DE1032424B - Schaltungsanordnung zum Schutz des Schirmes einer Elektronenstrahlroehre gegen UEberlastung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei Elektronenstrahlröhren, vorzugsweise bei Bildaufnahme- und Bildwiedergaberöhren für Fernsehzwecke, können erhebliche Schädigungen des Schirmes eintreten, wenn bei Ausfall einer oder beider Ablenkung (en) der Elektronenstrahl statt eines vollständigen Rasters nur noch eine einfache Linie beschreibt oder gar ganz stillsteht.

Bei Kathodenstrahlröhren, deren Anodenhochspannung aus den Rückschlagimpulsen des Zeilenablenkkreises gewonnen wird, sind Schirmschädigungen weniger zu befürchten, weil bei Störungen im Zeilenablenkkreis auch die Hochspannungserzeugung unterbrochen wird. In einer solchen Schaltung können Schaden nur noch bei Störungen in der Bildablenkung (Rasterablenkung) allein auftreten, was jedoch relativ selten ist.

Die obengenannten Gefahren einer Schirmschädigung bestehen jedoch insbesondere dann, wenn für die Hochspannungserzeugung ein besonderer Generator verwendet wird, der von den Ablenkkreisen unabhängig ist. Dies ist vorzugsweise bei Geräten der Fall, die eine verhältnismäßig große Strahlleistung erfordern, z. B. bei Projektionsfernsehgeräten.

Gerade bei Projektionsanordnungen wird die Bildröhre schon bei voll ausgeschriebenem Flächenraster sehr hoch belastet, und eine Überlastung und Schirmschädigung ist nicht nur dann zu erwarten, wenn der Elektronenstrahl infolge des Ausfallens beider Ablenkgeräte längere Zeit auf ein und denselben Punkt gerichtet ist, sondern auch dann, wenn infolge des Ausfallens nur des vertikalen oder des horizontalen Ablenkgerätes allein der Elektronenstrahl eine (horizontale oder vertikale) Zeile schreibt. Es ist somit notwendig, daß schon bei Störung eines beliebigen der Ablenkgeräte der Elektronenstrahl vollständig unterdrückt wird.

Um diese erwähnten Nachteile zu vermeiden, hat man bereits einem oder beiden Ablenkkreisen durch Gleichrichtung Spannungen entnommen und zur Sperrung oder öffnung einer oder mehrerer Entladungsröhren benutzt, durch die bei Störungen die Spannung einer Intensitätssteuerelektrode der Elektronenstrahlröhre so verändert wurde, daß die Strahlstärke erheblich vermindert wurde. Zum Beispiel hat man durch Gleichrichtung der Rückschlagimpulse eine negative Spannung erzeugt und dem Gitter einer Elektronenröhre zugeführt, deren Anode an dem positives Potential führenden Wehneltzylinder einer Elektronenstrahlröhre lag. Beim Auftreten der Ablenkimpulse war dann die Elektronenröhre gesperrt, so daß sich der normale Betriebszustand für die Elektronenstrahlröhre ergab. Beim Ausfall der Ablenkimpulse wurde die Elektronenröhre geöffnet und damit stromführend und erniedrigte das Potential des Wehneltzylinders,

Schaltungsanordnung zum Schutz

des Schirmes einer Elektronenstrahlröhre

gegen überlastung

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Dipl.-Phys. Joachim de Vos, Hamburg-Eidelstedt,
ist als Erfinder genannt worden

der über einen Vorwiderstand mit einer Spannungsquelle verbunden war, stark, so daß der Strahl gesperrt wurde. Mit zwei Dioden und zwei Elektronenröhren war die Anordnung für beide Ablenkungen wirksam; ersichtlich ist jedoch der Aufwand ziemlich hoch.

Es ist weiter bekannt, das Hochspannungs-Speisegerät bzw. die Hochspannungszuführung abzuschalten mittels einer Entladungsröhre, deren Steuerelektroden Öffnungsspannungen zugeführt werden, die den Ablenkkreisen entnommen sind. Bei Ausfall eines oder beider Ablenkgeräte wird dann die Röhre von einer konstanten Vorspannungsquelle her gesperrt und — gegebenenfalls mit Hilfe eines Relais ■— die Hoch-Spannungsquelle abgeschaltet. Eine solche Anordnung erfordert einen erheblichen Aufwand sowie eine genaue Justierung der gegeneinandergeschalteten Vorspannungen, und die Verwendung von mechanischen Relais bringt weitere Nachteile mit sich und ist zudem kostspielig.

Die geschilderten Lösungsversuche haben alle den Nachteil, daß Hilfsspannungen für die Spannung wenigstens einer zusätzlichen Röhre, wie Grundvorspannung oder Anodenspannung od. dgl., erforderlich sind, bei deren Ausfall die Schutzeinrichtung nicht mehr wirksam werden kann, so daß die Schäden an der Elektronenstrahlröhre trotzdem eintreten können, insbesondere auch, wenn Störungen im Heizkreis der Hilfsröhren auftreten.

Es ist auch schon eine Einrichtung bekannt, bei der die an einem Widerstand entstehende Gleichspannungskomponente der durch eine die Ablenkschwingungen liefernde Röhre fließenden Stromimpulsfolge der Sperrspannung einer den Strahlstrom regelnden

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Elektrode entgegenwirkt. Dabei wird jedoch nur der eine Ablenkgenerator zur Sicherung ausgenutzt, und weil die Gleichspannungskomponente verwendet wird, ist eine galvanische Kopplung zwischen Ablenkgenerator und Strahlsteuerkreis nötig, was zu Schwierigkeiten Anlaß gibt.

Es ist weiter bekannt, durch Hinlaufaufhellung mit den Ablenkgeräten entnommenen öfrhungsimpulsen zu bewirken, daß der Strahl nur auftreten kann, wenn die Ablenkgeräte in Tätigkeit sind. Solche Schaltungen eignen sich zwar gut für Oszillographen, nicht aber für Fernsehgeräte, weil hier auch eine Modulation der Strahlintensität erfolgt und sehr saubere Auftastimpulsköpfe nötig wären, um keine Störungen der Helligkeit in einzelnen Bildzonen zu bewirken. Auch läßt sich durch Anwendung von Hinlaufaufhellung nur schwer eine Schirmschutzschaltung erhalten, die auf Störungen sowohl des einen als auch des anderen Ablenkgerätes anspricht und stabil arbeitet.

Bei einer anderen bekannten Schutzschaltung für Oszillographen wird eine negative Ablenkspannung über einen Längswiderstand und eine in den Ouerzweig eingeschaltete Begrenzerdiode der Kathode der Elektronenstrahlröhre zugeführt, derart, daß während der Anwesenheit der negativen Ablenkspannung eine Öffnungsspannung für den Elektronenstrahl erhalten wird. Diese Anordnung setzt jedoch eine spezielle Art der Ablenkspannung voraus und ermöglicht nicht ohne weiteres einen Schutz der Elektronenstrahlröhre gegenüber dem Ausfall jedes der Ablenkgeräte allein, wie das für die Praxis, insbesondere bei Projektions-Fernsehgeräten höherer Leistung, wichtig ist.

Es ist schließlich eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der dann, wenn eine oder beide die Ablenkspannung liefernden Kippröhren noch nicht arbeiten, ihre Anodenspeisespannung aber schon vorhanden ist, über wenigstens eine Glimmröhre ein Stromkreis geschlossen wird, in dem ein Widerstand liegt, an dem Stromstärke beeinflussenden Elektrode der Elektronenstrahlröhre anwendbar ist.

Die Öffnungsspannung fällt dabei nicht nur bei Störungen in den Ablenkkreisen, sondern auch bei Störungen in den Heizkreisen der Dioden aus. Besondere Hilfsspannungen sind nicht erforderlich, so daß die beabsichtigte Schutzwirkung bei jeder möglichen Störung mit Sicherheit eintritt. Auch ist der Aufwand von nur zwei Dioden und einigen Widerständen und gegebenenfalls Glättungskondensatoren bemerkenswert klein, und mechanische Teile, wie z. B. Relais, sind nicht nötig. Die Kombination der dem Ablenkkreis entnommenen Spannungen kann dabei durch Reihenschaltungen und/oder Parallelschaltungen bewirkt werden.

Vorzugsweise sind die beiden Gleichspannungen mittels zweier Dioden durch Spitzengleichrichtung der Rückschlagimpulse des vertikalen und des horizontalen Ablenkkreises gewonnen und speisen ein zur Einstellung der Strahlstärke dienendes Potentiometer* an dessen Abgriff z. B. der Wehneltzylinder angeschlossen ist.

Wenn Änderungen der Höhe (Amplitude) der Rückschlagimpulse zu befürchten sind, die über die Schutz Spannungen einer Steuerelektrode die Stärke des Elektronenstrahles störend beeinflussen könnten, kann (können) in bekannter Weise zur Begrenzung (Stabilisierung) parallel zu einem Teil oder dem gesamten Wert der Schutzspannung (en) eine oder mehrere vorgespannte Dioden angeordnet sein. Natürlich kann eine solche Begrenzung auch bereits an den der Gleichrichteranordnung zugeführten, den Ablenkkreisen entnommenen Spannungen bewirkt werden.

Da die den Ablenklireisen entnommenen Spannungen verhältnismäßig hoch sein können gegenüber der Spannung, die der Intensitätssteuerelektrode zuge^ führt werden soll, kann es zweckmäßig sein, wenigstens die Größe einer der Gleichspannungen, vorzugsweise mittels eines Spannungsteilers, vor Zuführung

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dann ein Spannungsabfall auftritt, der als Sperrspan- 40 an das Strahlstärkepotentiometer herabzusetzen, nung der Steuerstrecke der Elektronenstrahlröhre zugeführt wird.

Da die Sperrspannung im Falle einer Störung erst erzeugt werden muß, ist sie an die Voraussetzung gebunden, daß jedenfalls der dazu nötige Kreis noch funktionsfähig ist, insbesondere die Anodenspannung vorhanden ist. Da die Erzeugung der Sperrspannung weiter nur indirekt von der Funktion dar Kippröhre abhängig ist, nicht aber direkt von der Wirksamkeit oder Unwirksamkeit der Elektronenstrahlablenkung, kann ein allgemeiner sicherer Schutz damit nicht erreicht werden.

Bei der vorliegenden Schaltungsanordnung, bei der zum Schutz des Leuchtschirmes einer Elektronenstrahlröhre gegen Überlastung bei fehlender vertikaler oder horizontaler Strahlablenkung die Erreichung der im normalen Betrieb der Röhre erforderlichen Strahlstromstärke an das Vorhandensein der Summenspannung der Ausgangsspannungen zweier Gleichrichterkreise gebunden ist, von denen der eine der Vertikal- und der andere der Horizontalablenkschaltung angehört, wird gemäß der Erfindung mit einer einfachen Anordnung eine sichere Wirkung sowohl beim Ausfall eines Ablenkgerätes allein als auch beim Ausfall aller Ablenkgeräte erreicht durch eine solche Bemessung der beiden Gleichrichterkreise, daß deren Ausgangsspannungen eine gegebenenfalls einer Spannungsteilung unterliegende Summenspannung ergeben, die so groß ist, daß sie ohne Hinzuziehung anderer Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das Teile der Endstufe einer Fernsehempfangsanordnung zeigt.

Die Anode der Bildsignal-Endverstärkerröhre 1, die im übrigen in bekannter, jedoch nicht näher dargestellter Weise geschaltet und gesteuert ist und über einen Arbeitswiderstand 2 mit dem positiven Pol einer nicht dargestellten Speisespannungsquelle verbunden ist, steuert über eine galvanische Kopplung die Kathode einer Bildwiedergaberöhre 3, deren Wehneltzylinder mit einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung zum Schutz des Schirmes der Elektronenstrahlröhre verbunden ist.

Über die Klemme 4 wird eine dem horizontalen Ablenkkreis entnommene Wechselspannung, vorzugsweise die Rückschlagimpulsspannung, über einen Entkopplungswiderstand 5 der Diode 6 zugeführt. An den in den Kathodenkreis dieser Diode eingeschalteten Widerständen 7, 8 und 9 tritt dann eine Gleichspannung auf, die durch einen Ladekondensator 10 geglättet wird.

Über die Klemmen 11 wird weiter eine dem vertikalen Ablenkkreis entnommene Wechselspannung, zweckmäßig ebenfalls die Rücklaufimpulsspannung, über einen Entkopplungswiderstand 12 der Diode 13 zugeführt, und an den in den Kathodenkreis eingeschalteten Widerständen 9 und 14 tritt eine zweite Gleichspannung auf, die durch einen Kondensator 15

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Spannungen als Elektrodenspannung einer die Strahl- 7° geglättet wird. Die Widerstände 7, 8, 9 und 14 sind

so bemessen, daß bei normalem Betrieb des Gerätes der Schleifer des Regelwiderstandes 8 ein Potential hat, das zu etwa gleichen Teilen von dem horizontalen wie von dem vertikalen Ablenkkreis her bedingt ist und eine solche Größe hat, daß mit dem Schleifer des Widerstandes 8 der übliche Regelbereich für die Einstellung der Grundhelligkeit der Wiedergaberöhre 3 überstrichen werden kann.

Weiter sind die Entladezeitkonstante der beiden Gleichrichterkreise insbesondere durch Bemessung der Kondensatoren 10 und 15 so gewählt, daß Spitzengleichrichtung eintritt, jedoch bei einer Störung in den Ablenkkreisen oder auch in der Heizung der Dioden 6 und 13 die am Wehneltzylinder liegende Spannung so schnell zurückgeht, daß Beschädigungen des Schirmes vermieden werden.

Zwischen dem Schleifer des Potentiometers 8 und dem Wehneltzylinder der Röhre 3 können erforderlichenfalls bekannte Mittel zur weiteren Glättung der Vorspannung eingefügt sein. Auch kann diese Verbindung noch in an sich bekannter Weise mit Kapazitäten und/oder Induktivitäten und/oder Widerständen zusammengeschaltet sein, mit deren Hilfe der Röhre 3 Impulse zur Strahlrücklaufverdunkelung zugeführt werden. Dabei muß allerdings auch jeweils die obenerwähnte Bedingung für die maximale Entladezeitkonstante der Wehneltvorspannung berücksichtigt werden.

Bei Ausfall eines der Ablenkkreise oder der Heizung für die Dioden 6 und 13 entlädt sich mit der durch die Dimensionierung bestimmten Zeitkonstante der zugehörige Ladekondensator 10 bzw. 15, und die Potentiale des Potentiometers 8 gegen den Minuspol (Erde) gehen auf solche Werte zurück, daß der Wehneltzylinder in jeder Stellung des Reglers 8 eine Vorspannung bekommt, die gegenüber der Spannung der Kathode der Elektronenstrahlröhre 3 so· weit negativ ist, daß der Elektronenstrahl praktisch gesperrt, jedenfalls aber auf ein unschädliches Maß reduziert ist.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung, bei der zum Schutz des Leuchtschirmes einer Elektronenstrahlröhre gegen Überlastung bei fehlender vertikaler oder horizontaler Strahlablenkung die Erreichung der im normalen Betrieb der Röhre erforderlichen Strahlstromstärke an das Vorhandensein der Summenspannung der Ausgangsspannungen zweier Gleichrichterkreise gebunden ist, von denen der eine der Vertikal- und der andere der Horizontalablenkschaltung angehört, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der beiden Gleichrichterkreise, daß deren Ausgangsspannungen eine gegebenenfalls einer Spannungsteilung unterliegende Summenspannung ergeben, die so groß ist, daß sie ohne Hinzuziehung anderer Spannungen als Elektrodenspannung einer die Strahlstromstärke beeinflussenden Elektrode der Elektronenstrahlröhre anwendbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Gleichspannungen, die vorzugsweise mittels zweier Dioden durch Spitzengleicbrichtung der Rückschlagimpulse des vertikalen und des horizontalen Ablenkkreises gewonnen sind und die ein zur Einstellung der Strahlstärke dienendes Potentiometer speisen, an dem die öfFnungsspannung für eine die Stärke des Elektronenstrahles beeinflussenden Elektrode abgenommen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ablenkkreis entnommenen und gleichgerichteten Spannungen in der Amplitude begrenzt sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Größe einer der Gleichspannungen vor Zuführung an das Strahlstärkepotentiometer vorzugsweise mittels eines Spannungsteilers herabgesetzt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Duodiode zur Gleichrichtung der den Ablenkkreisen entnommenen Spannungen.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten der Gleichrichterkreise so bemessen sind, daß bei Ausfall der vertikalen und/oder horizontalen Ablenkung die Herabminderung des Strahlstromes innerhalb der Zeitspanne, während der der Schirm mit dem nicht abgelenkten Elektronenstrahl belastet werden darf, durchgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 687 541, 699 364;

französische Patentschrift Nr. 789 987;

USA.-Patentschrift Nr. 2 567 861;

Klein, Elektronenstrahl Oszillographen, Berlin 1948, Bd. 1, S. 130;

La T. S. F. pour tous, Bd. 27, 1951, Nr. 278, S. 397 bis 399.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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