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Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung mit einem Integrationstransistor und einem Schalttransistor vom entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyp des erstgenannten Transistors
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung mit einem
Integrationstransistor und einem Schalttransistor vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp des erstgenann- ten Transistors, wobei die beiden Emitter mit je einer der Klemmen einer Speisespannungsquelle und die beiden Kollektoren über einen Widerstand miteinander verbunden sind und die Basis des Integrationstransistors über einen Kondensator mit dem Kollektor des Schalttransistors verbunden ist.
Eine solche Schaltungsanordnung ist aus derzeitschrift"Elektronische Rundschau"1961, Nr. 12, Seite 582 bekannt. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht, mit Hilfe von nur zwei Transistoren eine sehr linear verlaufende Sägezahnspannung zu erzielen, wobei die Rücklaufzeit im Vergleich zur Hinlaufzeit verhältnismässig kurz ist. Eine solche Schaltungsanordnung ist z. B. in einem mit Transistoren bestückten Fernsehempfänger anwendbar, wobei die dieser Schaltung entnommene Spannung als Steuerspannung einer die Ablenkströme für die Vertikalablenkung des Elektronenbündels liefernden Schaltung zugeführt wird.
Wenn jedoch, wie dies meistens der Fall ist, die Sägezahnspannung über einen Koppelkondensator einer verhältnismässig niederohmigen Belastung z. B. der Basis eines folgenden Transistors zugeführt wird, ergibt sich eine Verzerrung der Sägezahnspannung.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben, indem die Schaltungsanordnung das Merkmal aufweist, dass sie über einen Kondensator mit einer verhältnismässig grossen Belastung verbunden ist und dass ein Punkt des erwähnten Widerstandes über die Reihenschaltung eines zweiten Widerstandes und einer Spannungsquelle mit dem Emitter des Integrationstransistors verbunden ist, welche Spannungsquelle eine Spannung liefert, die gleich der Spannung der Speisespannungsquelle oder grösser als diese ist und welche Spannungsquelle eine den Integrationstransistor entsperrende Polarität hat.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung. Fig. 2 dient zur weiteren Erläuterung dieser Anordnung, wobei die angegebenen Spannungsformen an den in Fig. 1 mit entsprechenden Buchstaben bezeichneten Punkten der Anordnung auftreten. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Fig. 4 dient zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 3 und Fig. 5 zeigt ein zweitesAusführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
In Fig. l ist mit 1 ein pnp-Transistor bezeichnet, dessen Emitter mit der Plusklemme der Spannungsquelle 2 und dessen Kollektor mit einem Widerstand 3 verbunden ist. Der Emitter eines zweiten Transistors 4 des npn-Typs ist an die Minusklemme der Speisespannungsquelle und der Kollektor an das andere Ende des Widerstandes 3 angeschlossen. Die Basis des Transistors 1 ist über einen Widerstand 5 mit der Minusklemme der Speisespannungsquelle und über einen Kondensator 6 mit dem Kollektor des npn-Transistors verbunden. Um eine selbstschwingende Anordnung zum Erzeugen von Sägezahnspannungen zu erzielen, ist die Basis des Transistors 4 über einen Widerstand 7 an die Plusklemme der Speisespannungsquelle
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stellt zu werden. Es ist möglich, z.
B. für Synchronisierzwecke, verhältnismässig niedrige Widerstände in die Verbindungen einzufügen.
Während der Hinlaufzeit ist der Schalttransistor 4 gesperrt und der Transistor 1 leitend. Am Anfang dieser Hinlaufzeit ist der Kondensator 6 nahezu auf die Speisespannung aufgeladen. Dieser Kondensator entlädt sich darauf über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 1, den Widerstand 3, den Widerstand 5 und die Speisespannungsquelle.
Weil die Basis-Emitterspannung des Transistors 1 während des Hinlaufes gegenüber der Batteriespannung E vernachlässigbar klein ist, ist der Spannungsabfall über dem Widerstand 5 nahezu gleich der Batteriespannung E, und der diesen Widerstand durchfliessende Strom ist somit konstant und gleich E/JRg. Während der Hinlaufzeit fliesst dieser Strom nahezu vollständig in den Kondensator 6 und über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 1, da der Basisstrom dieses Transistors nur ein Bruchteil von dessen Kollektorstrom ist.
Der während der Hinlaufzeit konstante Entladestrom E/fL des Kondensators 6 ruft am Kollektor des Transistors 4 eine linear ansteigende Spannung hervor, deren Neigung gleich E/fLC (Fig. 2a) ist. Eine Spannung mit gleicher Neigung ist am Kollektor des Transistors 1 (Fig. 2b) und über dem Koppelkonden-
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Cs an(-E), wird er leitend. Der infolgedessen über der Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors auftretende Spannungsabfall (Fig. 2a) wird über den Kondensator 6 auf die Basis des Transistors 1 übertragen (Fig. 2d).
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Transistors 4 nahezu unabhängig von der Belastung ist.
Eine Änderung der angeschlossenen Belastung hat somit lediglich eine Änderung des Stromes durch diese Belastung und somit eine Änderung des Transistorstromes zur Folge, aber, vorausgesetzt, dass der Transistor 1 als Verstärker wirksam bleibt, keine Änderung der über der Belastung vorhandenen Spannung.
Da die Belastung über einen grossen Koppelkondensator angeschlossen ist, tritt am Widerstand 9 die gleiche Spannung auf wie in Fig. 2a, welche Spannung jedoch keine Gleichspannungskomponente enthält.
Der Strom 11 durch diesen Widerstand und durch den Kondensator 10 verläuft auf entsprechende Weise.
Dieser Strom ist in Fig. 4a sowohl für geringe (Kurve I) als auch für hohe (Kurve II) Belastung dargestellt.
Fig. 4b zeigt den Strom 12, der während der Hinlaufzeit durch den Kondensator 6 fliesst und der, wie vorstehend erwähnt, unabhängig von der Belastung ist. Die Summe der beiden Ströme 11 und L ist gleich dem
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dass, wenn nur eine geringe Belastung vorhanden ist (vgl. Fig. 4c, Kurve 1), der Kollektorstrom durch den Transistors 1 stets positiv ist, so dass eine unverzerrte Sägezahnspannung erzeugt wird. Bei höherer Belastung (Fig. 4c, Kurve II) ergibt sich jedoch während des ersten Teiles des Hinlaufes eine Verzerrung der Sägezahnspannung. Der Transistor 1 kann nicht gleichzeitig einen negativen Strom führen und als Verstärkungselement wirksam bleiben.
Um auch bei höherer Belastung eine unverzerrte Sägezahnspannung zu erzielen, wird gemäss der Erfindung die Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Spannungsquelle zwischen einem Punkt des Widerstandes 3 und dem Emitter des Transistors 1 eingeschaltet, welche Spannungsquelle eine gleiche oder grössere Spannung liefert als die Speisespannungsquelle und eine Polarität aufweist, wie sie zum Leitendsein des Transistors 1 erforderlich ist. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist diese Spannungsquelle dieselbe wie die Speisespannungsquelle. Der Widerstand 11 ist zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 4 und der Minusklemme der Speisespannungsquelle E eingeschaltet.
Die über dem Widerstand 11 vorhandene Sägezahnspannung ruft durch ihn einen Sägezahnstrom I, hervor, dessen Amplitude lediglich von dem Wert dieses Widerstandes abhängig ist. Durch Einschaltung des Widerstandes 11 wird der Kollektorstrom des Transistors 1 erhöht, u. zw. um einen Wert gleich dem in der Schaltung durch diesen Widerstand fliessenden Strom. Die Ströme 11 und L durch die Kondensatoren 10 bzw. 6 sind unabhängig vom Widerstand 11. In Fig. 4d ist der durch den Transistor 1 fliessende Kol-
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Fig. 4d zeigen den Verlauf des Kollektorstromes bei verschiedenen Werten dieses Widerstandes. Aus diesen Kurven zeigt sich, dass die Verzerrung des Sägezahnstromes in dem Masse kleiner wird, wie der Widerstand 11 kleiner gewählt wird.
Bei einem hinreichend kleinen Widerstand kann schliesslich jede Verzerrung vermieden werden. Der Widerstand 11 darf dabei selbstverständlich nicht so gering gewählt werden, dass der Kondensator 6 in bezug auf die Minusklemme der Speisespannungsquelle nahezu kurzgeschlossen wird, wodurch die Integrationswirkung gestört werden würde.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die bei höherer Belastung auftretende Verzerrung der Sägezahnspannung zu vermeiden, indem der Entladestrom des Kondensators 6 erhöht wird. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass ein kleinerer Widerstand 5 gewählt wird, wobei gleichzeitig der Kondensator 6 grösser gewählt werden muss. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass während der Rücklaufzeit ein sehr hoher Ladestrom durch den Transistor 4 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors 1 fliesst. Dies würde ausserdem einen sehr grossen Kondensator 6 mit konstantem Kapazitätswert erfordern, der entsprechend teuer ist.
Aus Fig. 4d zeigt sich, dass zum Erzielen eines kleinen zusätzlichen Stromes durch den Transistor 1 während des Anfangens der Hinlaufzeit ein verhältnismässig grosser zusätzlicher Strom während des weiteren Teiles dieser Hinlaufzeit durch diesen Transistor fliesst. Wenn eine negative Spannungsquelle zur Verfügung steht, die eine grössere Spannung liefert, als die Speisespannungsquelle 2, kann dies dadurch verbessert werden, dass ein grösserer Widerstand 11'nicht an die Speisespannungsquelle 2, sondern an die höhere negative Spannung angeschlossen wird. Dies ist in Fig. 5 dargestellt, wo entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 bezeichnet sind.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 11'an eine Spannungsquelle 14 angeschlossen, die eine Spannung E'liefert, welche grösser ist als die Spannung E der Quelle 2.
Der Widerstand 11'wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Potentiometer gebildet, an dessen Abgriff die Belastung 9 über den Kondensator 10 angeschlossen ist. Mittels dieses Potentiometers kann die Amplitude der über der Belastung erzeugten Sägezahnspannung eingestellt werden.
Es ist z. B. bei Fernsehempfängern häufig erwünscht, der Sägezahnspannung eine etwas S-förmige Ge-
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stalt zu erteilen, zu welchem Zweck im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 die Reihenschaltung eines Widerstandes 12 und eines Kondensators 13 zwischen dem Kollektor des Transistors 4 und der Minusklemme der Quelle 2 eingeschaltet ist ; wenn die Zeitkonstante dieses RC-Netzwerkes hinreichend gross gewählt wird, wird über dem Kondensator 13 eine Parabelspannung erzeugt. Indem der Widerstand 5 nicht an die Speisespannungsquelle 2, sondern an den Verbindungspunkt des Kondensators 13 und des Widerstandes 12 angeschlossen wird, integriert der Transistor 1 nicht eine konstante Spannung, sondern eine Parabelspannung, auf diese Weise entsteht am Kollektor des Transistors 4 eine Sägezahnspannung mit S-förmigem Verlauf.
Die Reihenschaltung des Widerstandes 12 und des Kondensators 13 ruft jedoch ähnlich wie die Reihenschaltung des Widerstandes 9 und des Kondensators 10 eine Verzerrung der Sägezahnspannung während des Anfanges der Hinlaufzeit hervor. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 dient somit der erfindungsgemäss aufgenommene Widerstand II* ausserdem zum Vermeiden von Verzerrungen, die durch das RC-Netzwerk 12-13 herbeigeführt werden.
In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 5 können Widerstände 11 und 11'statt mit der Kollektorelektrode des Transistors 4 auch mit der Kollektorelektrode des Transistors 1 oder mit einer Anzapfung des Widerstandes 3 verbunden werden. Die Verringerung der Verzerrung der Sägezahnspannung gemäss der Erfindung kann stets dadurch erzielt werden, dass zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 1 und einem Punkt negativer Spannung grosser als die Spannung der Speisespannungsquelle oder gleich die- ser ein Gleichstromkreis angebracht wird, der während des Hinlaufes nicht gesperrt ist.
In ähnlicher Weise kann die Erfindung bei einem Sägezahngenerator mit einem Integrationstransistor des npn-Typs und einem Schalttransistor des pnp-Typs benutzt werden. An eine solche Schaltung messen Spannungsquellen 2 bzw. 14 mit umgekehrter Polarität angeschlossen werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen nicht selbstschwingenden Sägezahngenerator ; ein solcher Generator wird z. B. dadurch erhalten, dass in den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 5 der Widerstand 7 und der Kondensator 8 weggelassen und der Basis des Schalttransistors 4 Synchronisierimpulse zugeführt werden, die diesen Transistor in den richtigen Augenblicken entsperren und sperren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung mit einem Integrationstransistor und einem Schalttransistors vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp des erstgenannten Transistors, wobei die beiden Emitter mit je einer der Klemmen einer Speisespannungsquelle verbunden sind, während die beiden Kollektoren über einen Widerstand miteinander verbunden sind und die Basis des Integrationstransistors über einen Kondensator an den Kollektor des Schalttransistors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung über einen Kondensator (10) mit einer verhältnismässig grossen Belastung (9) verbunden ist und dass ein Punkt des erwähnten Widerstandes (3) über die Reihenschaltung eines zweiten Widerstandes (11) und einer Spannungsquelle (E) mit dem Emitter des Integrationstransistors (1)
verbunden ist, welche Spannungsquelle (E) eine Spannung liefert, die gleich der Spannung der Speisespannungsquelle oder grösser als diese ist und eine den Integrationstransistor (1) entsperrende Polarität hat.