DE1086743B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von linearen Saegezahnstroemen mit Hilfe zweier kaskadenartig hintereinandergeschalteter Elektronen-entladungsstrecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in Schaltungsanordnungen, die zur Erzeugung von periodisch veränderlichen Strömen in induktiven Verbrauchern dienen. Als Beispiel seien Anordnungen genannt, die dazu dienen, einen sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit von einem ersten zu einem zweiten Wert ändernden und hierauf mit einer anderen Geschwindigkeit zu dem ersten Wert zurückkehrenden Strom zu erzeugen. Solche Schaltungen werden unter anderem zur Ablenkung von Elektronenstrahlen in Kathodenstrahlröhren verwendet, die in Fernsehsystemen benutzt werden.

In einer bekannten Ausführungsform einer Schal· tungsanordnung zur Erzeugung eines periodisch in einer induktiven Last sich ändernden Stromes werden den Ablenkspulen die von der Endröhre der Kippschaltung erzeugten Ströme über einen Transformator zugeführt; dabei führt die Spannung an dem durch die Primärwicklung des Transformators und die zugehörigen Streukapazitäten gebildeten Schaltungsteil während der Rücklaufperioden des Abtastvorgangs eine Halbschwingung aus, deren Amplitude durch die passiven Schaltelemente bestimmt ist. Da der betreffende Schaltungsteil einen Schwingungskreis bildet, dessen Periode mit der Rücklauf zeit in Resonanz steht, kann eine solche Schaltung kurz als »Kippgerät mit Resonanzrücklauf« bezeichnet werden.

In allen Ablenkschaltungen für magnetische Ablenkung eines Elektronenstrahls ist es wünschenswert, daß die Maximalamplitude des Sägezahnstroms in den Ablenkspulen von Periode zu Periode möglichst konstant gehalten wird.

Bei bekannten Schaltungen zur Erzeugung von Sägezahnströmen hat man schon versucht, eine bessere Konstanz der Amplitude zu erreichen. So ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Induktivität bekannt, bei der eine Pentode in einem Betriebszustand mit hohem Inhenwidef stand zur Erzeugung des Sägezahnstroms verwendet wird. Um nun trotz des hohen Innenwider-Standes Unabhängigkeit von den Röhreneigenschaften zu erzielen, wird dabei eine Regelung des Arbeitspunktes des Steuergitters der Pentode mit Hilfe einer aus den Rücklaufspitzen abgeleiteten Gleichspannung vorgenommen. Bei dieser bekannten Anordnung besteht jedoch der Nachteil, daß die Sägezahnform weiterhin von den Röhreneigenschaften abhängig ist, so daß bei einer Auswechslung der Röhre oder einer Alterung derselben sich die Sägezahnkurve verändert. Dies geht daraus hervor, daß die Steuerung mit einer vorgeformten Spannung erfolgen muß.

Zur Stabilisierung einer Ablenkschaltung für Kippgeräte, bei denen die Eigenschaften der Endröhre einen wesentlichen Einfluß haben, wird bei einer anderen be-Schaltungsanordnung zur Erzeugung
von linearen Sägezahnströmen
mit Hilfe zweier kaskadenartig
hintereinandergeschalteter Elektronenentladungsstrecken

Anmelder:
Rank Cintel Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Lampert, Patentanwalt,
Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Oktober 1957

John Lewis Edwin Baldwin,^ London,
ist als Erfinder genannt worden

kannten Anordnung aus der während des Hinlaufs an den Ablenkspulen liegenden Spannung eine Regelspannung abgeleitet und damit die Gittervorspannung der Endröhre geregelt. Die Sägezahnform wird aber schon in einer Vorstufe gewonnen.

Ebenso ist es bekannt, bei einer Sägezahnschaltung, bei der aus dem Lastkreis.eine Regelspannung zur Einstellung der Gittervorspannung der Endröhre zwecks Amplitudenstabilisierung gewonnen wird, eine Sägezahnform an einem Kondensator der Vorstufe zu erzeugen und damit die Treiberröhre zu steuern. Schließlich ist eine Pentodenschaltung bekannt, bei der ein durch Integration eines Impulses entstandener Sägezahnstrom dadurch linearisiert wird, daß zwischen dem Lastkreis und dem Ladekondensator ein Kopplungsweg vorgesehen ist, durch den während des Sägezahnhinlaufs am Gitter der Röhre ein annähernd gleichförmiges Potential besteht, welches der zeitlichen Ableitung des Stromes im Ausgangskreis proportionale Änderungen erfährt, die im linearisierenden Sinn auf den Sägezahnstrom einwirken.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die Sägezahnform und Linearisierung in einer Schaltung mit Resonanzrücklauf durchzuführen und dabei statt einer Schalterdiode eine mit der Endröhre in Reihe geschaltete gesteuerte Entladungsstrecke, z. B. eine zweite Pentode, zu verwenden, deren Gitter mit an der Selbst-

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induktivität entstehenden il'nipulsen gesteuert wird. Eine Reihenschaltung der Pentoden ermöglicht es, den Widerstand der zweiten Pentode während des Schwingungsvorganges zu steuern, was bei Diodenschaltern nicht möglich ist. Allerdings besteht bei einer Reihenschaltung von Pentoden die'Schwierigkeit, den Widerstand der Röhre auch bei sich ändernden Röhrendaten und eventuell schwankender Anodenspannung, z. B. bei Belastung der Kippschaltung mit einem Hochspannungsgenerator zur Erzeugung der Anodenspannung für die mit den Ablenkströmen betriebene Röhre, und damit die Amplitude des Sägezahnstroms konstant zu halten. Dies wirddadurch erreicht, daß bei einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von linearen Sägezahnströmen mit Hilfe zweier kaskadenartig hintereinandergeschalteter, steuerfähiger Elektronenentladungsstrecken, insbesondere zweier Pentoden, und einem aus einer Selbstinduktivität und einer mit dieser verkoppelten Ablenkanordnung sowie einem Kondensator bestehenden Serienresonanzkreis, dessen eines Ende zwischen beiden Entladungsstrecken und dessen anderes Ende an festem Potential liegt, wobei die erste Entladungsstrecke durch Synchronisierimpulse sowie durch von der oberen Entladungsstrecke zurückgekoppelte Spannungsimpulse gesteuert wird, erfindungsgemäß an der Verbindungsstelle von Kondensator und Selbstinduktivität als regelbarer Widerstand eine Elektronenröhre angebracht ist, deren Wi der stands wert durch eine von der Amplitude der Rucklaufspitzen abgeleitete Gleichspannung geregelt wird.

Die Erfindung erbringt den Vorteil, daß für die Erzeugung der sägezahnförmigen Ablenkströme nur die Vorderflanke des Steuerimpulses eine Rolle spielt, während die Rückflanke nahezu beliebig verlaufen kann. Die angegebene Schaltung stabilisiert sich auf eine konstante Ablenkamplitude und liefert Ablenkströme von hoher Linearität. Die Erfindung findet in besonders vorteilhafter Weise bei Zeilenkippgeräten für Fernsehzwecke Verwendung, ist jedoch hierauf nicht beschränkt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Schaltung eines Sägezahngenerators gemäß der Erfindung, in der die Regelspannung zur Beeinflussung der Kippamplitude aus dem Ablenkkreis während der Rucklaufperioden entnommen wird, und bei der der zu ändernde Parameter die an der Treiberröhre liegende Betriebsspannung ist.

In der in der Figur gezeigten Schaltungsanordnung werden Sägezahnströme konstanter Amplitude zur Speisung der Ablenkspulen 1 für eine Kathodenstrahlröhre od. dgl.benötigt. ZudiesemZweck wird von einem nicht dargestellten Generator ein Stromimpuls über die Eingangsklemme 2 der Schaltung zugeführt. Das entstehende" negativ gerichtete Signal wird über einen Kondensator 3 eingespeist und parallel zu einem Widerstand 4 dem Gitter einer Pentode 5 zugeführt, deren Kathode geerdet und deren Anode mit einem Ende der Primärwicklung 6 eines ,Ausgangstransformators 7 verbunden ist. Das andere Ende der Primärwicklung 6 liegt an einer Kapazität 12, die zugleich die Schaltungs-•kapazität symbolisiert, und an einer geeigneten Spannungsquelle, die positiv gegenüber Erde ist und durch den Anschlußpunkt 8 dargestellt wird. Zwischen diesem Anschlüßpunkt 8 und der Primärwicklung 6 ist eine Triode 9 eingeschaltet, deren Wirkung weiter ■unten beschrieben wird. Die Ablenkspulen 1 sind an -eine Sekundärwicklung 10 des Transformators 7 angeschlossen. Ein Ende der Wicklung 10 ist geerdet. Die Anode der Röhre 5 steht außerdem mit der Kathode einer weiteren Pentode 11 in Verbindung, deren Anode über einen Widerstand 14 an eine durch die Klemme 13 dargestellte Spannungsquelle gelegt ist, deren Potential normalerweise weniger positiv gegenüber Erde ist als die Spannungsquelle 8.

Das negativ gerichtete Signal am Gitter der Röhre 5 bewirkt eine Unterbrechung des Anodenstromes. Der in der induktiven Komponente des Anodenwiderstands noch weiterhin fließende Strom ladet daher die mit der

ίο Anode der Röhre 5 verbundenen Streukapazitäten auf und hebt das Potential der Kathode der Röhre 11 so weit an, daß diese Röhre ebenfalls gesperrt wird. Die Wicklung 6 des Transformators 7 ist daher isoliert, und der Resonanzkreis, bestehend aus der Impedanz der Ablenkspulen in bezug auf die Primärwicklung des Transformators und aus den zu der Primärwicklung parallel liegenden Streukapazitäten, kann daher jetzt frei schwingen. Wenn die Schwingung so weit fortgeschritten ist, daß das Potential der Kathode der Röhre 11 sich demjenigen ihres Gitters wieder annähert, so wird diese Röhre leitend und erzeugt ein negativ gerichtetes Signal über dem Anodenwiderstand 14.

Dieses Signal wird über einen Kondensator 15 und einen in Reihe liegenden Widerstand 16 und weiterhin über den Kondensator 3 an das Gitter der Röhre 5 gegeben, die infolgedessen gesperrt bleibt.

Wenn alle Schaltelemente ideal ausgeführt wären, so würde nun ein reiner Sägezahnstrom in den Ablenkspulen fließen. Da dies jedoch nicht der Fall ist, so wird am Gitter der Röhre 11 ein negativ gerichteter Sägezahn von geeigneter Größe eingeführt, der mit Hilfe eines integrierenden Netzwerks erhalten wird. Dieses Netzwerk besteht aus einem Widerstand 17, der zwischen einem Abgriff auf der Primärwicklung 6 des Transformators 7 und dem Gitter der Röhre 11 eingeschaltet ist, und einem Kondensator 18, der zwischen dem Gitter der Röhre 11 und Erde liegt. Die Rückführung des Gitterpotentials erfolgt mit Hilfe eines Ableitwiderstands 19, der mit einer geeigneten positiven Vorspanhungsquelle verbunden ist, welche durch die Klemme 20 dargestellt wird.

Der Strom in der Röhreil fällt stetig ab, während gleichzeitig die Anodenspahnung ansteigt. Daher nimmt das Potential des Gitters der Röhre 5 ebenfalls zu, und die Röhre beginnt nun, Strom zu führen. Der Kondensator 18 besitzt zweckmäßig einen solchen Wert, daß er zusammen mit dem Widerstand 17 die Eingangsimpulse in solcher Weise integriert, daß am Gitter der Röhre 5 eine Sägezahnspannung gewünschter Amplitude entsteht.

Die soweit beschriebene Schaltung erzeugt nun in der Spule 1 einen angenähert linearen Sägezahnstrom, jedoch verursacht eine Schwankung der Anodenspannungen eine Änderung der Amplitude dieses Sägezahn-Stroms. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird die Spannung, welche während des Rücklaufs über den Ablenkspulen 1 entsteht, dazu benutzt, um die dem Transformator 7 von der Spannungsquelle 8 zugeführte Spannung zu regeln.

Zu diesem Zweck wird an das Gitter einer Triode21 das über den Spulen 1 erzeugte Potential mit Hilfe eines Kondensators 22 angelegt. Die Zeitkonstante des Kondensators 22 und des Ableitwiderstandes 25 ist zweckmäßig ebenso groß wie diejenige Zeitkonstante, die aus der Induktivität und dem Widerstand der Ablenkspulen gebildet wird. Durch geeignete Verbindung mit dem Transformator wird es so eingerichtet, daß die Polarität dieser Spannung von solcher Richtung ist, daß die Röhre 21 nur während der Rücklaufperioden Strom führt, wenn die Ablenkspulen die freie

Halbschwingung ausführen. Die Röhre 21 weist in ihrem Anodenstromkreis einen Arbeitswiderstand 23 auf, der von einem Kondensator 24 überbrückt ist, wobei die Zeitkonstante gleich der Dauer mehrerer Perioden der Betriebsfrequenz gewählt wird. Die über dem Kondensator 24 entstehende Spannung wird dem Gitter der Röhre 9 zugeführt, die, wie bereits beschrieben, zwischen der Transformatorwicklung 6 und der Zuführung zu der positiven Anodenspannungsquelle 8 liegt. Je größer nun die Amplitude des Sägezahnstroms in den Spulen 1 ist, um so negativer wird das Gitter der Röhre 9 und um so niedriger wird die der Transformatorwicklung 6 zugeführte Spannung. Es wird daher rasch ein Gleichgewichtszustand erhalten, wenn aus irgendeiner Ursache die Arbeitsweise der Schaltung gestört ist.

Das Gitter der Röhre 21 wird mit Hilfe eines Widerstands 25 an den Abgriff des Potentiometers 26 gelegt, welches zwischen Erde und einer geeigneten Quelle negativen Potentials mit der Bezeichnung 27 liegt. Das mittlere Gitterpotential der Röhre 21 und damit auch die Ablenkamplitude kann daher mit Hilfe des Potentiometers 26 eingestellt werden.

Es wird häufig für notwendig gefunden, in den Rückkopplungskanal in der Verbindungsleitung zwisehen der Anode der Röhre 21 und dem Gitter der Röhre 9, zweckmäßig am Punkt 28, ein Beruhigungsfilter einzuschalten, um den Phasengang des Rückkopplungskanals zu regeln. Außerdem kann es als wünschenswert gefunden werden, eine zusätzliche Verstärkung in der Rückkopplungsschleife vorzusehen. Dies kann in einfacher Weise durch Hinzufügung von Verstärkerstufen am Punkt 28 geschehen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von linearen Sägezahnströmen mit Hilfe zweier kaskadenartig hinteinandergeschalteter Elektronenentladungsstrecken, insbesondere zweier Pentoden, und einem aus einer Selbstinduktivität und einer mit dieser verkoppelten Ablenkanordnung sowie einem Kondensator bestehenden Serienresonanzkreis, dessen eines Ende zwischen beiden Entladungsstrecken und dessen anderes Ende an festem Potential liegt, wobei die erstere Entladüngsstrecke durch Synchronisierimpulse sowie durch von der oberen Entladungsstrecke zurückgekoppelte· Spannungsimpulse gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindungsstelle von Kondensator (27) und Selbstinduktivität (6) als; regelbarer Widerstand eine Elektronenröhre (9) angebracht ist, deren Widerstandswert durch eine von der Amplitude der Rücklauf spitzen abgeleitete Gleichspannung geregelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lastkreis (10,1) der Schaltung der Gitterkreis einer negativ vorgespannten Röhre (21) parallel geschaltet ist, durch deren Anodenstrom ein Gleichstrom erzeugt wird, welcher einen im Erregerkreis liegenden veränderlichen Widerstand (9) so beeinflußt, daß die Spitzenspannungen konstant gehalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 969358;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 006 542, 1013 015, 016.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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