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Fernsehempfänger
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mittleren Bildhelligkeit-in stö-Endröhre zuzuführen. Hiebei wurde nicht auf eine feste Kopplung mit den der Gleichrichterschaltung zugeführten Impulsen geachtet, und man war daher der Meinung, dass eine gute Regelung auf diese Wei-re nicht erzielt werden konnte, so dass man die Anordnung durch einen dem Belastungsgleichstrom entnom- menenRegelspannungsantei1notWendig ergänzen musste.
Eine in einem Fernsehempfänger gebrauchte Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gegekennzeichnet, dass aus den der Gleichrichterschaltung zugeführten Impulsen in einem zweiten Gleichrichter (Regelgleichrichter) eine Regelspannung gewonnen wird, durch die der Wert (Spitzenwert), bei dem der Strom unterbrochen wird, derart geändert wird, dass bei abnehmendem Wert der Gleichspannung der Spitzenwert des Stromes wesentlich zunimmt, und die Impulsamplitude wenigstens annähernd konstant bleibt.
In an sich bekannter Weise kann bei einer solchen Schaltungsanordnung zweckmässig im Regelkreis ein Schwellwert wirksam sein, wodurch die Regelsteilheit wesentlich erhöht werden kann. Wenn dieser Schwellwert in Abhängigkeit vom Belastungsstrom des Hochspannungsgleichrichters gesteuert wird, erhält man eine zusätzliche Regelung, und es ist möglich, eine vollständige Kompensation des Innenwiderstandes zu erreichen. Durch eine entsprechende Bemessung dieser zusätzlichen Regelung können dabei auch die Einflüsse von Innenwiderstandskomponenten ausgeglichen werden, die im Gleichrichter und gegebenenfalls einem dem Gleichrichter nachgeschalteten Glättungsglied ihre Ursache haben.
In einer weiteren Ausführung der in dem Fernsehempfänger gebrauchten Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dieser Schwellwert in Abhängigkeit von den an der Primärseite des Transformators auftretenden Impulsen gesteuert, derart, dass bei zunehmender Amplitude dieser Impulse der Spitzenstrom des Endverstärker zunimmt.
Da, wie bereits erwähnt, der Innenwiderstand einer derartigen hohen Gleichspannungsquelle im wesentlichen durch die Streuinduktivität des Transformators gebildet sein kann, ergibt sich, dass der Unterschied zwischen dem an der Primärseite und dem an der Sekundärseite abgenommenen Impuls dem Belastungsstrom etwa proportional ist. Man erhält also ohne Eingriff in den Gleichspannungskreis eine von der Belastung abhängige Regelgrösse, so dass eine vollständige Kompensation bzw. Überkompensation möglich ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, wobei in den Fig. 1 - 3 drei Schaltungsanordnungen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt die Endstufe eines Zeilenablenkgerätes in einem Fernsehempfänger. Diese enthält eine Penthode 1, deren Kathode geerdet ist und deren Steuergitter über einen Koppelkondensator 2 eine etwa sägezahnförmige, von Sperrimpulsen unterbrochene Steuerspannung 3 zugeführt wird.
Im Anodenkreis der Penthode 1 liegt ein Transformator 4, dessen Primärwicklung der Röhre 1 zwischen dem positiven Pol + der Speisequelle und der Anode eingeschaltet ist. Das Schirmgitter der Röhre 1 liegt ebenfalls an der Speisequelle. Die Sekundärwicklung des Transformators 4 ist an die Anode einer Diode 5 angeschlossen, an deren Kathode eine hohe Gleichspannung auftritt, die z. B. 12 - 15 kV betragen kann. Diese Gleichspannung wird durch einen Ladekondensator 6 geglättet und durch eine als veränderlicher Widerstand 7 dargestellte Elektronenstrahlröhre in Abhängigkeit von der mittleren Helligkeit eines wiedergegebenen Bildes belastet.
Die an der Sekundärwicklung des Transformators 4 während der Sperrzeit der Steuerspannung 3 auftretenden Hochspannungs-Impulse werden nicht nur der Anode der Diode 5, sondern auch einem aus zwei Kondensatoren 8 und 9 bestehenden Spannungsteiler zugeführt, der anderseits geerdet ist. Da für die nachfolgende Regelschaltung nur eine wesentlich geringere Steuerspannung benötigt wird, kann der Kondensator 8 eine verhältnismässig geringe Kapazität, z. B. 1 - 2 pF, haben, während für den Kondensator 9 eine erheblich grössere Kapazicät von 100 bis 500 pF zweckmässig ist.
Die am Kondensator 9 auftretenden, in der Amplitude stark verminderten positiven Impulse werden der Anode einer Diode 10 zugeführt, wobei durch einen dem Kondensator 9 parallel liegenden Arbeitswiderstand 11 der erforderliche Gleichstromweg geschlossen wird. Am Kondensator 9 bildet sich daher eine gegen Masse negative Spannung aus, die zur Regelung des Arbeitspunktes der Penthode 1 dient, indem sie über einen Trennwiderstand 12 dem Gitter der Röhre 1 zugeführt wird. Bei abnehmender Aus- gangsamplitude-wie es z. B. infolge zunehmender Belastung auftreten kann-verringert sich die negative Vorspannung der Röhre 1, so dass ihr Anodenstrom ansteigt, wodurch auch die Hochspannungs-Im- pulse vergrössert werden.
Zwischen der Kathode der Diode 10 und Erde ist noch eine Spannungs-Stabilisatorröhre 13 eingeschaltet, der über einen Vorwiderstand 14 von der Speisequelle + ein Strom zugeführt wird, um die Glimmentladung aufrecht zu erhalten. Die Brennspannung der Röhre 13 kann z. B. 85 cder 140 V oder
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mehr betragen, da ja eine ausreichend hohe Spannung zur Verfügung steht.
Durch die Stabilisatorröhre 13 wird bewirkt, dass erst die ihre als Schwellwert wirkende Brennspan- nung übersteigenden Impulsspitze eine Regelspannung liefern. Es können daher höhere Spannungsimpul- se am Kondensator zugelassen werden, wodurch sich in an sich bekannter Weise eine entsprechend erhöh- te Regelsteilheit ergibt.
Der Kondensator 8 kann auch durch einen in der Nähe der Hochspannungswicklung angeordneten lei- tenden Körper, z. B. einen Metallstreifen, gebildet werden. Zur Einstellung der gewünschten Grösse der
Hochspannung kann dieser Körper der Hochspannungswicklung mehr oder weniger genähert werden, z. P. durch Biegen oder mittels einer Einstellschraube, die durch ein zweckmässig kapazitätsarmes Werkzeug bedient werden kann.
In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung nach Fig. l dargestellt, hei der der kapazitive Spannungsteiler
8,9 durch leitende Beläge 8'und 9'eines zwischen dem Transformator 4 und der Diode 5 eingeschalte- ten Kabels gebildet wird. Diese Beläge können z. B. aus einem Metallnetz oder auch nur einem Leitlack bestehen, da ja nur äusserst geringe Ströme in der Grössenordnung von einigen Mikroampere fliessen.
Auf der den Innenleiter umschliessenden Umhüllung befindet sich, mit nur geringer Kapazität gegen- über dem Innenleiter, diejenige Schicht 8'. die dem Gegenbelag des Kondensators 8 in Fig. l entspricht.
Darüber ist mit erheblich höherer Kapazität gegenüber dem Belag 8'eine leitende Umhüllung 9'angeordnet, die geerdet ist.
Die angegebenen Kapazitätsverhältnisse ergeben sich weitgehend schon durch die in Betracht kommende Oberfläche ; sie können ausserdem durch die Dicke der Isolierschicht, insbesondere die Dicke der Schicht zwischen den Belägen 8'und 9', in gewünschtem Masse geändert werden. Da der äussere Belag geerdet ist, wird hiedurch das Kabel geschützt, und die Ausstrahlung elektrostatischer Felder wird weitgehend verhindert.
Die dem Belag 8'entnommene Impulsspannung von z. B. 250 Vss verminderter Amplitude wird nach Fig. 2 dem Gitter einer Verstärkerröhre 17 zugeführt, das über einen verhältnismässig hochohmigen Ableitwiderstand 18 von z. B. 500 Ohm geerdet ist.
Da hiebei im Unterschied zu Fig. 1 die Regelspannung nicht durch direkte Gleichrichtung der Impulse gewonnen wird, wird hiebei die Hochspannung noch weniger belastet und man kann mit noch geringe- ren Tei1kapazitäten (vgl. 8 und 9 in Fig. l) auskommen. Da der Hochspannungsimpuls bekanntlich einer freien Halbschwingung der Induktivität des Transformators 4 zusammen mit den wirksamen Streukapazitäten entspricht, kann eine Erhöhung dieser Streukapazitäten durch den Kondensator 8 eine gewisse Verlängerung des Rücklaufes und eine Verringerung der Spitzenspannung mit sich bringen, was vielfach unerwünscht ist. Eine geringere Belastung mit einer Zwischenverstärkerröhre 17 nach Fig. 2 kann daher geboten sein.
Insbesondere aber wird durch die Röhre 17 eine wesentliche Verstärkung der Regelspannung und damit eine wirksame Regelung erreicht.
Zwischen der Kathode der Röhre 17 und Erde ist, wie in Fig. 1, wieder ein Spannungs-Stabilisator 13 eingeschaltet, der gleichfalls eine Schwellwertspannung liefert. Die Anode der Röhre 17 ist einerseits über einen Arbeitswiderstand 19 von z. B. 10 kOhm mit der Speisequelle + verbunden und anderseits über einen Trennkondensator 20 an-die Kathode eines Gleichrichters 21, z. B. einer Diode, angeschaltet, dessen Anode und Kathode über Arbeitswiderstände 22 bzw. 23 (z. B. 390 bzw. 47 kOhm) an Erde liegen. Dem Widerstand 22 liegt noch ein Glättungskondensator 24 parallel.
Die den Schwellwert (13) übersteigenden Spannungsspitzen am Gitter der Röhre 17 werden verstärkt und der Gleichrichterschaltung 21,22, 23 zugeführt, und sie regeln weiter den Arbeitspunkt der Penthode 1.
Bei abnehmender Hochspannungs-Amplitude tritt, wie in Fig. l. eine Verminderung der negativen Vorspannung der Röhre 1 ein, so dass deren Anodenstrom ansteigt und damit auch die Impulsamplitude am Transformator 4. Die richtige Einstellung des Arbeitspunktes der Röhre 1 kann erforderlichenfalls durch zusätzliche Vorspannungsquellen erzielt werden.
DieAnordnungennachFig. lund2gestattenzwareinebeträchtlicheHerabsetzungdes Innenwider- standes der Hochspannungs-Gleichrichterschaltung von z. B. 8 MOhm auf etwa 1 - 1, 5 MOhm. Eine weitere Verringerung kann erzielt werden, wenn der, Schwellwert des Regelschaltungs-Gleichrichters, der in Fig. 2 als Stabilisatonöhre 13 dargestellt ist, in Abhängigkeit vom Belastungsstrom des HochspannungGleichrichters gesteuert wird.
Eine derartige Schaltungsanordnung zeigt Fig. 3. Diese unterscheidet sich von Fig. 2 dadurch, dass der Deutlichkeit halber wieder der kapazitive Spannungsteiler 8,9 wie in Fig. 1, eingezeichnet wurde und dass die nunmehr gesteuerte (negative) Schwellwertspannung nicht im Kathodenkreis, sondern im Gitter-
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kreis der Regelspannungs-Verstärkerröhre 17 am Fusspunkt des Gitterableitwiderstandes 18 eingeschaltet ist.
Zur Erzeugung dieser Schwellwert-Vorspannung werden einer Wicklung 31, die mit der vom Anodenstrom der Röhre 1 durchflossenen Primärwicklung des Transformators 4 fest gekoppelt ist, negative Rückschlagimpulse mit z. B. etwa 250 Volt Spitzenspannung entnommen, die der Kathode eines Gleichrichters 32, vorzugsweise einer Diode, zugeführt werden. In dessen Anodenkreis liegt ein aus den Widerständen 3 ? und 34 bestehender Belastungswiderstand, dem ein Glättungskondensator 35 parallel liegt. Es können auch positive Impulse Verwendung finden, wenn diese über einen Kondensator 36 der Anode eines anderseits geerdeten Parallel-Gleichrichters 37 zugeführt werden. Dem Glättungskondensator 35 wird dann die Gleichspannung über einen Vorwiderstand 38 zugeleitet.
Die Amplitude der zum Hilfsgleichrichter 32 (bzw. 37) geführten Impulse und des SpannungsteilungsVerhältnis der Widerstände 33 und 34 ist so zu wählen, dass am Abgriff des Spannungsteilers 33,34 eine Vorspannung auftritt, die über den Ableitwiderstand 18 dem Gitter der Triode 17 zugeführt wird und deren Arbeitspunkt bestimmt.
Falls diese Vorspannung einen verhältnismässig hohen Wert, z. B. etwa-85 V, haben soll, jedoch ihre Änderung in Abhängigkeit von der Belastung nur gering sein braucht, um die gewünschte Verrinerung des Innenwiderstandes der Hochspannungs-Gleichrichterschaltung zu erzielen, ist es zweckmässig, den Widerstand 34 als spannungsabhängigen Widerstand, z. B. VDR-Widerstand, auszubilden. Bei zunehmender Spannung am Kondensator 35 steigt dann die Spannung am Widerstand 34 nur erheblich langsamer an.
Am Steuergitter der Triode 17 werden dann die von der Sekundärseite zurückgeführten Impulse und die Gleichspannung vom Hilfsgleichrichter 32, die praktisch einen festen Anteil und einen von der Amplitude der primärseitigen Impulse abhängigen Anteil enthält, zusammengesetzt und im übrigen, wie gemäss Fig. 2, verstärkt, gleichgerichtet und zur Einstellung des Maximalstromes der Penthode 1 im Unter- brechungs-Zeitpunkt verwendet.
Eine Anordnung zur Erzeugung einer von der Amplitude der Primärspule abhängigen Regelspannung, wie sie in Fig. 3 mit den Schaltelementen 31 - 38 dargestellt ist, kann auch in einer Anordnung nach Fig. 1 an Stelle der Stabilisatorröhre 13 eingesetzt werden. Es sind dann nur wenig Schaltelemente erforderlich.
Statt, wie in Fig. 3, die primärseitigen Impulse erst gleichzurichten und dann am Gitter der Röhre 17 mit den sekundärseitigen Impulsen zu kombinieren, ist es auch möglich, die primärseitigen und die sekundärseitigen Impulse wechselspannungsmässig zusammenzusetzen, z. B. dadurch, dass die Wicklung 31 direkt mit dem Widerstand 18 verbunden wird. Pie erforderliche Schwellwert-Gleichspannung muss dann gegebenenfalls in anderer Weise eingeführt werden, z. B. durch eine Kathodenvorspannung für die Rohre 17 mit einer Stabilisatoranordnung 13, 14, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die sekundärseitigen Impulse können auch über eine Hilfswicklung vom Transformator 4 abgenommen werden, die jedoch mit der Sekundärwicklung fest, mit der Primärwicklung aber allenfalls lose gekoppelt sein muss.
An Hand von Fig. 3 sei erläutert, wie die Dimensionierung der Schaltung berechnet werden kann.
Zur Vereinfachung sind dabei die sekundärseitigen Werte der Impulsspitzenspannung U und des Belastungsstromes 12 mit dem Übersetzungsverhältnis ü des Transformators 4 transformiert gedacht :
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Der Transformator 4 ist dann durch einen solchen mit einem Übersetzungsverhältnis von l : l ersetzt.
Da die Spitzenspannung U* der sekundärseitigen Impulse gleich ist der Spitzenspannung U der pri- märseitigen. Impulse-abgenommen an der fest angekoppelten Tertiärwicklung 31 - vermindert um den Spannungsabfall an dem durch den Transformator 4 hervorgerufenen (ebenfalls auf die reduzierten Werte
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Weiter kann vorausgesetzt werden, dass
U1=Z.I1 (3)
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11Zeitpunkt und Z ein Faktor (nach Art einer Impedanz) ist, der auch die Resonanzüberhöhung während der Rücklauf-Halbschwingung und das Übersetzungsverhältnis der Primärwicklung zu der mit ihr fest gekoppelten Tertiärwicklung 31 berücksichtigt.
In der Umgebung des für die Regelung wesentlichen Anodenstrom-Spitzenwertes im UnterbrechungsZeitpunkt ist
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Hiebei ist, wie bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2, angenommen. dass die Regelung nur in Abhängigkeit von der Differenz einer festen Spannung UQ und eines Teiles der Sekundärspannung c. U2*er folgt. S ist die Steilheit der Kennlinie beim Anodenstrom-Spitzenwert. Gleichung (4) gibt an, dass bei abnehmender Sekundärspannung der Primärstrom 11 ansteigt ; es erfolgt also tatsächlich eine spannungsabhängige Regelung im richtigen Sinne. Durch, den Faktor c wird die Stärke der Spannungsregelung bestimmt. Da 1 und S bei einer verwendeten Verstärkerröhre festliegen, ist auch U'o zu erhöhen, wenn c grösser gewählt wird, um die Regelung zu verbessern.
Die vom Belastungsstrom abhängige Regelung wird dadurch eingeführt, dass die Schwellwertspannung
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von deru'o = U + a U . (5) Dann wird auch I1=S(Uo + αU1 - c.U2*). (4a) Durch Kombination von (3) und (4a) erhält man :
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Aus (2), (3) und (6) ergibt sich durch einfache Umrechnung :
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U2* ist also dann vom Belastungsstrom 1 unabhängig, wenn aSZ = 1 (8) ist. Dann wird das zweite Glied auf der rechten Seite von (7) zu Null, und das erste Glied auf der rechten Seite vereinfacht sich, so dass man erhält :
U2* = Uo/c. (9) Durch Einsetzen von (9) in (4a) lässt sich berechnen : aU = 1/S
Nach (4) bzw. (4a) ist die Kennlinie der Röhre 1 durch eine Gerade angenähert worden, was in dem in Betracht kommenden Punkt des Spitzenstromes ohne wesentliche Fehler möglich ist.
Für die prakti-
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sehe Berechnung muss noch die negative Verschiebungsspannun ! ; mitberlicksichtigt werden, die z. B. bei einer Röhre PL 36 für J = 300 mA und S = 25 mA/V etwa-22 V ausmacht, während die Steuerspannurg (Faktor neben S in Formel (4) bzw. (4a)) etwa + 12 V beträgt.
Entsprechend ist die Sperrpunktspannung der Regelverstärker-Triode 17 zu berücksichtigen.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass in Fig. 3 dem Gitter der Röhre 17 Spannungen zugeführt werden, die gegenüber den vorstehenden Formeln gerade das entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, da in der Röhre 17 eine Phasenumkehr erfolgt. Weiter ist zu berücksichtigen, dass die Röhre 17 im allgemeinen eine Spannungsverstärkung v bewirkt, so dass ihr Gitterspannungen zuzuführen sind, die wn den Faktor 1/v kleiner sein können. Im oben angeführten Beispiel ist v = 1 angenommen worden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fernsehempfänger mit einer Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes durch eine Ablenkspule und einer hohen Gleichspannung, wobei die hohe Gleichspannung, die durch Gleichrichtung von Impulsen gewonnen wird, die an einem Transformator auftreten, der im Ausgangskrds einer einen periodisch unterbrochenen Strom liefernden Vcrstärkerstufe liegt, stabilisiert wird und mit welchem Transformator auch die Ablenkspule gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet.
dass aus den der Gleichrichterschaltung (5,6, 7) zugeführten Impulsen in einem zweiten Gleichrichter (Regelgleichrichter) (10) eine Regelspannung gewonnen wird, durch die der Wert (Spitzenwert), bei dem der Strom unterbrochen wird, derart geändert wird, dass bei abnehmendem Wert der Gleichspannung der Spitzenwert des Stromes wesentlich zunimmt und die Impulsamplitude wenigstens annähernd konstant bleibt.