DE3543968C2 - Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine linearitätskorrigierte Ablenk­ schaltung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei Zeilenablenkschaltungen treten wegen der Verluste in der Horizontalablenkwicklung und im Hinlaufschalter asymmetrische Fehler der Horizontallinearität auf. Zur Linearitätskorrektur hat man vorgespannte Linearitätsspulen oder Linearitäts­ korrekturschaltungen mit aktiven Elementen verwendet. Eine Linearitätskorrekturschaltung mit einer magnetisch vorgespann­ ten Spule ist aus der DE 31 13 562 C2 bekannt. Hierbei liegt in Reihe mit den Ablenkwicklungen eine Linearitätsspule, die in Form einer sättigbaren Reaktanz geschaltet ist. Mit Hilfe eines Permanentmagneten läßt sich der Kern der Linearitäts­ spule so vormagnetisieren, daß sich ihr Induktivitätswert während der Ablenkung verändert, wenn sie vom Ablenkstrom durchflossen wird. Die Linearitätsspule hat zu Beginn der Ab­ lenkung eine relativ große Induktivität, damit die erste Hälfte des Rasters komprimiert wird, und während der zweiten Hälfte der Ablenkung hat sie eine relativ konstante niedri­ gere Induktivität, damit die zweite Rasterhälfte relativ un­ verzerrt bleibt.

Solche Linearitätskorrekturschaltungen können verschiedene unerwünschte Betriebseigenschaften haben, welche sie für eine Verwendung bei hohen Anforderungen weniger geeignet macht, wie etwa im Falle von Monitoren, Farbfernsehempfängern mit flachen Bildröhren, wie etwa die flache Rechteckbildröhre der RCA Corporation, oder Ablenksystemen mit variabler Ablenk­ breite oder Ablenksystemen, die eine erhebliche Ost-West- Rasterkorrektur erfordern.

Bei einigen Typen von Linearitätskorrekturschaltungen kann es vorkommen, daß die Größe der Linearitätskorrektur den Ände­ rungen der Ablenkstromamplitude nicht richtig folgt. Bei Änderungen der Rasterbreite kann dann die Linearität sich verschlechtern. Auch kann die Ost-West-Rasterkorrektur durch die Linearitätsschaltung beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aktive Lineari­ tätskorrekturschaltung zu schaffen, bei welcher sich die La­ dung und Entladung des S-Formungs- oder Hinlaufkondensators im Sinne einer gewünschten Korrektur des mit seiner Hilfe er­ zeugten Ablenkstroms einstellen läßt, ohne daß die Schaltung einen unerwünscht hohen Leistungsverbrauch hätte.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen aktiven Linearitätskorrekturschal­ tung kann der S-Formungs- oder Hinlaufkondensator während des Hinlaufs eine zusätzliche Ladung einbringen, um in der zwei­ ten Hinlaufhälfte einen höheren Ablenkstrom zu ergeben. Diese zusätzliche Ladung muß während des Rücklaufs aus dem Hinlauf­ kondensator wieder entnommen werden, damit der Ablenkstrom keine Gleichstromkomponente erhält.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine linearitäts­ korrigierte Ablenkschaltung eine Ablenkwicklung, eine Hinlauf­ kapazität und eine Rücklaufkapazität. Mit der Ablenkwicklung ist ein erster Schalter gekoppelt, der ablenkfrequent be­ trieben wird und der Ablenkwicklung eine Hinlaufspannung zur Erzeugung eines Hinlaufablenkstroms zuführt. Die Rücklauf­ kapazität und die Ablenkwicklung bilden eine Resonanzrück­ laufschaltung während des Rücklaufintervalls. Eine erste Induktivität und eine Resonanzkapazität bilden eine zweite Resonanzschaltung mit einer Resonanzfrequenz, die größer als die Rücklauffrequenz oder gleich dieser ist. Ein zweiter Schalter ist mit der zweiten Resonanzschaltung und der Hin­ laufkapazität gekoppelt und ändert seinen Leitungszustand innerhalb des Rücklaufintervalls, um einen Schwingstromimpuls in der zweiten Rücklaufschaltung zu erzeugen, welcher von der Hinlaufkapazität einen vorbestimmten Ladungsbetrag heraus­ nimmt. Eine mit der Ablenkwicklung gekoppelte zweite Induk­ tivität führt während des Hinlaufintervalls der Hinlauf­ kapazität über die Resonanzkapazität einen Korrekturstrom zur Linearitätskorrektur zu.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine linearitätskorrigierte Ablenkschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Signalformen, wie sie im Betrieb der Schaltung nach Fig. 1 auftreten;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer linearitäts­ korrigierten Ablenkschaltung;

Fig. 4 Signalformen, wie sie im Betrieb der Schaltung nach Fig. 3 auftreten;

Fig. 5 eine dritte linearitätskorrigierte Ablenkschal­ tung gemäß der Erfindung und

Fig. 6 eine vierte linearitätskorrigierte Ablenkschal­ tung gemäß der Erfindung.

Bei der linearitätskorrigierten Horizontalablenkschaltung 20 nach Fig. 1, ist die Reihenschaltung einer Horizontal­ ablenkwicklung L_H mit einem an Masse liegenden S-Formungs- oder Hinlaufkondensator C_s an einem Anschluß 22 mit einem Hinlaufschalter S1 verbunden. Der Hinlaufschalter S1 um­ faßt einen Horizontalausgangstransistor Q1 und eine Dämpfungsdiode D1. Ferner ist ein Rücklaufkondensator C_R1 an den Anschluß 22, also den Verbindungspunkt der Hori­ zontalablenkwicklung L_H mit dem Hinlaufschalter S1, ange­ schlossen.

Der Horizontalausgangstransistor Q1 wird mit einer Zeilen­ ablenkfrequenz f_H von 15,625 kHz von einem Horizontal­ oszillator und einer Treiberschaltung 21 aus angesteuert, um in der Zeilenablenkwicklung L_H einen Zeilenablenkstrom i_H zu erzeugen, wie er in Fig. 2b in ausgezogener Linie veranschaulicht ist. Am Anschluß 22 entsteht während des Horizontalrücklaufintervalis t1 bis t4 eine Rücklauf­ impulsspannung V_R, wie sie Fig. 2a zeigt.

Zur Ergänzung von Widerstandsverlusten in der Ablenkschal­ tung 20 wird dieser Energie von einem B⁺-Spannungsanschluß 19 über einen Widerstand R1 kleinen Wertes und die Pri­ märwicklung W_a eines Rücklauftransformators T1 zugeführt. An den oberen Anschluß der Primärwicklung W_a ist ein Fil­ terkondensator C1 angeschlossen.

Während des Zeilenhinlaufintervalls zwischen den Zeit­ punkten t4 und t1′ nach Fig. 2 leitet der Hinlaufschalter S1, so daß der Hinlaufkondensator C_s und die Ablenkwick­ lung L_H eine Hinlaufresonanzschaltung (L_H, C_s) bilden, wel­ che an die Ablenkwicklung L_H die Hinlaufspannung V_t an­ legt, die vom Hinlaufkondensator C_s am Anschluß 24 er­ zeugt wird. Die Resonanzfrequenz der Hinlaufresonanzschal­ tung (L_H, C_s) ist etwas höher als die halbe Ablenkfrequenz, also etwa 7,3 kHz bei den in Fig. 1 angegebenen Werten. Wie die ausgezogene Linie in Fig. 2b zeigt, sorgt die Hin­ laufresonanzschaltung (L_H, C_s) für eine symmetrische S-Formung des Zeilenablenkstroms i_H.

Widerstandsverluste im Hinlaufschalter S1 und in der Zei­ lenablenkwicklung L_H haben die Tendenz, eine asymmetrische Linearitätsverzerrung des Ablenkstroms i_H während des Hin­ laufintervalls zu verursachen. Die Widerstandsverluste flachen die Steigung des Zeilenablenkstroms gegen Ende des Hinlaufintervalls im Verhältnis zur entsprechenden Steigung in der Nähe des Hinlaufintervallbeginns ab. Außerdem neigt die asymmetrische Linearitätsverzerrung zu einer Verschie­ bung des Nulldurchgangszeitpunktes des Zeilenablenkstroms i_H auf einen vor der Mitte des Zeilenhinlaufintervalls liegenden Zeitpunkt. Die gestrichelte Linie des Ablenk­ stroms i_H in Fig. 2b veranschaulicht die oben erwähnte asymmetrische Linearitätsverzerrung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält die Horizontal­ ablenkschaltung 20 eine Linearitätskorrekturschaltung 30, welche die asymmetrische Linearitätsverzerrung im Hori­ zontalablenkstrom i_H korrigiert. Die Linearitätskorrektur­ schaltung 30 enthält eine Resonanzschaltung (L2, C2), die am Anschluß 24 mit dem Hinlaufkondensator C_s gekoppelt ist. Die Resonanzschaltung (L2, C2) weist eine Induktivi­ tät L2 einstellbaren Wertes und einen Kondensator C2 auf. Die Resonanzfrequenz f₀ der Resonanzschaltung (L2, C2) ist höher als die Zeilenrücklauffrequenz oder etwa gleich dieser. Für die in Fig. 1 angegebenen Werte beträgt die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung (L2, C2) etwa 55 kHz im Vergleich zur Zeilenrücklauffrequenz von etwa 44 kHz, wenn die Induktivität auf 180 µH eingestellt ist. Die Induktivität L2 ist im Vergleich zur Induktivität von 1 mH der Ablenkwicklung L_H relativ klein. Die Lineari­ tätskorrekturschaltung 30 enthält auch eine relativ groß bemessene Induktivität L1, die am Anschluß 22 an die Zeilenablenkwicklung L_H angeschlossen ist und am An­ schluß 23 mit dem Resonanzkreis (L2, C2) gekoppelt ist. Für die in Fig. 1 angegebenen Schaltungswerte ist die Induktivität L1 etwa 25 mal größer als die Induktivität der Ablenkwicklung L_H. Zwischen dem Anschluß 23 und Masse liegt ein steuerbarer Schalter S2, der beispielshalber als Thyristor dargestellt ist.

Während des Horizontalrücklaufintervalls t1 bis t4 ge­ mäß Fig. 2 bilden die Ablenkwicklung L_H und der Rücklauf­ kondensator C_R1 eine Rücklaufresonanzschaltung zur Er­ zeugung einer Rücklaufimpulsspannung V_R am Anschluß 22. Diese Rücklaufimpulsspannung V_R wird einer Induktivität L1 der Linearitätskorrekturschaltung 30 zugeführt. Die über der Wicklung W_b des Rücklauftransformators T1 ent­ stehende Rücklaufimpulsspannung wird dem Gate des Thyri­ storschalters S2 über eine Differenzierschaltung mit einem Kondensator C3 und einem Widerstand R2 zugeführt, um den Thyristor zum Rücklaufbeginn, Zeitpunkt t1 in Fig. 2, einzuschalten.

Wenn der Thyristor S2 zum Rücklaufbeginn leitend wird, liegt der Anschluß 23 an Masse, wie dies durch die ausge­ zogene Spannung V2 in Fig. 2c veranschaulicht ist. Zum Rücklaufbeginn fängt der Strom i₁ in der Induktivität L1 unter Einfluß durch die zugeführte Rücklaufimpulsspannung V_R an, rampenförmig anzusteigen, wie dies die ausgezogene Linie in Fig. 2e zeigt. Der Strom i₁ fließt vom Anschluß 22 über den Thyristor S2 nach Masse.

Die Spannung V₀ über dem Rücklaufresonanzkondensator C2 ist zum Rücklaufbeginn positiv, wie die ausgezogene Kurven­ form in Fig. 2f zeigt. Die Resonanzschaltung (L2, C2) durchläuft einen halben Schwingungszyklus und erzeugt einen positiven Resonanzstromimpuls i₀, der in der Reso­ nanzschaltung über den Thyristor S2 und die Hinlaufkapazi­ tät C_s fließt. Die Resonanzkapazität C2 ist erheblich kleiner als die Hinlaufkapazität C_s und beträgt bei den in Fig. 1 angegebenen Schaltungswerten etwa 1/10 von C_s. Die Dauer der Resonanzschwingung des Stromes i₀ wird da­ her im wesentlichen durch die Resonanzfrequenz f₀ der Resonanzschaltung (L2, C2) bestimmt.

Der Resonanzstrom i₀ erzeugt innerhalb des Rücklaufs einen Stromimpuls i₂ im Thyristor 52 zwischen den Zeit­ punkten t1 bis t3, wie die ausgezogene Kurve in Fig. 2d erkennen läßt. Der Stromimpuls i₂ ist gleich der Summe des Stroms i₀ und des relativ niedrigen Stromes i₁ in der Induktivität L1. Nahe dem Zeitpunkt t3 ist der Strom i₂ im wesentlichen Null, wobei der Resonanzstrom i₀ etwas mehr als einen halben Schwingungszyklus durchlaufen hat, um im Thyristor S2 den Induktivitätsstrom i₁ auszulöschen. Der Schalter S2 wird daher vorteilhafterweise bei einem Stromwert von praktisch Null gesperrt, also mit niedri­ ger Verlustleistung nahe dem Zeitpunkt t3 nach Fig. 2d.

Vernachlässigt man den Wert der Induktivität L2 gegen­ über dem erheblich größeren Wert der Induktivität L1, dann bleibt der Anschluß 23 wechselspannungsmäßig bei der Rücklauffrequenz auf Masse, nachdem der Thyristor S2 zum Zeitpunkt t3 (Fig. 2) gesperrt hat. Der Anschluß 23 stellt Wechselspannungsmasse dar, weil bei der Rücklauffrequenz der Kondensator C2 und der Hinlaufkondensator C_s im Ver­ gleich zur Impedanz der Induktivität L1 sehr niedrige Impe­ danzen haben. Der Strom i₁ in der Induktivität L1 steigt daher während des restlichen Rücklaufintervalls zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 unter Einfluß der Rücklauf­ impulsspannung V_R weiterhin rampenförmig an, wie dies die ausgezogene Signalform in Fig. 2e zeigt.

Der Halbzyklus der Stromschwingung der Resonanzschaltung (L2, C2) kehrt die Polarität der am Kondensator C2 ent­ stehenden Spannung V₀ von einer positiven Spannung zum Rücklaufbeginn, Zeitpunkt t1, auf eine negative Spannung am Ende der Stromschwingung zum Zeitpunkt t3 um, wie dies die ausgezogene Linie in Fig. 2f zeigt. Der Kondensator C2 beginnt sich zum Zeitpunkt t3 durch den Induktivitäts­ strom i₁ wieder aufzuladen, wie dies Fig. 2f mit der aus­ gezogenen Linie zeigt, wobei die Spannung V₀ zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 rampenförmig ansteigt.

Zu Beginn des Zeilenhinlaufintervalls, Zeitpunkt t4, wird die Dämpfungsdiode D1 des Hinlaufschalters S1 leitend und legt den Anschluß 22 an Masse. Der Induktivitätsstrom i₁ lädt den Kondensator C2 während des Zeilenhinlaufintervalls t4 bis t1′ über den Stromweg durch den Hinlaufkondensator C_s weiterhin auf. Die Induktivität L1 und der Kondensator C2 bilden während des Hinlaufintervalls eine weitere Resonanzschaltung (L1, C2) mit einer Resonanzfrequenz f₁, die wesentlich niedriger als diejenige der Ablenkhinlauf­ resonanzschaltung (L_H, C_s) ist. Für die in Fig. 1 ange­ gebenen Schaltungswerte beträgt die Resonanzfrequenz f₁ etwa 4,6 kHz. Der von der Induktivität L1 gelieferte Strom i₁ wird während des Zeilenhinlaufintervalls von der Reso­ nanzschaltung (L1, C2) zwischen den Zeitpunkten t4 und t1′ in der durch die ausgezogene Linie in Fig. 2e gezeig­ ten Weise geformt.

Der Strom i₁ dient als Linearitätskorrekturstrom während des Zeilenhinlaufintervalls, indem er eine zusätzliche Ladung zum Hinlaufkondensator C_s über den Kondensator C2 liefert, welche die über der Zeilenablenkwicklung L_H lie­ gende Hinlaufspannung V_t modifiziert. Die Größe der Linea­ ritätskorrektur wird durch den Mittelwert des Korrektur­ stroms i₁ bestimmt. Ein höherer Korrekturstrom i₁ ergibt eine größere Linearitätskorrektur für den Ablenkstrom i_H; ein niedriger Wert ergibt eine geringere Linearitäts­ korrektur.

Zur Bestimmung der Größe der Linearitätskorrektur wird der Mittelwert des Korrekturstroms i₁ in der Induktivität L1 entsprechend der Resonanzentladung der Kondensatoren C2 und C_s gesteuert, welche während des Rücklaufs durch den Schwingstrom i₀ hervorgerufen wird. Eine größere Entladung der Kondensatoren C2 und C_s durch den Schwingstrom i₀ führt zu einem höheren Mittelwert des Korrekturstroms i₁.

Die Rücklaufspannung V_R über dem Rücklaufkondensator C_R1 bewirkt die Stromversorgung der Linearitätskorrekturschal­ tung 30. Die Steigung di/dt des rampenförmig ansteigenden Stromes i₁ nach Fig. 2e während des Intervalls t1 bis t4 ist praktisch unabhängig von der Leitungszeit des Schal­ ters S2, da die Steigung di/dt von der zugeführten Rück­ laufspannung V_R abhängt. Damit führt ein höherer Strom i₁ zum Zeitpunkt t1 zu einer höheren Amplitude zum Zeitpunkt t4 und zu einem höheren Mittelwert des Stromes i₁.

Die Amplitude des Stromes i₁ zum Zeitpunkt t1 wird durch die Leitungszeit des Schalters S2 bestimmt, und zwar durch Einstellung des Resonanzentladungsschleifenstroms i₀ mit Hilfe der veränderbaren Induktivität L2, wie die Kurven­ formen der Fig. 2c und 2d veranschaulichen. Eine längere Leitungszeit des Schalters S2 während des Resonanzinter­ valls ergibt zwei Effekte. Erstens beginnt die Resonanz­ entladung der Kondensatoren C2 und C_s später, und zweitens bleibt die Spannung V2 (Fig. 2c) für eine längere Zeit zwischen t4 und der Hinlaufmitte negativ.

Der Strom i₁ erhöht sich durch beide Effekte, wie Fig. 2e zeigt. Durch den ersten Effekt vergrößert sich der Strom i₁ zum Zeitpunkt t1 wegen des späteren Beginns der Reso­ nanzaufladung. Das Ladeintervall wird dadurch verkürzt, und der Strom i₁ fällt zum Zeitpunkt t1 weniger ab. Durch den zweiten Effekt wird die Rampenabfallssteigung des Stroms i₁ während der Zeit, wo V2 negativ ist, kleiner, so daß der Strom i₁ zum Zeitpunkt t1 ebenfalls größer ist.

Der Strom i₁ lädt die in Reihe liegenden Kondensatoren C₂ und C_s während des Hinlaufintervalls auf. Die in den Fig. 2g und 2f gezeigten Signalformen veranschaulichen die Spannung V_t über dem Kondensator C_s bzw. die Spannung V₀ über dem Kondensator C₂. Vernachlässigt man die kleine Induktivität L2, dann stellt die Spannung V2 in Fig. 2c die Summe der Spannungen V_t und V₀ dar. Insbesondere zeigt die Spannung V2 die Ladung an, welche vom Strom i₁ in den in Reihe geschalteten Kondensatoren C_s und C2 gespeichert wird. Ein höherer Strom i₁ führt zu einer größeren Ladung in den Kondensatoren C_s und C2 und damit zu einer höheren Spannung V2 zu den Zeitpunkten t1 und t1′.

Die vom Strom i₁ während des Hinlaufs gelieferte zusätz­ liche Ladung wird während des Rücklaufs durch den Reso­ nanzentladungsschleifenstrom i₀ wieder entfernt. Fig. 2d zeigt den Strom i₂ im Schalter S2, welcher den Entlade­ stromimpuls i₀ wiedergibt. Die Resonanzentladung läßt die Spannungen V2 und V₀ ihrer Polarität ändern.

Die Spannung V_t über dem viel größeren Kondensator C_s wird durch die Entladung verringert, wie Fig. 2g erkennen läßt. Die ausgezogene Signalform veranschaulicht eine Linearitätseinstellung für eine starke Linearitätskorrek­ tur. Die Spannung ΔV_t gibt die aus dem Kondensator C_s während des Rücklaufs entnommene Ladung an. Während des Hinlaufs wird dieselbe Ladung vom Strom i₁ für die Lineari­ tätskorrektur hinzugefügt.

Die gestrichelte Kurve in Fig. 2g veranschaulicht eine Einstellung, bei welcher nur eine geringe Linearitäts­ korrektur vorliegt. Die Spannung V_t ist zu den Zeitpunk­ ten t1 und t4 im wesentlichen gleich, und ΔV_t ist 0. Eine mittlere Linearitätseinstellung ergibt ein ΔV_t von 20 V. Ohne jegliche Linearitätskorrektur ist die Spannung V_t zum Zeitpunkt t4 etwas höher als zum Zeitpunkt t1, und zwar wegen der über die Wicklung W_a und der Rücklauf­ kondensator C_R1 hinzugefügten Energie.

Zur Einstellung der Größe der Linearitätskorrektur durch die Linearitätskorrekturschaltung 30 wird die Induktivi­ tät L2 so justiert, daß sie die Resonanzfrequenz f₀ der Resonanzschaltung (L2, C2) verändert und auf diese Weise die Dauer des Schwingungsstromimpulses i₀ und die Größe der vom Kondensator C_s entnommenen Ladung einstellt. Für eine geringere Linearitätskorrektur wird beispielsweise die Induktivität L2 auf einen kleineren Wert eingestellt, so daß die Resonanzfrequenz f₀ der Resonanzschaltung (L2, C2) ansteigt. Der Schwingstrom i₀ durchläuft seinen halben Schwingungszyklus innerhalb eines erheblich kleine­ ren Intervalls während des Rücklaufs, wie in Fig. 2d durch die gestrichelte Kurve für den Stromimpuls i₂ ver­ anschaulicht wird.

Der gestrichelte Stromimpuls i₂ hat eine wesentlich kürze­ re Dauer (Intervall t1 bis t2) als die Dauer des ausge­ zogenen Stromimpulses (Intervall t1 bis t3). Zwar ist die Amplitude des gestrichelten Stromimpulses i₂ größer als diejenige des ausgezogenen Stromimpulses, jedoch führt die viel kürzere Dauer des gestrichelten Stromimpulses zu einem niedrigeren Mittelwert als für den ausgezogenen Stromimpuls. Wenn also die Resonanzschaltung (L2, C2) auf eine höhere Resonanzfrequenzschwingung eingestellt ist, dann ist die während des Rücklaufs vom Kondensator C_s ent­ nommene Ladung kleiner, und im Hinlaufintervall fließt ein kleinerer Linearitätskorrekturstrom i₁. Dieser kleine­ re Linearitätskorrekturstrom ergibt eine entsprechend kleinere Linearitätskorrektur für den Horizontalablenk­ strom i_H, wie dies in Fig. 2b gestrichelt gezeigt ist.

Wird die Resonanzschaltung (L2, C2) durch Justierung der Induktivität L2 abgestimmt, dann ändert sich die Leitungs­ zeit des Schalters S2. Daher beginnt sich der Kondensator C2 zu anderen Zeitpunkten während des Rücklaufs wieder aufzuladen, und damit wiederum ändert sich die Amplitude des Korrekturstroms i₁ während des folgenden Hinlaufinter­ valls.

Zum Zeitpunkt t4, dem Hinlaufbeginn, wird die Summe des Ablenkstroms i_H und des Stroms i₁ in der Induktivität L1 konstantgehalten, weil die Rücklaufimpulsspannung V_R ent­ sprechend der am Anschluß 19 liegenden Spannung B⁺ in ihrer Amplitude konstantgehalten wird. Die Amplitude des Ablenkstroms i_H hat daher zum Hinlaufbeginn einen niedri­ geren Wert, der sich im umgekehrten Sinne wie die Ampli­ tude des Stroms i₁ verändert.

Der Hinlaufkondensator C_s wird durch den Ablenkstrom i_H während des ersten Teils des Hinlaufintervalls langsamer aufgeladen. Damit wird der Nulldurchgangsaugenblick des Ablenkstroms i_H auf einen späteren Zeitpunkt verzögert, welcher der Mitte des Hinlaufintervalls entspricht, wie dies für eine richtige Linearitätskorrektur erforderlich ist. Der Korrekturstrom i₁ in der Induktivität L1 fließt durch den Kondensator C2 und fügt dem Hinlaufkondensator C_s eine zusätzliche Ladung hinzu, die während der zweiten Hinlaufhälfte den Ablenkstrom i_H größer werden läßt.

Während des Rücklaufs wird die zusätzliche Ladung aus dem Hinlaufkondensator C_s durch die Resonanzschwingung der Resonanzschaltung (L2, C2) wieder entnommen, und dadurch wird eine Gleichstromkomponente im Ablenkstrom vermieden. Die Resonanzschwingung während des Rücklaufs kehrt auch die Polarität der Spannung V₀ am Kondensator C2 um, so daß der Korrekturstrom 11 den Kondensator C2 während des nachfolgenden Hinlaufintervalls wieder aufladen kann.

Die vom Kondensator C2 während des Rücklaufs vom Strom­ impuls i₀ entnommene Ladung verringert die Hinlaufspan­ nung V_t zum Hinlaufbeginn. Die Steigung des Ablenkstroms i_H wird daher zum Hinlaufbeginn weniger steil. Der Korrek­ turstrom i₁ fügt dem Kondensator C_s während des Hinlauf­ intervalls Ladung zu und erhöht damit die Hinlaufspannung V_t. Während der zweiten Hinlaufhälfte wird die Steigung des Ablenkstroms i_H weniger steil und wirkt damit Auswir­ kungen der Widerstandsverluste auf die Ablenkstromsteigung entgegen.

Die ausgezogenen Signalformen in den Fig. 2b bis 2f zei­ gen einen Fall, wo die Induktivität L2 so eingestellt ist, daß sie eine etwas größere als die mittlere Linearitäts­ korrektur hervorruft. Die entsprechenden gestrichelten Signalformen zeigen einen Fall, wo die Induktivität L2 so eingestellt ist, daß die Resonanzschaltung (L2, C2) auf eine höhere Resonanzfrequenz abgestimmt ist. Damit ergibt sich eine geringere Linearitätskorrektur.

Wie soeben gesagt wurde, enthält die erfindungsgemäße Linearitätskorrekturschaltung 30 eine Schalteranordnung mit aktiven Bauelementen, welche für eine Umschaltung wäh­ rend des Horizontalrücklaufintervalls sorgt und den Korrekturstrom i₁ und die Resonanzschaltung (L1, C2) wäh­ rend des Hinlaufintervalls nicht durch Schalt-Transienten stören läßt. Die Schalteranordnung erzeugt keine Gleich­ stromkomponente im Ablenkstrom und erübrigt damit eine Zentrierkompensationsschaltung. Die Linearitätseinstellung erfordert auch keine einstellbare Gleichstromquelle, so daß übermäßige Stromversorgungsverluste vermieden werden.

Wegen der Polaritätsumkehr der Spannung V₀ am Resonanz­ kondensator C2 während des Rücklaufs wird ein großer Linearitätskorrekturbereich bei relativ niedrigem Strom­ verbrauch möglich. Außerdem ändert sich die Rasterbreite während des Linearitätseinstellbereiches nicht nennens­ wert, womit ein erheblicher Vorteil gegenüber einer ein­ stellbaren Vorspannungslinearitätsspule erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine Zeilenablenkschaltung 120 mit einer ebenfalls erfindungsgemäßen Linearitätskorrekturschaltung 130. In den Fig. 1 und 3 ähnlich bezeichnete Elemente bedeuten ähnliche Größen oder Funktionselemente. In Fig. 3 ist eine aktive Ost-West-Korrekturschaltung 40 über eine Drossel L_c mit der Horizontalablenkwicklung L_H gekoppelt. Der Hinlaufkondensator C_s und der Rücklauf­ kondensator C_R1 sind nicht unmittelbar an Masse ange­ schlossen, sondern sind wegen ihrer Kopplung mit dem Ver­ bindungspunkt eines zweiten Rücklaufkondensators C_R2 mit einer zweiten Dämpfungsdiode D2 potentialfrei über Masse­ potential. Eine Ost-West-Einstellschaltung 25 erzeugt einen Kissenkorrekturstrom i_c in der Drossel L_c, welcher parabolisch mit der Halbbildfrequenz die Amplitude der Rücklaufimpulsspannung V_R2 über dem Rücklaufkondensator C_R2 moduliert. Die Amplituden des Ablenkstromes i_H und der Rücklaufimpulsspannung V_R1 sind entsprechend modu­ liert. Die Amplitude der Rücklaufimpulsspannung V_R am Anschluß 22, welche in den Fig. 2 und 4a veranschaulicht ist, bleibt unmoduliert. Die Kissenkorrekturschaltung 40 ist weiterhin in der britischen Patentanmeldung 2150796A beschrieben, welche am 3. Juli 1985 veröffentlicht wurde und den Titel "East-West Correction Circuit" trägt. An­ stelle der Kissenkorrekturschaltungen gemäß Fig. 3 können auch andere Kissenkorrekturschaltungen verwendet werden, etwa Modulatorschaltungen mit geschalteten Dioden.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Linearitätskorrektur­ strom i₁ durch den Betrieb der Ost-West-Korrekturschaltung 40 moduliert wird. Diese Modulation sorgt vorteilhafter­ weise für eine symmetrische Ost-West-Korrektur und eine gerade Vertikalmittellinie.

Die Rücklaufimpulsspannung V_R1 wird durch einen Kondensa­ tor C3 und einen Widerstand R2 differenziert und dem Gate des Thyristors S2 zugeführt, um diesen zu Beginn des Hori­ zontalrücklaufs einzuschalten und damit die Resonanz­ schwingung des Stroms i₀ einzuleiten, welcher während des Rücklaufintervalls Ladung vom Hinlaufkondensator C_s ab­ führt. Wie in Fig. 1 wird die Linearitätskorrektur über den Strommittelwert des Schwingungsimpulses i₀ und die Gesamtmenge der vom Hinlaufkondensator C_s während des Rück­ laufs abgeführten Ladung bestimmt, und damit wird der Mit­ telwert des Korrekturstroms i₁ während des Hinlaufinter­ valls eingestellt. Im Gegensatz zur Linearitätskorrektur­ schaltung 30 nach Fig. 1 wird bei der Linearitätskorrek­ turschaltung 130 nach Fig. 3 aber der Mittelwert des Korrekturstroms i₁ durch Einstellung des Induktivitäts­ wertes der Induktivität L1 bestimmt, während die Resonanz­ frequenz f₀ der Resonanzschaltung (L2, C2) unverändert bleibt.

Durch Einstellung der Induktivität L1 wird die Resonanz­ frequenz f₁ der Resonanzschaltung (L1, C2) bestimmt, wel­ che durch die Induktivität L1 und den Kondensator C2 wäh­ rend des Hinlaufintervalls gebildet wird. Über die Reso­ nanzfrequenz f₁ wird die Steigung des Linearitätskorrek­ turstroms i₁ in der Induktivität L1 verändert, und damit läßt sich der Mittelwert des Stroms i₁ verändern. Der sich verändernde Strom i₁ lädt die Reihenschaltung der Kondensatoren C_s und C2 auf, und damit ändern sich die Spannungen V₀, V_t und V2 zum Zeitpunkt t_a gemäß Fig. 4.

Eine höhere Spannung V2 zum Zeitpunkt t_a führt zur Entfer­ nung einer größeren Ladung von den Kondensatoren C_s und C2 während des Intervalls t_a bis t_b. Die größere abgeführte Ladung hat auch zur Folge, daß die Spannung V2 nach der Hinlaufmitte länger negativ bleibt. Damit steigt der Mit­ telwert des Stromes i₁ weiter an, weil dieser Strom zu einem späteren Zeitpunkt rampenförmig abzufallen beginnt. Die soeben erläuterte Betriebsweise ist anhand der Signal­ formen in den Fig. 4b bis 4f veranschaulicht. Im Gegen­ satz zur Fig. 2d ist die Steigung di/dt des Stromes i₁ gemäß Fig. 4b während des Intervalls t_a bis t_c bei unter­ schiedlichen Linearitätseinstellungen nicht mehr konstant, weil die Induktivität L1 nun einstellbar ist.

Die Einstellung einer niedrigeren Resonanzfrequenz für die Resonanzschaltung (L1, C2) über eine Vergrößerung der Induktivität L1 führt zu einem höheren Mittelwert des Stromes i₁ und zu einer stärkeren Linearitätskorrektur.

Die Amplitude der Halbwellenschwingung des Resonanzstroms i₀ zum Rücklaufbeginn, durch welche Ladung vom Hinlauf­ kondensator C_s abgezogen wird, bestimmt sich durch die Amplitude der Spannung V₀ am Hinlaufende. Für eine starke Linearitätskorrektur entsprechend dem Aufbau einer höheren Spannung am Kondensator C2 hat daher die Resonanzschwin­ gung, die in Fig. 4c durch den Stromimpuls i₂ im Thyri­ stor S2 veranschaulicht ist, eine größere Amplitude. Wenn auch die Dauer der Stromschwingung während des Rücklaufs sowohl für große als auch für kleine Linearitätskorrektur ein festes Intervall ist, so ist doch bei einer größeren Linearitätskorrektur der Mittelwert der Stromschwingung größer.

Durch die Einstellung des Wertes der Induktivität L1 zur Bestimmung der gewünschten Linearitätskorrektur weist die Linearitätskorrekturschaltung 130 nach Fig. 3 einen größe­ ren Linearitätseinstellbereich als die Linearitätskorrektur­ schaltung 30 nach Fig. 1 auf. Die Linearitätskorrektur­ schaltung 130 ergibt eine niedrigere Verlustleistung im Thyristor S2, weil dessen Leitungszeit nicht verändert wird. Da der Linearitätskorrekturstrom i₁ bei Fig. 3 wäh­ rend der zweiten Hinlaufhälfte negativ gemacht werden kann, ist eine differentielle Einstellung des Strommittel­ wertes von i₁ möglich. Eine nur kleine Veränderung der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung (L1, C2) führt zu einer großen Änderung des mittleren Stromes i₁ und zu einem größeren Linearitätseinstellbereich. Die positiven und negativen Teile des Stroms i₁ werden vom Kondensator C_s integriert. Der Vorteil der differentiellen Einstel­ lung besteht darin, daß wenige Umdrehungen des Kerns der einstellbaren Spule L1 einen größeren Linearitätseinstell­ bereich überdecken.

Als Hinweis für die Bemessung der verschiedenen Schal­ tungskomponenten für Fig. 3 seien die folgenden Kriterien angeführt. Die Resonanzfrequenz f₁ der Resonanzschaltung (L2, C2) liegt etwa 20% höher als die Ablenkrücklauffre­ quenz. Die Resonanzfrequenz f₁ der Resonanzschaltung (L1, C2) beträgt etwa die Hälfte der Resonanzfrequenz der Ablenkhinlauf-Resonanzschaltung (L_H, C_s) Der Wert der Induktivität L2 kann bei der Berechnung der Resonanzfre­ quenz f₁ vernachlässigt werden.

Wenn der Hinlaufkondensator C_s für eine symmetrische S-Formung des Zeilenablenkstroms i_H bei einer Rasterablen­ kung über den Schirm einer Bildröhre mit großem Ablenk­ winkel und großem Bildschirm, wie etwa eine 27V, 110° flache Rechteckbildröhre, sorgt, dann wird der Wert des Kondensators C2 empirisch bestimmt auf etwa 1/10 des Kon­ densators C₂. Der Kondensator C2 bestimmt zusammen mit dem Einstellpunkt der Induktivität L1 die mittlere Größe der Linearitätskorrektur, die ihrerseits von den Ablenk­ verlusten abhängt.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß der Wert des Kon­ densators C_s in Beziehung zum Wert der Ablenkwicklung L_H und dem Ablenkwinkel steht. Die Amplitude des Ablenkstroms i_H hängt mit der Amplitude der Rücklaufspannung V_R zusam­ men. Wird der Kondensator C2 empirisch mit einem Zehntel des Kondensators C_s gewählt, dann wird der Wert der In­ duktivität L1 wegen den oben angeführten Bemessungskri­ terien für die Resonanzfrequenz f₁ empirisch abhängig von der Ablenkwicklung L_H. Die Induktivität L1 hängt auch über die Beziehung des Ablenkstroms zur Rücklaufimpuls­ spannung von der Ablenkstromamplitude ab.

Ein kleinerer Kondensator C2 erfordert eine Induktivität L1 größeren Induktivitätswertes. Die damit höhere Span­ nung V₀ verringert den mittleren Strom i₁, was zu einer ungenügenden Linearitätskorrektur führen kann. Umgekehrt erfordert ein größerer Kondensator C2 eine Induktivität L1 niedrigeren Wertes. Der Strom i₁ kann dann zu hoch werden, so daß die Linearitätskorrektur zu stark wird.

Das mit 1 : 10 benannte Auswahlkriterium für den Betrieb mit einer Ablenkfrequenz von 1f_H wird zu 1/20 für einen Betrieb mit einer Ablenkfrequenz von 2f_H, weil die dem Kondensator C_s während des Hinlaufs zugeführte und wäh­ rend des Rücklaufs von ihm entfernte Ladung in beiden Fällen etwa gleich ist (Ladung = Strom mal Zeit).

Fig. 5 zeigt eine linearitätskorrigierte Zeilenablenk­ schaltung 220 mit einer Linearitätskorrekturschaltung 230 gemäß der Erfindung, bei welcher ein Bipolartransistor­ schalter Q2 den Thyristor im steuerbaren Schalter S2 er­ setzt. Eine Diode D3 im Kollektorstromweg des Transistors Q2 verhindert, daß ein negativer Kollektorstrom fließt. Die Betriebsweise der Linearitätskorrekturschaltung 230 in Fig. 5 ist im wesentlichen die gleiche wie bei der Linearitätskorrekturschaltung 130 nach Fig. 3. Gleiche Bezugszeichen in beiden Figuren bezeichnen gleiche Größen oder Funktionselemente.

In Fig. 5 ist ein dritter Rücklaufkondensator C_R3 in Reihe zwischen die Rücklaufkondensatoren C_R1 und C_R2 geschaltet. Die am Rücklaufkondensator C_R3 entstehende Rücklaufimpuls­ spannung V_R3 wird über eine Schaltung mit einem Kondensa­ tor C4 und Widerständen R3 und R4 auf die Basis des Tran­ sistors Q2 gekoppelt, um diesen zum Rücklaufbeginn einzu­ schalten und einen Halbzyklus einer Resonanzstromschwin­ gung in der Resonanzschaltung (L2, C2) einzuleiten. Über die Induktivität L2 ist ein Widerstand R5 geschaltet, um beim Sperren des Schalters S2 entstehende Transienten zu dämpfen.

Fig. 6 zeigt eine linearitätskorrigierte Zeilenablenkschal­ tung 320, die mit einer Ablenkfrequenz von 2f_H, der dop­ pelten Frequenz der Ablenkschaltungen nach den Fig. 1, 3 und 5, betrieben wird. Die in den Fig. 5 und 6 verwende­ ten gleichen Bezugsziffern stellen gleiche Größen oder Funktionselemente dar. Die erfindungsgemäße Linearitäts­ korrekturschaltung 330 ähnelt den zuvor beschriebenen Linearitätskorrekturschaltungen mit der Ausnahme, daß der Schalter S2 einen MOS-Transistor Q3 statt des Bipolartran­ sistors nach Fig. 5 umfaßt. Außerdem wird die Rücklauf­ impulsspannung V_R3 dem Gate des MOS-Transistors Q3 über einen Widerstand R6 zugeführt. Eine Zenerdiode Z1 begrenzt die an das Gate gelegte Spannung. Über die Induktivität L2 ist eine Dämpfungsschaltung mit einem Widerstand R7 und einem Kondensator CS gelegt.

Claims (8)

1. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung mit einer Ablenkwicklung, einer an die Ablenkwicklung angekoppelten Hinlaufkapazität zur Erzeugung einer Hinlaufspannung, einer an die Ablenkwicklung angekoppelten Rücklaufkapazi­ tät, und mit einer an die Ablenkwicklung angekoppelten ersten Schalteranordnung, die mit der Ablenkfrequenz be­ trieben wird und die Hinlaufspannung während eines Hin­ laufintervalls eines Ablenkzyklus an die Ablenkwicklung legt, so daß in dieser ein Hinlaufablenkstrom fließt, wohingegen während eines Rücklaufintervalls des Ablenk­ zyklus die Rücklaufkapazität mit der Ablenkwicklung eine Resonanzrücklaufschaltung zur Erzeugung einer Rücklauf­ impulsspannung und eines Rücklaufablenkstroms in der Ablenkwicklung bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Resonanzkapazität (C2) mit einer ersten Induktivität (L2) eine zweite Resonanzschal­ tung bildet, deren Resonanzfrequenz etwa bei der Rück­ lauffrequenz der Resonanzrücklaufschaltung (L_H, C_R1) liegt oder größer als diese ist, daß mit der zweiten Resonanz­ schaltung (L2, C2) und der Hinlaufkapazität (C_s) eine zweite Schalteranordnung (S2) gekoppelt ist, die ihren Schaltzustand innerhalb des Rücklaufintervalls ändert und während des Rücklaufintervalls in der zweiten Reso­ nanzschaltung (L2, C2) einen durch deren Resonanzfrequenz bestimmten Resonanzstromimpuls erzeugt, um von der Hinlauf­ kapazität (C_s) eine vorbestimmte Ladungsmenge abzuführen, und daß mit der Resonanzrücklaufschaltung (C_R1, L_H) eine zweite Induktivität (L1) gekoppelt ist, welcher die Rück­ laufimpulsspannung zur Lieferung eines Korrekturstromes an die Hinlaufkapazität (C_s) über die Resonanzkapazität (C2) während des Hinlaufintervalls im Sinne eines vorbe­ stimmten Linearitätskorrekturgrades für den Hinlauf­ ablenkstrom zugeführt wird.

2. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzstrom­ impuls während des Rücklaufintervalls etwa einen halben Schwingungszyklus durchläuft.

3. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert des Korrekturstroms entsprechend der vorbestimmten Ladungs­ menge eingestellt wird.

4. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkwicklung (L_H) und die Hinlaufkapazität (C_s) während des Hinlauf­ intervalls eine Resonanzhinlaufschaltung bilden und daß die zweite Induktivität (L1) und die Resonanzkapazität (C2) während des Hinlaufintervalls eine weitere Resonanz­ schaltung (L1, C2) bilden, die den Korrekturstrom liefert und deren Resonanzfrequenz niedriger als die Resonanzfre­ quenz der Resonanzhinlaufschaltung (L_H, C_s) ist.

5. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Indukti­ vität (L1) mit der zweiten Schalteranordnung (S2) gekop­ pelt ist und daß die zweite Schalteranordnung während des Rücklaufintervalls den Resonanzstromimpuls leitet und gleichzeitig den Strom in der zweiten Induktivität (L1) von der Resonanzkapazität (C2) ableitet.

6. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalter­ anordnung (S2) während des Hinlaufintervalls in einem ge­ gebenen Leitungszustand bleibt, um die weitere Resonanz­ schaltung (L1, C2) unbeeinflußt von Schalttransienten wäh­ rend des Hinlaufintervalls zu halten.

7. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Indukti­ vität (L2) zur Einstellung der Resonanzfrequenz der zwei­ ten Resonanzschaltung (L2, C2) und damit zur Einstellung der vorbestimmten Ladungsmenge und Linearitätskorrektur einstellbar ist.

8. Linearitätskorrigierte Ablenkschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Indukti­ vität (L1) zur gleichzeitigen Einstellung der Amplitude des Resonanzstromimpulses und damit des vorbestimmten Linearitätskorrekturgrades einstellbar ist.