DE850492C - Schaltung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes in einer Selbstinduktionsspule - Google Patents
Schaltung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stromes in einer SelbstinduktionsspuleInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K6/00—Manipulating pulses having a finite slope and not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K6/04—Modifying slopes of pulses, e.g. S-correction
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
- H03K4/90—Linearisation of ramp; Synchronisation of pulses
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- Details Of Television Scanning (AREA)
Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 25. SEPTEMBER 1952
p 23494 VIIIc /21g D
sind als Erfinder genannt worden
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer
Selbstinduktionsspule mit Selbstinduktion L und Widerstand r, welche Selbstinduktionsspule in einen
an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossenen Kreis aufgenommen ist, über welche
Wicklung mittels eines in den Primärkreis des Transformators aufgenommenen Generators eine impulsförmige
Spannung erzeugt wird, die zwischen den Impulsen und während einer längeren Zeit als die Dauer
eines jeden Impulses einen konstanten Wert hat.
Solche Schaltungen kommen z. B. zur Ablenkung von Kathodenstrahlen bei Kathodenstrahlröhren zur
Verwendung, bei denen die Spule als Ablenkspule
»5 wirkt. Wenn man auf bekannte Art und Weise die Spule unmittelbar an die Sekundärwicklung des
Transformators anschließt, so wird, infolge der Tatsache, daß die Spule einen Widerstand r hat, der Sägezahnstrom
während des Hubes nicht linear mit der Zeit verlaufen. Ein solcher Verlauf ist aber angesichts
der Verwendung der Schaltung meist erwünscht.
Daß bei einer Selbstinduktionsspule mit Selbstinduktion L und Widerstand r kein linearer Verlauf
des Sägezahnstromes auftritt, leuchtet z. B. ein, wenn man nachprüft, wie der Strom in einer solchen Spule
unter dem Einfluß einer der Spule plötzlich zugeführten Gleichspannung E verläuft. Der Strom beträgt
wo t die Zeit darstellt.
dann i = — Ii — e
Wie es sich bei Reihenentwicklung erweist, ist die Abweichung von der Linearität — und der Zeit t proportional.
Wenn diese Spule unmittelbar an die Sekundärwicklung des Transformators der vorgenannten
Schaltung angeschlossen wird, stellt es sich heraus, daß die Abweichung von der Linearität gleichfalls
— und weiter der Dauer der Periode der angelegten
ίο Spannung proportional ist.
Die Dauer der Periode ist im Zusammenhang mit der
Verwendung der Spule meist vorgeschrieben und —
darf nicht beliebig klein gewählt werden, sowohl wegen der damit einhergehenden Kosten als auch wegen der
Tatsache, daß man, angesichts der Verwendung der Spule, gewöhnlich an maximale Abmessungen oder
sonstige Anforderungen gebunden ist.
Die Erfindung bezweckt eine Schaltung zu schaffen, bei der die Abweichung von der Linearität des sägezahnförmigen
Stromes durch die Spule beträchtlich geringer als bei den bekannten Schaltungen ist. Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Abweichung im wesentlichen durch Phasenverzerrung
für die verschiedenen Frequenzen der Komponenten herbeigeführt wird, in welche die angelegte Spannung
zerlegt werden kann.
Falls die angelegte Spannung in sinusförmige Komponenten zerlegt wird, so würde im idealen Fall für
eine Kreisfrequenz ω der Strom i durch die Spule
gleich sein müssen, wobei E die angelegte Span-
j ω L
nung darstellt. Infolge des vorhandenen Widerstandes r entsteht aber ein Strom
E __ E jcoL
r-\-jtoL jω L r-\-jo)L
der zweite Faktor verursacht die Abweichung von dem idealen Fall. Ein linearer Sägezahnstrom würde nur
entstehen, wenn dieser Faktor für sämtliche Frequenzen eine Konstante wäre. Der Tangens des Phasenwinkels
dieses Faktors , der für die Abweichung
ω L
von der Linearität am wichtigsten ist, ist für die hohen Frequenzen praktisch gleich Null, hat aber für niedrigere
Frequenzen, von denen die niedrigste die Grundfrequenz des Sägezahnstromes ist, einen bedeutenden
Wert.
Bei der Schaltung nach der Erfindung ist es möglich, diesen Wert des Tangens des Phasenwinkels bei niedrigen
Frequenzen auf einen beträchtlich kleineren Wert zurückzuführen, wodurch der gewünschten Linearität
des Sägezahnstromes durch die Spule vorzüglich nahegekommen werden kann.
Die Schaltung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß der an die Sekundärwicklung des
Transformators angeschlossene Kreis aus der Reihenschaltung einer Hilfsspule mit Selbstinduktion L1 und
Widerstand T1 und der Selbstinduktionsspule L, r besteht,
wobei der Verbindungspunkt der beiden Spulen mittels eines Kreises, der einen Widerstand r2 enthält,
mit einem solchen Punkt der Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist, daß zwischen diesem
Punkt und dem anderen Ende der Selbstinduktionsspule das fache der über die Sekundärwicklung **
i+p
erzeugten Spannung entsteht, wobei ρ und L derart
gewählt sind, daß ρ L größer als L1 ist.
Eine solche Schaltung ist schematisch in Fig. ι dargestellt,
während Fig. 2 die über die Sekundärwicklung des Transformators auftretende Spannung darstellt.
In Fig. ι ist ein Kippgenerator, dessen Konstruktion
für die Erfindung nicht wesentlich ist, mit 1 bezeichnet.
Dieser Kippgenerator erzeugt einen solchen Sägezahnstrom in der Primärwicklung 2 des Transformators 3,
daß über die Sekundärwicklung 4 eine Spannung entsteht, die während des Hubes des Sägezahnstromes
konstant ist.
Eine solche Spannung V ist in Fig. 2 als eine Funktion der Zeit t dargestellt. Während des Hubes des
sägezahnförmigen Stromes durch die Primärwicklung des Transformators, also z. B. von ix bis i2, ist die
Spannung über die Sekundärwicklung konstant und gleich (1 + p) E.
In der Reihe mit der Sekundärwicklung 4 in Fig. 1 sind die Hilfsspule 5 mit Selbstinduktion L1 und
Widerstand T1 und die Spule 6 mit Selbstinduktion L
und Widerstand r geschaltet. Zwischen dem Punkt 7, der den beiden Spulen gemeinsam ist, und dem Punkt 8
der Sekundärwicklung ist ein Kreis aufgenommen, der im vorliegenden Fall einen Widerstand r2 enthält.
Der Punkt 8 ist derart gewählt, daß die Spannung zwischen diesem Punkt und dem anderen Ende 9 der
Spule 6 dem
fachen der Gesamtspannung über
+ P F *
die Sekundärwicklung entspricht, also
Bei einer solchen Schaltung erweist es sich als möglich, wie im folgenden näher erläutert wird, sich dem linearen
Verlauf des sägezahnförmigen Stromes durch die Spule 6 besser anzunähern, als wenn man diese Spule
unmittelbar an die Sekundärwicklung 4 anschließt, sofern p und L derart gewählt sind, daß p L größer
als L1 ist.
Die beste Annäherung wird erzielt, wenn L1, Y1, r2
ist. Wenn
und p derart gewählt sind, daß r2 = —
PL-L1
dieser Bedingung entsprochen wird, zeigt es sich, daß der Tangens des Phasenwinkels des die Abweichung
von der Linearität verursachenden Faktors bei niedrigen Frequenzen einen möglichst niedrigen Wert hat
und auch die Änderung des Tangens als Funktion der Frequenz möglichst klein ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in den Kreis, der den Widerstand r2 enthält,
in Reihe mit diesem Widerstand eine Kapazität C2 eingeschaltet. Mittels dieser Kapazität ist es möglich,
den Modulus des Faktors, der die Abweichung von der Linearität des Stromes verursacht, derart zu beeinflüssen,
daß auch dieser sich als Funktion der Frequenz nur wenig ändert. Diese Änderung ist minimal, wenn C2
derart gewählt ist, daß
ist.
rr3
In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, in der auch
die Kapazität C2 aufgenommen ist.
Diese Schaltung ist übrigens mit derjenigen nach Fig. ι identisch, so daß die damit übereinstimmenden
Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Wird die über die Sekundärwicklung 4 auftretende Spannung in sinusförmige Komponenten zerlegt
gedacht und fließt durch die Spule 5 in Fig. 3 der Strom J1, durch den Kreis mit dem Widerstand T2 und
Kapazität C2 ein Strom i2, während durch die Spule 6
ein Strom i fließt, so können für jede Kreisfrequenz ω
die folgenden Gleichungen abgeleitet werden:
pE = I1 [T1 + Ja)L1) — J2 r2 +
E =i
I9 = I 1
ι =
jmL
(1 +p) r2+ Y1 jcoL —
Hieraus folgt nach Umrechnung:
+ {1 + p) LjC2
rr2)
L + L1 C,
/ω (T1L + Y2L +
+ T-L1) —
Der eingeklammerte Faktor ist dabei verantwortlich für die Abweichung von der Linearität des die Spule 6
durchfließenden sägezahnförmigen Stromes. Der Deutlichkeit halber kann dafür geschrieben werden:
α -\- jb ω -\-
— wobei die Koeffizienten α bis g
Funktionen der Widerstände, Selbstinduktionen und C2 sind. Wenn man nun den Tangens des Phasenwinkels
für diese Form berechnet, so zeigt es sich, daß die Hauptbedingung zur Verringerung des Wertes
dieses Tangens bis zu einem Wert kleiner als derjenige der bekannten Schaltung darin besteht, daß ρ L
größer als L1 sein soll, was darauf hinausläuft, daß der
die Hilfsspule 5 durchsetzende Strom den die Spule 6 durchfließenden Strom übersteigt.
Der Tangens des Phasenwinkels dieser Formel ist nun für sämtliche Frequenzen möglichst klein, wenn
Ig = ef, woraus nach Substitution folgt, daß
ist.
PL-L1
Soweit entsprechen also die gefundenen Bedingungen den für die Schaltung nach Fig. 1 ermittelten. Diese
Bedingungen bewirken also einen verringerten Einfluß der Änderung des Phasenwinkels als Funktion der
Frequenz.
Das Vorhandensein von C2 gestattet nunmehr zugleich
die Möglichkeit, die Änderung des absoluten Wertes des die Verzerrung verursachenden Faktors
als Funktion der Frequenz möglichst klein zu halten,
abc wobei sich der günstigste Fall ergibt, wenn — =-- = — ,
woraus hervorgeht, daß
C2 = rLl
ist.
r2
rr2+
Das Verhalten des die Abweichung herbeiführenden Faktors, als Funktion der Frequenz, rückt demnach
zum idealen Fall, nämlich einer Konstante heran, sodaß man sich dem linearen Verlauf des die Spule b
2 -J
durchfließenden sägezahnförmigen Stromes vorzüglich nähert.
Claims (4)
1. Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Selbstinduktionsspule
mit Selbstinduktion L und Widerstand r, welche Selbstinduktionsspule in einen an die Sekundärwicklung
eines Transformators angeschlossenen Kreis aufgenommen ist, über welche Wicklung
mittels eines in den Primärkreis des Transformators aufgenommenen Generators eine impulsförmige
Spannung erzeugt wird, die zwischen den Impulsen und während einer längeren Zeit als die Dauer
eines jeden Impulses einen konstanten Wert hat, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Sekundärwicklung
des Transformators angeschlossene Kreis aus der Reihenschaltung einer Hilfsspule mit
Selbstinduktion L1 und Widerstand T1 und der
Selbstinduktionsspule (L, r) besteht, wobei der Verbindungspunkt der beiden Spulen mittels eines
Kreises, der einen Widerstand r2 enthält, mit einem solchen Punkt der Sekundärwicklung des
Transformators verbunden ist, daß zwischen diesem Punkt und dem anderen Ende der Selbstinduktionsspule
das fache der über die Se-
kundärwicklung erzeugten Spannung entsteht, wobei p und L derart gewählt sind, daß pL größer
als L1 ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß L1, T1, T2 und p derart gewählt sind,
daß T2 = -^i- ist.
PL-L1
PL-L1
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den den Widerstand T2 enthaltenden
Kreis in Reihe mit diesem Widerstand eine Kapazität C2 eingeschaltet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß C2 derart gewählt ist, daß
C2 =
TL1
'2 ("Ί + TT2 + T1T2)
ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 5368 9.
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Family Applications (1)
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US2382822A (en) * | 1942-06-30 | 1945-08-14 | Rca Corp | Cathode ray beam deflecting circuits |
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-
1948
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Also Published As
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---|---|
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