DE1090262B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Saegezahnstromes durch eine Spule - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstromes durch eine Spule mittels einer Entladungsröhre, der eine die Röhre periodisch entsperrende Spannung zugeführt wird und in deren Ausgangskreis die Reihenschaltung einer Primärwicklung eines Transformators, mit dem die genannte Spule und eine Reihenspardiode gekoppelt sind, sowie ein dem Reihenspardiodenkreis zugeordneter Kondensator liegen.

Solche Schaltungsanordnungen kommen unter anderem bei Fernsehsende- und Empfangsanlagen zur Verwendung. Dabei wird das vom Sägezahnstrom erzeugte Feld zur Ablenkung des Elektronenstrahls in horizontaler Richtung in Kamera- oder Bildröhren benutzt.

Namentlich wenn eine vorzügliche Linearität des erzeugten Stromes gewünscht wird, stößt man dabei auf die Schwierigkeit, daß die vom Sägezahnstrom durchflossene Spule keine reine Selbstinduktion ist, sondern auch einen gewissen ohmschen Widerstand hat.

Es ist an sich bekannt, daß es infolgedessen nicht genügt, wenn die von der Schaltungsnordnung über der Spule erzeugte Spannung von rechteckiger Art ist, sondern es soll zu dieser rechteckigen Spannung eine Sägezahnspannung addiert werden.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird dies in einfacher Weise erreicht, wenn gemäß der Erfindung mit dem von dem Transformator abgewandten Ende der Reihenspardiode ein Linearisierungskondensator verbunden ist, über den bei entsperrter Röhre eine S chaltungs anordnung

zur Erzeugung eines Sägezahnstromes

durch eine Spule

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 17. Juli 1958

Teunis Poorter und Josue Jean Philippe Valeton,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

die mittels der Steuerspannung 2 periodisch entsperrt wird und zusammen mit der Reihenspardiode 3 bewirkt, daß durch die mit dem Transformator 4 gekoppelte

Sägezahnspannung erzeugt wird. Gemäß einer Weiter- 30 Spule 5 ein Sägezahnstrom fließt. Bekanntlich liegt zu bildung der Erfindung kann dies dadurch erreicht werden, diesem Zweck die Primärwicklung des Transformators 4

in Reihe mit dem dem Kreis der Reihenspardiode zugeordneten Kondensator 6 im Anodenkreis der Röhre 1. Der Wert von Spitze zu Spitze des die Röhre 1 durch-

daß der Lineafisierungskondensator bei entsperrter Röhre von einem konstanten Strom durchflossen wird.

Es sei bemerkt, daß es bei einem Sägezahngenerator

mit einem Reihenspardiodenkreis an sich bekannt ist, 35 fließenden Anodenstromes i_a und des die Reihensparaußerhalb des Reihenspardiodenkreises eine besondere diode 3 durchfließenden Stromes % ist durch das VerDiode anzubringen, die einerseits an den Transformator
und andererseits über einen von einem Widerstand über

brückten Kondensator mit Erde verbunden ist. Dabei hältnis zwischen der Anzahl von Primärwindungen %, der Anzahl von Sekundärwindungen W₂ und der Anzahl von Tertiärwindungen n₃ des Transformators 4 bestimmt.

ist die Spannung am Kondensator unabhängig vom Ver- 40 Im vorliegenden Beispiel ist ein Autotransformator lauf des Sägezahnstromes konstant; durch Einstellung der benutzt worden, wobei die Kathode der Reihenspar-

Spannung kann die Sägezahnamplitude verändert werden.

Durch diese Schaltung soll die während des Rückschlages durch Gleichrichtung erzeugte Hochspannung in ihrer

Amplitude stabilisiert werden. Die Linearität des Säge- 45 lungen galvanisch voneinander isoliert sind, zur Verwen-

zahnstromes wird dabei nicht verbessert. dung kommen kann. Die Art, in der die Diode 3, die

Spule 5 und der Kondensator 6 geschaltet sind, soll bei drei getrennten Wicklungen angepaßt werden.

Bei einer möglichen Bemessung des Transformators 4 wird der Strom ia bei entsperrter Röhre 1 im wesentlichen konstant gehalten, und der Anodenstrom i_a steigt linear

diode an der Sekundärwicklung und die Spule 5 an der Tertiärwicklung liegt. Es leuchtet aber ein, daß auch ein gewöhnlicher Transformator, bei dem diese drei Wick-

Einige Ausbildungen von Schaltungsanordnungen nach der Erfindung werden an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausbildung; Fig. 2 dient zur Erläuterung, und die

Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausbildungen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Entladungsröhre bezeichnet, als Funktion der Zeit bis zu seinem Maximalwert an, wonach während der Rücklaufzeit des Sägezahnstromes sowohl i_a als auch ia unterdrückt werden. In diesem

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Fall können die verschiedenen Ströme entsprechend wird deshalb eine Spannung erzeugt, die dem die Reihen-

Fig. 2 dargestellt werden. spardiode 3 durchfließenden Strom ig proportional ist.

In dieser Figur ist alles zur Tertiärwicklung transfer- Die an diesem Widerstand 9 erzeugte Spannung wird

miert worden, wobei der Transformator als ideal ange- nun über den Kondensator 10 und den Widerstand 11

nommen ist. Infolgedessen erreicht der Anodenstrom 5 dem Steuergitter 12 einer Entladungsröhre 13 zugeführt,

„_r , », j j -rv- j χ · tir ί deren Anodenkreis einen Transformator enthält, dessen

einen Wert —- ■ %_a und der Diodenstrom einen Wert -, . ·, , -,-,.., **>■<_ ·,, τ- j j τ. ·

% von der Anode der Rohre 13 abgewandtes Ende der Pn-

ih ■ ti7 -χ · j. j j-c- lcj T.J. j ox märwicklung 14 mit der positiven Klemme einer nicht

-^- · %. Weiter ist der die Spule 5 durchsetzende Strom , , ,,, ^to _o . * ,, , , . , ,.

% ^a ^- dargestellten Speisespannungsquelle verbunden ist, die

mit i_s, der negative Spitzenwert dieses Stromes mit i_S2 io eine Spannung von F₆ Volt liefert. Zwischen der genann- und der positive Spitzenwert mit i_Si bezeichnet. In diesem ten positiven Klemme und der Anode der Diode 3 liegt Fall läßt sich berechnen, daß das Verhältnis zwischen der die Sekundärwicklung 15 dieses Transformators. Der Anzahl von Primärwindungen n_x und der Anzahl von Selbstinduktionskoeffizient der Sekundärwicklung 15 ist Sekundärwindungen n₂ so groß gewählt, daß der diese Wicklung durchfließende _n j ι r JL ι ¹S Strom seine Größe im wesentlichen nicht zu ändern —- = -^- · — J e²^ + 1> vermag, so daß die Spule 15 sich als eine Stromquelle ⁿ2 ^la g 2 [ J verhält. Weil in diesem Fall die Bemessung des Transentsprechen soll, wo Hg den die Reihenspardiode 3 durch- formators 4 derart ist, daß der Strom % während der setzenden Strom, i_ag den die Röhre 1 durchfließenden Hinlaufzeit des Sägezahnstromes abnimmt, muß auch Strom, Q die Güte des Gesamtkreises im Anodenkreis der 20 der Strom it während dieser Zeit abnehmen. Dies wird Röhre darstellt und dadurch erreicht, daß der die Röhre 13 durchfließende ■ _*_ Strom mit der über dem Widerstand 9 auftretenden -^i- = e²^ ist. Spannung gesteuert wird. Es wird ja, wenn der Strom ig, ^is2 abnimmt, auch die Spannung am Widerstand 9 abnehmen,

Wie eingangs gesagt, ist die Spule 5 keine reine Selbst- 25 und diese Spannungsänderung wird durch die Röhre 13

induktion, sondern sie hat auch einen gewissen ohmschen und die mit der Spule 15 induktiv gekoppelte Spule 14

Widerstand, so daß dafür gesorgt werden muß, daß neben dem Strom i_t übertragen, so daß auch dieser abnehmen

der geschilderten Steuerung mittels der Röhren 1 und 3 wird. Bei richtiger Bemessung der Schaltungsanordnung

noch eine Sägezahnspannung über der Spule 5 erzeugt kann dafür gesorgt werden, daß die Abnahme von i_t der

wird, um den am Widerstand der Spule 5 auftretenden 30 von ig, entspricht, so daß auch der Differenzstrom it — ia

Spannungsverlust beim Hinlauf des Sägezahnstromes konstant sein wird. Damit ist das erstrebte Ziel erreicht,

auszugleichen. so daß wieder eine Sägezahnspannung über dem Konden-

Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung ein Lineari- sator 7 auftreten wird.

sierungskondensator 7 zwischen der Anode der Diode 3 Es sei bemerkt, daß der Widerstand 9 verhältnismäßig und Erde angeordnet. Wenn dafür gesorgt wird, daß 35 klein sein soll, um eine Beeinflussung des restlichen Kreises dieser Kondensator 7 beim Hinlauf des Sägezahnstromes zu verhüten. Ein richtiger Wert dieses Widerstandes ist von einem konstanten Strom durchflossen wird, wird etwa 30 Ω. Auch kann die Kathode der Röhre 13 mit dem über diesem Kondensator während des Hinlaufs eine Verbindungspunkt von 6 und 9 verbunden und das Sägezahnspannung auftreten, die über die ständig leitende Steuergitter dieser Röhre an Erde gelegt werden. Weil Diode 3 dem Transformator 4 und infolgedessen der 40 sich die Phase der Potentialänderungen im Steuergitter-Spule 5 zugeführt wird. kreis der Röhre 13 durch diese geänderte Steuerung um-

Hätten die Ströme i_a, ig, und i_s die Form entsprechend kehrt, sind auch die Verbindungen der Spule 14 zu ver-

Fig. 2, so wäre bei entsperrter Röhre 1 der Strom ig, im tauschen.

wesentlichen konstant, so daß es in diesem Fall hin- Eine Weiterbildung einer Schaltungsanordnung nach

reichen würde, dafür zu sorgen, daß der von der Strom- 45 der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. In dieser Figur, in

quelle 8 gelieferte Strom it im wesentlichen konstant ist, der entsprechende Teile soweit wie möglich die gleichen

um zu erzielen, daß der den Kondensator 7 durchflie- Bezugszeichen haben, ist der Transformator 4 derart

ßende Strom i_t — ig, ebenfalls konstant ist. Die Strom- bemessen, daß die Ströme i_a, ig und i_s entsprechend

quelle 8 muß daher eine Spannungsquelle mit hohem Fig. 2 aussehen. Mittels der Spule 15 wird, entsprechend

Innenwiderstand sein, damit Änderung der Belastung 50 Fig. 3 dafür gesorgt, daß auch der Strom it konstant ist,

für die Quelle 8 keine Änderung des von dieser Quelle so daß, wäre es nicht, daß Nichtlinearitäten der Röhren 1

gelieferten Stromes zur Folge hat. und 3 oder das Altern dieser Röhren die Konstanz des

Bei dieser Steuerart ist aber die Ausbeute der Gesamt- Stromes beeinträchtigen, das verfolgte Ziel, nämlich ein

schaltungsanordnung sehr gering, weil nun der die Diode konstanter Strom i_t — ig, ohne weiteres erreicht wäre.

, , „. _n , _, xxj -»τ · ι _x % · 55 Dem letztgenannten Übel ist durch das Anbringen

durchfließende Strom stets den Maximalwert -^- . «,„ . „ ^₁ , . , , _Ίί --.. _n ^ö

n₂ ^s2 eines Gegenkopplungskreises abzuhelfen. Dieser Gegenhaben muß, wodurch auch der Spitzenwert des Anoden- kopplungskreis besteht aus einer Entladungsröhre 16, stromes unnötig vergrößert wird. Es ist deshalb besser, in dessen Kathodenkreis ein Widerstand 25 liegt. Der den Diodenstrom ig, beim Hinlauf allmählich abnehmen Widerstand 25 ist in Reihe mit dem Kondensator 7 derart zu lassen, wodurch auch der Anodenstrom weniger als in 60 geschaltet, daß, wenn durch Nichtlinearitäten oder durch Fig. 4 steigen muß, was dem Wirkungsgrad der Schal- Altern der genannten Röhren der Strom it — ig nicht tungsanordnung zugute kommt. vollkommen konstant ist, der genannte Gegenkopplungs-

Eine Schaltungsanordnung, bei der das vorgenannte kreis diese Inkonstanz korrigieren wird. Zu diesem Zweck

Ziel erreicht wird, und trotzdem der Strom i_t — ig beim liegt die Röhre 16 im Eingangskreis der Röhre 1. Dieser

Hinlauf des Sägezahnstromes konstant bleibt, ist in 65 Eingangskreis besteht aus einem Aufladekondensator 18

Fig. 3 dargestellt. und einem damit in Reihe geschalteten spitzenbildenden

In dieser Figur ist in Reihe mit dem Kondensator 6 Widerstand 19; dieser Aufladekondensator 18 wird über

ein verhältnismäßig kleiner Widerstand 9 aufgenommen, einen Widerstand 20 während einer Zeit aufgeladen, die

und die Kathode der Röhre 1 ist mit dem Verbindungs- dem Hinlauf des Sägezahnstromes entspricht. Zu diesem

punkt zwischen 6 und 9 verbunden. Am Widerstand 9 70 Zweck ist der Schalter 21 während dieser Hinlaufzeit

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offen und während der Rücklaufzeit des Sägezahnstromes geschlossen, wodurch der Kondensator 18 sich schnell über den Schalter 21 und den verhältnismäßig geringen spitzenbildenden Widerstand 19 zu entladen vermag. Parallel zum Kondensator 18 und zum Widerstand 19 ist nun die Röhre 16 geschaltet, die entsprechend der über dem Widerstand 25 auftretenden Spannung die Geschwindigkeit, mit der der Kondensator 18 aufgeladen wird, beeinflußt. Die infolge des Gesamtaufladestromes über 18 und 19 erzeugte Spannung wird über den Kondensator22 und den Widerstand 23 dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt, so daß, weil die Spannung über den Kondensator 18 mittels des genannten Gegenkopplungskreises regelbar ist, der Strom i_a und infolgedessen der Strom ig, derart sein werden, daß i_t — % beim Hinlauf des Sägezahnstromes im wesentlichen konstant sein wird.

Es sei noch bemerkt, daß der Schalter 21 eine Entladungsröhre sein kann, die mit Hilfe von andernorts aus dem Kreis bezogenen Impulsen gesteuert werden kann.

Der Kathodenkreis der Röhre 16 besteht aus den Widerständen 24, 25 und dem Kondensator 26. Dabei sorgen 24 und 26 für die benötigte negative Vorspannung; der Widerstand 25 ist der eigentliche Gegenkopplungswiderstand. Mittels der mit dem Steuergitter der Röhre 16 verbundenen, auf dem Widerstand 25 angebrachten Anzapfung ist der Gegenkopplungsgrad einstellbar.

Eine brauchbare Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wurde erhalten, wenn der Selbstinduktionskoeffizient der Spule 15 einen Wert von 5 Henry hatte und der Kapazitätswert des Kondensators 7 etwa 20 000 pF betrug.

Claims (6)

Patentansprüche.-

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstromes durch eine Spule mittels einer Entladungsröhre, der eine die Röhre periodisch entsperrende Spannung zugeführt wird und in deren Ausgangskreis die Reihenschaltung einer Primärwicklung eines Transformators, mit dem die genannte Spule und die Reihenspardiode gekoppelt sind, sowie ein dem Reihenspardiodenkreis zugeordneter Kondensator liegen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem von dem Transformator (4) abgewandten Ende der Reihenspardiode (3) ein Linearisierungskondensator (7) verbunden ist, über den bei entsperrter Röhre (1) eine Sägezahnspannung erzeugt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearisierungskondensator (7) bei entsperrter Röhre (1) von einem konstanten Strom {it — %) durchflossen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (8) aus einer Induktivität (15) mit einem verhältnismäßig großen Selbstinduktionskoeffizienten besteht, die zwischen der Reihenspardiode (3) und der positiven Klemme (+ Vb) einer Speisespannungsquelle angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der genannten Primärwicklung abgewandte Ende des dem Reihenspardiodenkreis zugeordneten Kondensators (6) über einen verhältnismäßig kleinen Widerstand (9) mit der negativen Klemme (Masse) der Speisespannungsquelle verbunden ist, daß die Kathode der. Entladungsröhre (1) mit dem Verbindungspunkt dieses Kondensators (6) und dieses Widerstandes (9) verbunden ist und daß die über dem Widerstand (9) auftretende Spannung einer Steuerelektrode (12) einer zweiten Entladungsröhre (13) zugeführt wird, deren Anode über eine mit der genannten Induktivität (15) induktiv gekoppelte zweite Induktivität (14) mit der positiven Klemme (+ Vb) der Speisespannungsquelle verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der der genannte Transformator derart bemessen ist, daß das Verhältnis zwischen der Windungszahl M₁ der Primärwicklung und der Windungszahl n₂ der Sekundärwicklung, an welche die Reüienspardiode angeschlossen ist, durch

gegeben ist, wo i$_g den die Reihenspardiode durchsetzenden mittleren Strom, i_ag den die Entladungsröhre durchfließenden mittleren Strom und Q die Güte des Gesamtkreises im Ausgangskreis der Entladungsröhre darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearisierungskondensator (7) über einen Widerstand (25) mit der negativen Klemme (Masse) der Speisespannungsquelle verbunden ist und die über diesem Widerstand (25) auftretende Spannung einem Gegenkopplungskreis (16) zugeführt wird, dessen Ausgang mit dem Eingangskreis der Entladungsröhre (1) gekoppelt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbstinduktionskoeffizient der erstgenannten verhältnismäßig großen Induktivität (15) etwa 5 Henry und der Kapazitätswert des Linearisierungskondensators (7) etwa 20 000 pF beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 001 780.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©; 009 610/269 9.60