewirken.
• Es ist bekannt (öster. Pat. 251 664), dies durch einen parallel zur Vertikalablenkspule geschalteten Reihenresonanzkreis Zu erreichen, der auf die Zeilenfrequens abgestimmt ist und deshalb die Zeilenimpulse kurzschließt. Im Falle eines Farbfernsehempfängers wird der Reihenresonanzkreis parallel zum Ausgang der Vertikalablenkstufe selbst gelegt, weil die Zeilenimpulse durch eine in Reihe zur Vertikal-Ablenkspule liegende Kopplungsanordnung in diese Ablenkspule eingekoppelt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von dem erwähnten Reihenresonanzkreis ausgeübte Wirkung auf eine einfachere Art zu erreichen und die Wirkung dabei möglichst sogar zu verbessern oder die vom Reihenresonanzkreis ausgeübte Wirkung zusätzlich zu erhöhen.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Vertikalablenk-Verstärker mit Gegenkopplung einer dem Ablenkstrom entsprechenden Spannung von seinem Ausgang auf seinen Eingang in Fernsehempfängern mit Zwischenzeilenverfahren. Erfindungsgemäß wird die Gegenkopplungsspannung durch Integration der an der Ablenkspule selbst auftretenden Spannung gewonnen, wobei die Zeitkonstante des Integrationsgliedes (RC- oder LR-Gliedes) gleich der Zeitkonstante L/R der Ablenkspule einschließlich der eines etwa vorhandenen Nord-Süd-Ubertragers oder -Transduktors ist.
• Das Integrationsglied bezweckt eine Unterdrückung der von der Induktivität der Vertikalablenkspule verursachten Xückschlagimpulse im Gegenkopplungszweig, so daß die Gegenkopplungsspannung dem reinen sägezahnförmigen Ablenkstrom ohne Rückschlagimpulse entspricht. Da es sich uln eine Spannungsgegenkopplung handelt, ist der Innenwiderstand klein und zwar auch für die Zeileninpulse, die bei ir erfindungsgemäßen Schaltung auch noch in der Gegenkopplungsspannung enthalten sind. Diese Tatsachen werden bei der Erfindung ausgenutzt, denn der kleine Innenwiderstand bildet praktisch einen Kurzschluß für den im Vertikalablenk-Stromkreis fließenden zeilenfrequenten Strom.
• Bei der oben beschriebenen bekannten Schaltung mit Reihenresonanzkreis, die unten an Hand der Fig. i der beiliegenden Zeichnung noch erläutert werden soll, ist zwar der Vertikalablenk-Verstärker auch schon mit einer zur Linearisierung des Verstärkers dienenden Gegenkopplung versehen, jedoch wird dort die Gegenkopplungsspannung von einem in Reihe zur Ablenkspule geschalteten ohmschen Widerstand abgenommen, damit die Gegenkopplungsspannung dem Ablenkstrom entspricht, also frei ist von der Rückschlagspannung. Deshalb stellt die Gegenkopplung aber eine Stromgegenkopplung dar, denn die Gegenkopplungsspannung ist nicht von der Ausgangsspannung an der Ablenkspule entnommen, wodurch der Innenwiderstand der Endstufe bekanntlich hoch ist.
• Bei der bekannten Schaltung ist der Innenwiderstand auch für die unbeabsichtigt oder absichtlich in den Vertikalablenk-Stronkreis eingekoppelten Zeilenimpulse groß, lreil die Zeilenimpulse nicht oder kaum gegengekoppelt werden.
• Es ist zwar bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 013 015), in den Gegenkopplungszweig einer Vertikalendstufe ein Siebglied zu legen, jedoch ist dieses ein RC-Glied, welches zur Unterdrückung der tiefen Frequenzen im Gegenkopplungszweig zwecks Linearisierung des Sägezahnstromes dient, während bei der erfindungsgemäßen Schaltung ein RC-Glied verwendet wird, welches bekanntlich die hohen Frequenzen schwächt.
• Vorzugsweise ist die Erfindung für einen mehrstufigen, z.B.
• dreistufigen, galvanisch gekoppelten Vertikalablenk-Verstärker mit Transistoren und der bekannten eisenlosen Endstufe bestimmt, bei der zur Stabilisierung des Gleichstromes eine Gleichstromgegenkopplung vom ausgangsseitigen Nittelpunkt der eisenlosen Endstufe auf den Eingang des Verstärkers ausgeübt wird. Nan könnte die Kombination einer solchen Stabilisierungsschaltung mit der erwähnten Gegeliopplungsschaltung als " "stromkontrollierte Vertilsalablenkschaltungtl bezeichnen, deren Wirkung unten bei der Beschreibung der Fig. 1 erklärt wird.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erklärt. Die Schaltungen nach Fig. 1 und 3 werden als bekannt vorausgesetzt. Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 und 5 zeigen Verbesserungen.
• In Fig. 1 ist eine vereinfachte Schaltung zur Vertikal-Ablenkung angegeben, die etwa den Stand der Technik repräsentieren dürfte und die erwähnte 1l "stromkontrollierte Schaltung" darstellt. Zur besseren Ubersichtlichkeit sind die Maßnahmen zur Gesamtgeometrieentzerrung fortgelassen worden. Der Oszillator ist lediglich durch einen Schalter 5 symbolisiert. Eine Anfangsgeometrie-Einstellung entfällt in der Regel bei stronkontrollierten Ablenkschaltungen.
• Die Wirkungsweise ist folgende. Der Schalter 5 ist während des Hinlaufs des Elektronenstrahls geöffnet und wird während des Rücklaufs kurzzeitig geschlossen. Während des Hinlaufs wird der Kondensator 7 über den Widerstand 6 langsam aufgeladen, d.h.
• die Spannung am Kondensator 7 steigt annähernd zeitlinear an und sinkt während des Rücklaufs durch Entladung des Kondensators 7 schnell ab. Auf diese Weise entsteht die zur Ansteuerung der Ablenkschaltung erforderliche Sägezahnspahnlmg, welche der Basis des Steuertransistors 1 zugeführt wird. Dem Emitter von 1 wird über den Kondensator 9 der Spannungsabfall eines in den Ablenkstromicreis eingeschalteten "Meßwiderstandes" 16 zugeführt. Die Spannungen an Basis und Emitter werden in 1 verglichen. Auf diese Weise entsteht im Treibertransistör 2 ein Steuerstrom für die Endstufe 3,4,. der dafür sorgt, daß die Spannung an 16 und damit auch der Ablenkstromverlauf,mit dem Verlauf der vorgegebenen Spannung an der Basis von 1 weitgehend übereinstimmt.
• Der Abl enks tromverl auf wird also durch Gegenkopplung erzrung en.
• Der Mittelwert der Ausgangs spannung wird mit Hilfe des Widerstandes 8 festgelegt, der im Gleichstrom-Gcgenkopplungszweig liegt, der voir, Punkt P abzweigt. Während des Rücklaufs wird dabei der 3tondensator 9 über die Kollektor-Emitter-Strecke von 1 und die Basis-Emitter-Strecke von 2 entladen. Dieser Ladung verlust wird durch den über 8 fließenden Strom ausgeglichen, d.h. der Mittellfert der Ausgangsspannung stellt sich automatisch auf einen ztuii Ausgleich des Ladungsverlustes erforderliches Wert ein. Der also über ö festgelegte Mittelwert der Ausgangsspannung ist abhängig von der Größe der Rückschlagspannung, die in Fig. 1 rechts als schmale Impulse unter dem Sägezahn sichtbar sind.
• Die Rücklaufzeit wiederum paßt sich dieser Spannung an, stellt sich also ebenfalls automatisch ein. Diese für "stromkontrollierte Schaltungen typische Wirkung hat den Vorteil, daß Toleranzen und Streuungen der Impulsweite des Steueroszillators (Schließzeit des Schalters 5) ohne Bedeutung bleiben, solange sie nicht größer als der normgemäße Wert von ca. 1 ms werden und solange der Kondensator 7 vollständig entladen wird. Dadurch können als Oszillatoren Bauelemente mit naturgemäß tolerierenden Eigenschaften, wie z.B. Unijunction-Transistoren, eingesetzt werden.
• Von Nachteil ist in Fig. 1, daß die Zeilenimpulse lis von der Stelle, von welcher die Gegenkopplungsspannung abgegriffen wird (Punkt P), eingekoppelt werden. Im Falle eines Farbfernsehempfängers kann als Einkopplungsstelle stellvertretend für den in Fig. 1 nicht angegebenen NS-Ubertrager bzw. NS-Transduktor in Reihe zur Ablenkspule diese selbst (13) angesehen werden. Die im Vergleich geringe Einkopplung in der Ablenkeinheit kann vernachlässigt werden. In dem Gegenlcopplungsspamlun,gsverlauf sind demnach (während des Hinlaufs) keine oder kaum Zeilenimpulse enthalten, weil die Zeilenimpulse eiien entsprechenden Spannungsabfall hauptsächlich an dom hohen Innenwiderstand der Endstufe und deshalb kaum an dem kleinen "Meßwiderstandt" 16 erzeugen. Das bedeutet, daß der Zwischenzeileneinsatz mit dem auf Zeilenfrequenz abgestimmten Reihenresonanzkreis 14, 15 parallel zur Ablenkeinheit zur Unterdrückung der eingekoppelten Zeilenimpulse steht und fällt.
• Wie bekannt ist, können diese Zellenimpulse bei nicht ausreiclleiider tint erdrückung eine Modulation der Endstufe, seltener eine Beeinflussung des Oszillators bewirken und damit einen sicheren Zwischenzeileneinsatz verhindern.
• In Fig. 2 wird zur Beseitigung dieses Nachteils erfindungsgemäß die Gegenkopplungsspannung nicht mittels eines in den Ablenkstromkreis eingeschalteten "Meßwiderstandes", sondern durch Integration der an der Ablenkeinheit 13 selbst stehenden Spannung abgeleitet, wobei die Zeitkonstante des Integrationsgliedes 17,18 gleich der Zeitkonstante, d.h. dem L/R-Verhältnis der Vertikalspule sein muß, damit die im Punkt A der Sägezahnspannung überlagerte Rückschlagimpulse im Gegenkopplungszweig unterdrückt werden. Die Rückschlagimpulse entstehen dadurch, daß die Impedanz der Vertikalspule durch die Reihenschaltung einer Induktivität und eines Wirkfiderstandes gebildet wird. Bei sägezahnförmigem Stromdurchfluß überlagert sich dem sägezahnförmigen Spannungsabfall am Widerstand der impulsförmige Spannungsabfall, also der Rückschlagimpuls, an der Induktivität.
• Durch Integration dieser resultierenden Spannung mit einer durch das L/R-Verhältnis der Vertikal spule gegebenen Zeitkonstante entsteht eine nur dem Ablenkstromverlauf proportionale Gegenkopplungsspannung. Da es für die Vertikalendstufe unbedeuten ist, auf welche Weise diese Propartionalität erreicht wird, ergibt sich so eine Schaltung, die, abgesehen vom Innenwiderstand der Endstufe, im Prinzip die gleichen Eigenschaften wie eine stromkoiftrollierte Abl enkschaltung aufweist, sich also quasi wie eine stromkontrollierte Schaltung verhält.
• Der eigentliche Sinn er erfindungsgemäß vorgenommenen Änderung besteht darin, daß nach Fig. 2 die Zeilenimpulse rechts vor dem Punkt A, von welche die Gegenkopplungsspannung aus abgeleitet wird, eingekoppelt werden (unbeabsichtigt oder absichtlich), so daß sie im Punkt A eine Gegenkopplungsspannung bilden. Die Zeilenimpulse steuern hierbei über den Emitter von 1 die Vertilcalendstufe so an, daß sich, auch bezogen auf die Zeilenimpulse, ein sehr niedriger Innes iderstand der Endstufe ergibt. Zwar werden die Zeilenimpulse im Gegenkopplungszweig durch das Integrationsglied 17,18 stark abgeschwächt, was aber durch die hohe Gesamtver stärkung des Verstärkers weitgehend ausgeglichen wird. Aufgrund der starken Unterdrückung der Zeilenimpulse am Ausgang des Verstärkers kann auf einen 16 kHz-Serien-Resonanzkreis parallel zur Vertikal spule verzichtet werden.
• Man kann in Reihe zum lntegrationskondensator 18 einen kleinen Widerstand 11 einschalten, der eine weitere Verbesserung der Unterdrückung der Zeilenimpulse bewirkt.
• In Fig. 2 fällt auf, daß im Vergleich zu Fig. 1 der Transistor 1 der Steuerstufe und folglich die nachfolgenden Transistoren komplementär zu Fig. 1 gewählt wurden. Das ist in diesem Ausführungsbeispiel notwendig, da sonst beim Schließen des Schalters 5 der Kondensator i8 über die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuer~ transistors 1 praktisch schlagartig entladen würde. Dadurch wird die erford-erliche Proportionalität der Gegenkopplungsspannung zum hblenkstromverlauf gestört und die Funktion der quasi- stromkontrollierten Ablenkschaltung beeinträchtigt. Bs ist also in der Schaltung nach Fig. 2 notwendig, als Steuertransistor 1 (evtl. kann man auch einen Differenzverstärker vorsehen) einen Typ zu verwenden, der während des Rücklaufs nichtleitend wird, woran die nachfolgende Schaltung anzupassen ist.
• Das wiederum hat die Verwendung einer abweichenden an sich bekannten Schaltung zur Festlegung des Mittellfertes der Ausgangsspannung zur folge. hierzu sind die beiden Widerstände 8 und 10 vorgesehen. Da der Sägezahn am Kondensator 7 wegen des Iiuræschließens während des Rücklauf inner wieder von der Null-Linie aus beginnen muß, ist dessen Gleichspannungsanteil (halber Spitzenwert des Sägezahns) festgelegt. Der Spannungsteiler 8,10 ist daher so zu wählen, daß die gewünschte mittlere Ausgangsspannung (bei Vernachlässigung des Strombedarfs des Transistors 1 etc.) herabgeteilt gleich dem Mittelwert der Spannung an der Basis des Steuertransistors ist. Durch diese Teilung wird aber auch der sägezahnförmige Spannungsverlauf am Schaltungsausgang herabgeteilt, was zur Beeinträchtigung der Geometrie führen kann. Aus diesem Grunde ist es besser, den Widerstand 10 von Masse wegzunehmen und an die Ablenkeinheit, also an den Punkt A anzuschließen, was gestrichelt angedeutet ist.
• In Fig. 2 ist das RC-Glied 17,18 zunächst als Festgröße angegeben.
• mit ter Zum Ausgleich unvermeidlicher Toleranzen kommt ma jedoch nicht darum herum, die Zeitkonstante veränderbar auszuführen, z.B.
• durch Einschalten eines Stellwiderstandes 12 in Reihe zu dem entsprechend zu reduzierenden Widerstand 17. Nichtübereinstimmung der Zeitkonstanten von Integrationsglied und Ablenkeinheit machen sich als Anfangsgeometrieverzerrung bemerkbar. Durch Verändern des Widerstandes 12 kann die richtige Anfangsgeometrie eingestellt werden.
• In Fig. 3 ist nochmals der Schaltungsausschnitt der Steuerspannungserzeugung der Schaltung nach Fi. 1 dargestellt, erweitert um eine bekannte Beschaltung zur Gesamtgeometrieentzerrung. In dieser Schaltung wird der Iindensator 7 in einen Kondensator 7' mit etwa gleicher Größe und einen z.B. zehnmal größeren Kondensator 7" aufgespalten. Mit Hilfe des Widerstandes 19 und des içondensators 7" wird die sägezahnförmige Emitterspannung an 1 integriert. Die so an 7" abfallende Parabelspannung überlagert sic der sägezahnförmigen Spannung an 7' und wirlit einer e-furxktion3förmigell Verzerrung der resultier enden Spannung entgegen.
• Die gleiche Schaltung kami auch für die erfindungsgemäße Schaltung angelfelldet werden. Voraussetzung ist aber, daß der Widerstand 19 nicht an den Emitter des Steuertransistors 1 angeschlossen wird, sondern nach Fig. 4 an den Schaltungsausgang, also an die Ablenkeinheit (Punkt A). Diese Maßnahme ist notwendig, da aufgrund des Widerstandes 17 in Fig. 2 für die Gewinnung der Gegenkopplungsspannung die Beschaltung zur Gesamtgeometriev entzerrung die erforderliche Proportionalität von Gegenkopplungsspannung und Ablenkstrom beeinträchtigt. Die im Ausgangsspannungsverlauf enthaltene und zum Kondensator 7" zurückgeführte Rückschlagspannung hat keinen Einfluß auf die Gesamtgeometrie. Es kann sich lediglich die Alnplitude der Auslenkung verändern. Trotzdem empfiehlt es sich, die Rückschlagspannung mit Hilfe eines RC-Gliedes 20,21 in Fig. 4 zu unterdrücken.
• Hierbei werden gleichzeitig restliche Zeilenimpulse ausgesiebt, was sich günstig auf den Zwischenzeileneinsatz auswirkt.
• Da bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Anfangsgeometrie mit oingestellt werden kann und sich diese (mit Ausnahme bii -Dünnhalsbildröhren) über einen weiten Bereich der oberen Bildhälfte erstreckt, ist bei der Geometrieeinstellung die Abgleichpriorität von Anfangs- und Gesamtgeometrie nicht ohne weiteres zu erkennen. Es ist deshalb besser, die Entzerrung der Gesamtgeometrie fest einzustellen und die Verzerrung zu variieren. Fig. 5 zeigt eine solche Lösung, bei welcher parallel zu 7', 7" ein veränderbarer Widerstand 22 eingeschaltet ist. Damit sich beim Betätigen von 22 nicht die Amplitude, sondern nur die Geometrie verändert, ist noch ein Kondensator 23 vorgesehen.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Vertikalablenk-Verstärker mit Gegenkopplung einer dem Ablenkstrom entsprechenden Spannung von seinem Ausgang auf seinen Eingang in Fernsehempfängern mit Zwischenzeilenverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsspannung durch Integration der an der Vertikalablenkspule (13) selbst auftretenden Spannung gewonnen wird, wobei die Zeitkonstante des Integrationsgliedes (RC- oder LR-Gliedes) (17,18) gleich der Zeitkonstante L/R der Ablenkspule (13) einschließlich der eines etwa vorhandenen Nord-Süd-Ubertragers oder -Transduktors ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1 mit mehreren galvanisch gekoppelten Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Gleichspannungsgegenkopplung zur Stabilisierung der Arbeitspunkte angewendet ist.

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Integrationsgliedes (17,18) einstellbar ist (12 in Fig. 2).

4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Kondensator (18) des als RC-Glied ausgebildeten Integrationsgliedes (17,18) ein ohmscher Widerstand (11) geschaltet ist (Fig. 2).

5. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, daß der Eingangstransistor (1) ein Typ ist, der während des Rücklaufes des Elektronenstrallles nichtleitend ist.

6. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Gleichspannungsgegenkopplung einem Spannungsteiler (8,10) zugeführt ist, an dessen Anzapfung der Emitter des Transistors (1) liegt (Rig. 2).

7. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gelsennæeichnet, daß der auf Masee zu beziehende Teilerwiderstand (10) des Spannungsteilers (8,10) statt an tasse an die an Masse liegende Vertikalablenkspule (13) angeschlossen ist.

8. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer zur Gesamtgeometrie benötigten Parabelspannung in bekannter Weise mittels Integration (Fig. 3) die an der Vertikalablenkspule (13) liegende Spannung benutzt ist, wobei die an dieser Spule (13) stehende Rückschlagspannung mittels eines RC-Gliedes (20,21) unterdrückt ist.

9. Verstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet1 daß die Gesamtgeometrieentzerrung fest eingestellt ist, während parallel zu dem zur Erzeugung der Sägezahnspannung dienenden Kondensator (7) die Reihenschaltung eines Sondensators (23) und eines einstellbaren Widerstandes (22) liegt, mit der die Sägezahnspaniiung mehr oder weniger verzerrt werden kann.