DE69024345T2

DE69024345T2 - Vertikalablenkschaltung

Info

Publication number: DE69024345T2
Application number: DE69024345T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hodogaya Greent Imanishi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: JPH03121670A; EP0447559A1; WO1991005433A1; JPH0586110B2; US5177414A; KR930012089B1; DE69024345D1; EP0447559A4; KR910009044A; EP0447559B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niedrigfrequenz- Leistungsschaltung und insbesondere eine Vertikalablenkungsschaltung eines Televisionsempfängers.
Figur 4 zeigt eine herkömmliche SEPP (Single Ended Push-Pull = einpolig geerdeter Gegentaktverstärker)-Typ Vertikalablenkungsschaltung mit einer einzelnen Leistungsquelle.
Ein Eingabeanschluß 1 zum Empfangen eines sägezahnartigen Wellensignals ist mit dem nicht-invertrierenden Eingabeanschlusß eines Leistungsverstärkers 2 verbunden. Der Ausgabeanschluß des Leistungsverstärkers 2 ist verbunden mit einem Ausgabeanschluß 3 und zur selben Zeit auf Masse gelegt über Widerstände R1 und R2. Der Knoten der Widerstände R1 und R2 ist verbunden mit dem invertierenden Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 2. Eine Reihenschaltung einer vertikalen Ablenkungsspule L, Kondensatoren C1 und C2 und eines Widerstandes R3 ist angeschlossen zwischen dem Ausgabeanschluß R3 und dem Knoten der Widerstände R1 und R2. Der Knoten der Widerstände C1 und C2 ist über einen Widerstand R4 auf Masse gelegt.
Die Widerstände R1 und R2 sind Gegentakt-Widerstände zum Bestimmen des DC-Arbeitspunktes des Ausgabesignals des Leistungsverstärkers 2. Die Kondensatoren C1 und C2 sind DC- Abblockkondensatoren. Insbesondere bei einer SEPP-Typ- Vertikalablenkungsschaltung mit einer einzelnen Leistungsquelle arbeitet der Kondensator C1 als eine Leistungsquelle während eines negativen Halbzyklus. Deshalb wird ein Elektrolytkondensator mit einer großen Kapazität von etwa 1000 µF als der Kondensator C1 benutzt.
Bei der obigen Anordnung ist unter der Annahme, daß die DC- Spannung Vref ist, ohne daß ein Signal an den Eingabeanschluß 1 angelegt wird, das Potential Vo am Ausgabeanschluß 3:
Vo = Vref (R1 + R2) / R2
Andererseits sind während des AC-Betriebs, d.h. wenn ein sägezahnartiges Wellensignal an den Eingabeanschluß 1 eingegeben wird, die Kondensatoren C1 und C2 leitend. Somit ist ein AC-Leistungsverstärkungsfaktor Gv annähernd:
(R3 + R2) / R2
(Xc1, Xc2, « R1 R3, R3 « R1)
wobei: Xc1 = Reaktanz des Kondensators C1
Xc2 = Reaktanz des Kondensators C2
Während eines AC-Betriebs tritt eine Rückkopplung auf von dem Knoten A der Kondensatoren C1 und C2, und dementsprechend tritt eine negative Rückkopplung auf in einer Weise, daß ein Signal, das in dem Widerstand R4 erzeugt wird, Gv-mal einem Eingabesignal wird. Daraus resultierend fließt unter der Annahme, daß ein Eingabesignal Vin ist, ein Strom
(Vin x Gv) / R4
mit einer guten Linearität über die Vertikalablenkungsspule L.
Da jedoch die herkömmliche Vertikalablenkungsschaltung eine SEPP-Schaltung mit einer einzelnen Leistungsquelle ist, ist der Kondensator C1 mit großer Kapazität erforderlich für das DC-Abblocken. Da weiterhin ein sägezahnartiges AC- Wellensignal zugeführt wird an die Vertikalablenkungsspule L, sind die Widerstände R1 bis R3, der Kondensator C2 und der gleichen ebenfalls erforderlich zum Bestimmen der AC- und DC-Arbeistpunkte.
Normalerweise wird der Leistungsverstärker 2 in eine integrierten Schaltung verpackt zum Erhöhen der Zuverlässigkeit und zum Erniedrigen des Preises. Jedoch die Kondensatoren C1 und C2, die Widerstände R1 bis R4 und derartige sind Komponenten, welche extern mit der integrierten Schaltung verbunden werden. Wenn die Anzahl von Komponenten, die extern mit einer integrierten Schaltung verbunden sind, groß ist, degradiert die Zuverlässigkeit, und die Kosten steigen.
Die DE-A-2 131 107 offenbart eine Vertikalablenkungsschaltung mit dem ersten und einem zweiten Gegentakt-Differentialverstärker, die mit ihren Ausgabeanschlüssen verbunden mit jeweiligen Ablenkungsspulen über jeweilige Schaltungelemente angeordnet sind. Ein gemeinsamer Differentialverstärker zum Durchführen einer Phaseninversion ist in der Rückkopplungsschleife jedes Gegentakt-Differentialverstärkers angeschlossen.
Bezug wird ebenfalls genommen auf die JP-A-58 81384, bei der, obwohl sie eine Vertikalablenkungsschaltung offenbart, in der einige ihrer Elemente dieselben sind wie entsprechende Elemente in der Ablenkungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung, die durch die angehängten Patentansprüch definiert ist, und sie in einer ähnlichen Art und Weise verbunden sind, zusätzlich Schaltungsverbindungen, welche der Schaltung Komplexität auferlegen, ebenfalls erstellt sind, welche den Betriebsmodus der Vertikalablenkungsschaltung ändern. Weiterhin ist, wie im Fall der DE-A-2 131 107 ein gemeinsamer Operationsverstärker angeschlossen in den Rückkopplungsschleifen der zwei Gegentaktdifferentialverstärker, deren Ausgabeanschlüsse verbunden sind mit entgegengesetzten Enden einer einzelnen Spule.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vertikalablenkungsschaltung zu schaffen, bei der die Probleme, die mit einer herkömmlichen Vertikalablenkungsschaltung verbunden sind, gelöst werden und die Anzahl von extern mit einer integrierten Schaltung verbundenen Komponenten erniedrigt ist zum Erhöhen der Zuverlässigkeit und zum Unterdrücken eines Kostenanstiegs.
Gemäß der Erfindung ist eine Vertikalablenkungsschaltung geschaffen, welche umfaßt:
einen ersten Gegentaktverstärker mit einem ersten Eingabeanschluß, einem zweiten Eingabeanschluß und einem Ausgabeanschluß, wobei der erste Eingabeanschluß zum Empfangen des sägezahnartigen Wellensignals ist,
einen zweiten Gegentaktverstärker mit einem ersten Eingabeanschluß, einem zweiten Eignabeanschluß und einem Ausgabeanschluß,
eine Schaltungseinrichtung zum Verbinden eines der Eingabeanschlüsse des ersten Gegentaktverstärkers mit einem der Eingabeanschlüsse des zweiten Gegentaktverstärkers und Veranlassen, daß der zweite Gegentaktverstärker in einer Phase arbeitet, die entgegengesetzt der des ersten Gegentaktverstärkers ist,
eine Spule mit einem Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des ersten Gegentaktverstärkers und dem anderen Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des zweiten Gegentaktverstärkers über einen ersten Widerstand,
einen zweiten Widerstand, der ein Ende verbunden hat mit dem zweiten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstärkers und ein weiteres Ende verbunden hat mit dem weiteren Ende der Spule, und
einen dritten Widerstand mit einem Ende verbunden mit dem ersten Eingabeanschluß des zweiten Gegentaktverstärkers und dem weiteren Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des zweiten Gegentaktverstärkers,
wobei die zweiten und dritten Widerstände Widerstandswerte haben welche veranlassen, daß Gleichspannungen, die auftreten an den Ausgabeanschlüssen des ersten und zweiten Rückkopplungsverstärkers, einander gleich werden&sub1; wenn kein sägezahnartiges Wellensignal angelegt ist an den ersten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstärkers.
Insbesondere beim Inbetriebsetzen der vorliegenden Erfindung sind die Ausgabeanschlüsse des ersten und zweiten Gegentaktverstärkers miteinander verbunden über eine Reihenschaltung einer Spule, dienend als eine Ablenkungsspule und eines Widerstandes. Die Spannungen an den Ausgabeanschlüssen des ersten und zweiten Gegentaktverstärkers in Nicht-Signal-Zustand sind einander gleich eingestellt. Der zweite Gegentaktverstärker wird in einer Phase betrieben, die entgegengesetzt der vom zweiten Rückkopplungsverstärker ist. Daher kann ein Kondensator zum Abblocken einer DC-Ausgabe eliminiert werden. DC- und AC- Rückkopplungsschleifen müssen nicht vorgesehen sein. Daraus resultierend kann die Anzahl von extern mit der integrierten Schaltung verbunden Komponenten reduziert werden, um dadurch einen Kostenanstieg zu unterdrücken.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1 ein Schaltungsdiagramm der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels eines in Figur 1 gezeigten Leistungsverstärkers,
Figur 3 ein Schaltungsdiagramm der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Figur 4 ein Schaltungdiagramm einer herkömmlichen vertikalen Ablenkungsschaltung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt beschrieben werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.
Mit Bezug auf Figur 1 ist ein Eingabeanschluß 11 verbunden mit dem nicht-invertierenden Eingabeanschluß eines Leistungsverstärkers 12, der einen ersten Gegentaktverstärker bildet. Der Leistungsverstärker 12 ist beispielsweise ein SEPP-Schaltung mit einer einzelnen Leistungsquelle, welche durch eine integrierte Schaltung aufgebaut ist. Der Ausgabeanschluß des Leistungsverstärkers 12 ist verbunden mit einem Anschluß mit einer Vertikalablenkungsspule 13. Der andere Anschluß der Ablenkungsspule 13 ist auf Masse gelegt über eine Reihenschaltung von Widerständen R1 und R2. Der Knoten der Widerstände R1 und R2 ist verbunden mit dem invertierenden Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 12. Der andere Anschluß der Vertikalablenkungsspule 13 ist ebenfalls über einen Widerstand R2 zum Bestimmen eines sägezahnartigen Wellenstroms verbunden mit dem Ausgabeanschluß eines Leistungsverstärkers 14, der einen zweiten Gegentaktverstärker bildet. Leistungsverstärker 14 ist beispielsweise eine SEPP-Schaltung mit einer einzelnen Leistungsquelle und aufgebaut als eine integrierte Schaltung. Der Ausgabeanschluß des Leistungsverstärkers 14 ist über eine Reihenschaitung von Widerständen R4 und R5 auf Masse gelegt. Der Knoten der Widerstände R4 und R5 ist verbunden mit dem invertierenden Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 14. Der nicht-invertierende Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 12 ist verbunden miü dem nicht-invertierenden Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 14 über einen invertierenden Verstärker 15.
Figur 2 zeigt en Beispiel des Leistungsverstärker 12 oder 14.
Ein Eingabe-Differentialverstärker DA wird gebildet durch die Transistoren Q1 bis Q4. Nicht-invertierende und invertierende Eingabeanschlüsse IN+ und IN- sidd verbunden mit den Basen der Transistoren Q1 bzw. Q2. Ein Transistor Q5 bildet eine Spannungsverstärkungsstufe. Die Basis des Transistors Q5 ist verbunden mit dem Knoten des Kollektors des Transistors Q1 und dem Kollektor des Transistors Q3. Transistoren Q6 bis Q10 bilden eines Klasse-"B"-Stoß-Zieh- Verstärker PPA. Von den Transistoren Q6 bis Q10 sind die Transistoren Q6 und Q8 Leistungstransistoren, deren Stromwege reihenverbunden sind zwischen einer Leistungsquelle Vcc und Masse GND. Der Knoten des Emitters des Transistors Q6 und des Kollektors des Transistors Q8 ist verbunden mit einem Ausgabeanschluß OUT. Die Transistoren Q7, Q9 und Q10 sind Treibertransistoren zum Treiben der Transistoren Q6 und Q7. Dioden D1 und D2, die geschaltet sind zwischen der Basis des Transistors Q10 und dem Ausgabeanschluß OUT, und Dioden D3 und D4, die angeschlossen sind zwischen der Basis des Transistors Q7 und der Basis des Transistors Q9, setzen des Freilaufstrom vom Transistor Q6 und Q8 in einem Nicht-Signal-Zustand. Eine Stromspiegelschaltung CM ist gebildet durch Transistoren Q11 bis Q14 und Widerstände R1 bis R5. Der Transistor Q11 und die Widerstände R1 und R5 stellen den Referenzstrom ein. Der Transistor Q12 und der Widerstand R2 bilden die Vorspannungs-Stromquellenschaltung des Eingabedifferentialverstärkers DA. Transistoren Q13 und Q14, und die Widerstände R3 und R4 bilden die Vorspannungs- Stromquellenschaltung des Klasse "B"-Stoß-Zieh-Verstärkers PPA.
Bei der obigen Anordnung arbeiten die Leistungsverstärker 12 und 14 in zuemenander entgegengesetzten Phasen über einen invertierenden Verstärker 15. Unter der Annahme, daß die Spannungsverstärkung des invertierenden Verstärkers 15 eins ist und das Potential an den Eingabeanschlüssen der Leistungsverstärker 12 und 14 Vref ist, sind die Potentiale Va und Vb an den zwei Anschlüssen des Widerstands R3:
Va = (R1 + R2) Vref / R2
Vb = (R4 + R5) Vref / R5
Wenn das Verhältnis des Widerstandes R1 zum Widerstand R2 und das des Widerstandes R4 zum Widerstand R5 einander gleich eingestellt sind, wird die folgende Beziehung erhalten:
Va = Vb
und kein Strom fließt über die Ausgabeanschlüsse der Leistungsverstärker 12 und 14 in dem Nicht-Zustand.
Andererseits ist die Verstärkung bezüglich eines AC-Signals dieselbe wie die für das DC-Signal. Eine Spannungsverstärkung DV ist:
Gv = (R1 + R2) / R2 = (R4 + R5) / R5
Da jedoch der invertierende Verstärker 15 vorliegt zwischen den Eingabeanschlüssen der Leistungsverstärker 12 und 14, sind die Phasen der Verstärker 12 und 14 einander entgegengesetzt. Eine negative Rückkopplung wird angewendet auf den Leistungsverstärker 12 von den Knoten der Vertikalablenkungsspule 13 und den Widerstand R3 über die Vertikalablenkungsspule 13. Deshalb ist die oben beschriebene Verstärkung eine Verstärkung zwischen dem Eingabeanschiuß 11 und diesen Knoten.
Wenn ein sägezahnartiges Welleneingabesignal Vin angelegt wird an den Eingabeanschluß 11, sind Spannungen V&sub1;&sub2; und V&sub1;&sub4; an den Ausgabeanschlüssen der Leistungsverstärker 12 und 14:
V&sub1;&sub2; = Gv x Vin
V&sub1;&sub4; = -Gv x Vin = -V&sub1;&sub2;
und eine Potentialdifferenz zwischen den zwei Anschlüssen des Widerstandes R2 ist:
V&sub1;&sub2; - V&sub1;&sub4; = 2V&sub1;&sub2;
Daraus resultierend fließt ein sägezahnartiger Wellenstrom von
2V&sub1;&sub2; /R3 = 2Vin x Gv /R3
durch die Vertikalablenkungspule 13. Daher kann ein Strom der zweimal dem ist eines herkömmlichen Falls, erhalten werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist der Ausgabeanschluß des Leistungsverstärkers 12 über die Vertikalablenkungsspule 13 und den strombestimmenden Widerstand R3 mit dem Ausgabeanschluß des Leistungsvestärkers 14 verbunden, der in entgegengesetzter Phase zu der der Verstärkers 12 arbeitet. Daraus resultierend fließt kein DC-Strom über die Ausgabaeanschlüsse der Leistungsverstärker 12 und 14 und somit können die Vertikalablenkungsspule 13 und die strombestimmenden Widerstände R1 und R2 direkt miteinander verkoppelt sein, ohne einen DC-Abblockkonensator mit großer Kapazität zu benutzen.
Wenn zusätzlich das Verhältnis des Widerstandes R1 zum Widerstand R2 so ausgewählt wird, daß ein optimaler Arbeitspunkt erhalten wird bezüglich des Eingabe-DC- Potentials, der DC-Ausgabe, und der AC-Ausgabe, mit anderen Worten zum Erhalten einer maximalen Amplitude, ist die Notwendigkeit des Vorsehens für sowohl der AC- als auch der DC-Kopplungsschleife eliminiert, und zwar anders als beim herkömmlichen Fall. Daher kann die Anzahl von extern mit den Leistungsverstärkern 12 und 14, welche jeweils eine integrierte Schaltung bilden, Komponenten reduziert werden.
Figur 3 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieselben Abschnitte wie in Figur 1 sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Nur Abschnitte, die verschieden von denen in Figur 1 sind werden beschrieben werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Phase des Leistungsverstärkers 14 entgegengesetzt der des Leistungsverstärkers 12 eingestellt, und zwar unter Benutzung des invertierenden Verstärkers 15. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Phase eines Leistungsverstärkers 14 entgegengesetzt der eingestellt eines Leistungsverstärkers 12, ohne einen invertierenden Verstärker 15 zu benutzen.
Insbesondere ist der nicht-invertierende Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 14 auf Masse gelegt, der Widerstand R5 des Leistungsverstärkers R14 ist beseitigt, und die invertierenden Eingabeanschlüsse des Leistungsverstärkers 12 und 14 sind verbunden über den Widerstand R2 des Leistungsverstärkers 12.
Bei der obigen Anordnung ist der invertierende Eingabeanschluß des Leistungsverstärkers 14 auf Masse glegt. Somit wird der Leistungsverstärker 12 ein nichtinvertierender Verstärker, dessen Vertärkung durch das Verhältnis eines Widerstandes R1 zu einem Widerstand R2 bestimmt ist. Der Leistungsverstärker 14 wird ein invertierender Verstärker, dessen Verstärkung bestimmt ist durch das Verhältnis eines Widerstandes R4 zum Widerstand R2.
Bei dieser Anordnung kann ein DC-Abblockkondensator eliminiert sein, nämlich wie bei der ersten Ausführungsform, und die anzahl von Komponenten kann reduziert sein.
Wie im obigen detailliert beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kondensator zum Abblocken einer DC-Ausgabe elimiert sein, und weder DC- noch AC- Rückkopplungsschleifen vorgesehen. Daraus resultierend kann die Anzahl von Komponenten, die extern mit einer integrierten Schaltung verbunden sind reduziert werden, was einen Anstieg der Kosten unterdrückt. Daher ist die vorliegende Erfindung effektiv im Feld der Televisionstechniken und hat eine große Anwendbarkeit.

Claims

1. Vertikalablenkungsschaltung mit:

einem ersten Gegentaktverstärker (12) mit einem ersten Eingabeanschluß, einem zweiten Eingabeanschluß und einem Ausgabeanschluß, wobei der erste Eingabeanschluß zum Empfangen eines sägezahnartigen Wellensignais ist;

einem zweiten Gegentaktverstärker (14) mit einem ersten Eingabeanschluß, einem zweiten Eingabeanschluß und einem Ausgabeanschluß;

einer Schaltungseinrichtung (15:R2) zum Verbinden von einem der Eingabeanschlüsse des ersten Gegentaktverstärkers (12) mit einem der Eingabeanschlüsse des zweiten Gegentaktverstärkers (14) und zum Veranlassen&sub1; daß der zweite Gegentaktverstärker in einer Phase arbeitet, die entgegengesetzt der des ersten Gegentaktverstärkers (12) ist;

einer Spule (13) mit einem Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des ersten Gegentaktverstärkers (12) und dem weiteren Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des zweiten Gegentaktverstärkers (14) über einen ersten Widerstand (R3);

einem zweiten Widerstand (R1) mit einem Ende verbunden mit dem zweiten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstärkers (12) und dem weiteren Ende verbunden mit dem weiteren Ende der Spule (13); und

einem dritten Widerstand (R4) mit einem Ende verbunden mit dem ersten Eingabeanschluß des zweiten Gegentaktverstärkers (14) und dem weiteren Ende verbunden mit dem Ausgabeanschluß des zweiten Gegentaktverstarkers (14);

wobei die zweiten und dritten Widerstande (R1, R4) Widerstandswerte haben, die veranlassen, daß die Gleichspannungen, die an den Ausgabeanschlüssen der ersten und zweiten Gegentaktverstärker (12, 14) auftreten, einander gleich werden, wenn kein sägezahnartiges Wellensignal zugeführt wird an den ersten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstarkers (12).

2. Vertikalablenkungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Schaltungseinrichtung einen invertierenden Verstarker (15) umfaßt, der angeschlossen ist zwischen dem zweiten Eingabeanschluß des zweiten Gegentaktverstarkers (14) und dem ersten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstarkers (12), zum Veranlassen, daß der zweite Gegentaktverstarker (14) in einer Phase arbeitet, die entgegengesetzt der des ersten Gegentaktverstärkers (12) ist.

3. Vertikalablenkungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltungseinrichtung einen Widerstand (R2) aufweist, der verbunden ist zwischen dem ersten Eingabeanschluß des zweiten Gegentaktverstarkers (14) und dem zweiten Eingabeanschluß des ersten Gegentaktverstarkers (12), zum Veranlassen, daß der zweite Gegentaktverstärker (14) in einer Phase arbeitet, die entgegengesetzt der des ersten Gegentaktverstarkers (12) ist.

4. Vertikalablenkungsschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Gegentaktverstarker (12, 14) jeweils eine einpolig geerdete Schaltung umfassen.