DE1249915B - Selbstschwmgender eisenloser Impulsgenerator mit verbessertem Anschwingverhalten und Stabilisierung der Impulsbreite - Google Patents

Description

' BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. CL:

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DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche Kl.: 21 al -

AUSLEGESGHRIFT

Nummer: 1249 915

Aktenzeichen: T 29402 VIII a/21 al

Anmeldetag: 14. September 1965

Auslegetag: 14. September 1967

Die Erfindung betrifft einen selbstschwingenden eisenlosen Impulsgenerator, insbesondere einen Steuergenerator für eine Vertikalablerikschaliung in einem Fernsehempfänger, mit verbessertem Anschwingverhalten und Stabilisierung der Impulsbreite.

Als Steuergenerator für eine Vertikalablenkschaltung sind sogenannte Sperrschwinger bekannt, die aus einem Verstärkerelement und einem Transformator bestehen. Der Transformator dient dazu, die zur Rückkopplung notwendige Phasenumkehr zu bewirken. Derartige Transformatoren sind verhältnismäßig umfangreich und haben ein relativ hohes Gewicht, was sich insbesondere bei tragbaren Geräten nachteilig auswirkt. Man ist daher bemüht, derartige Sperrschwinger durch sogenannte eisenlose Inipulsgeneratoren zu ersetzen.

Zu diesem Zweck ist es bekannt, den genannten Transformator durch einen zweiten Transistor zu ersetzen« Bei einer bekannten Schaltung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1068 756) ist ein erster Transistor in Emitterschaltung vorgesehen, dessen Kollektorkreis an den Eingang eines zum ersten komplementären und zur Phasenumkehr dienenden zweiten Transistor in Emitterschaltung angeschlossen ist« dessen Kollektorkreis über ein frequenzbestimmendes /iC-Glied auf die Basis des ersten Transistors rückgekoppelt ist. Durch die Rückkopplung ist diese Schaltung selbstschwingend und arbeitet derart, daß abwechselnd entweder beide Transistoren gleichzeitig leitend oder nichtleitend sind.

Bei einer derartigen Schaltung ergeben sich, insbesondere bei großem Tastverhältnis der erzeugten Spannung, Schwierigkeiten in der Erzielung einer ausreichenden Anschwingsicherheit. Zur Verbesserung der Anschwingsicherheit ist bei dieser Schaltung im Kollektorkreis des zweiten Transistors eine Drossel vorgesehen. Eine solche Drossel ist aber ein verhältnismäßig teures und schweres Bauteil. Wenn der Impulsgenerator eine exakte Rechteckspannung erzeugen soll, bewirkt eine solche Drossel im Ausgangskreis außerdem eine unerwünschte Verformung der Ausgangsspannung. ;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anschwingsicherheit des beschriebenen bekannten Impulsgenerator mit einfachen Mitteln zu ermöglichen und außerdem die Breite der erzeugten Impulse zu stabilisieren, ι .·■■·..' - Die Erfindung besteht darin, daß der Emitter des ersten Transistors an einen Abgriffpunkt des Widerstandes im Kollektorkreis . des zweiten Transistors angeschlossen ist und zwischen der Basis des ersten Transistors und Erde die Reihenschaltung eines

Selbstschwingender eisenloser Impulsgenerator
mit verbessertem Anschwingverhalten
und Stabilisierung der Impulsbreite

κ- Anmelder: ^; L ·,..-,. ;

Telefunken S

; Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,

Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

j ;Als Erfinder benannt:

j Otto Daute, Heilbronn/Neckar

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as Widerstandes mit einer so gepolten Diode liegt, daß diese Diode bei nichtleitenden Transistoren nichtleitend und bei leitenden Transistoren leitend ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Impulsgenerator einwandfrei anschwingt. Außerdem wird die Impulsdauer und damit auch die Frequenz stabilisiert und von Temperaturschwankungen und Schwankungen in den Daten der Transistoren weitgehend unabhängig gemacht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 1 näher erläutert. In F i g. 2 sind Kurvenformen der Spannungen und Ströme dargestellt. Die Ziffern an diesen Kurven entsprechen den zugehörgen Schaltungspunkten in F i g. 1.

Gemäß F i g. 1 besteht der Impulsgenerator aus einem Transistor 1 und einem zur Phasenumkehr dienenden zum Transistor 1 komplementären Transistor 2. Der Kollektor des Transistors 1 ist an die negative Betriebsspannungsklemme 3 über die Reihenschaltung eines Widerstandes 4 mit einem Widerstand 5 angeschlossen, deren Verbindungspunkt 6 an die Basis des Transistors 2 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 2 ist mit der negativen Betriebsspannungsklemme 3 und sein Kollektor über : die Reihenschaltung eines Widerstandes 7 mit einem Widerstand 8 mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors 1 ist über einen einstellbaren Widerstand 9 und einen Widerstand 10 mit der Klemme 3

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verbunden. Der Kollektor des Transistors 2 ist mit der Basis des Transistors 1 über die Reihenschaltung eines Widerstandes 11 mit einem Kondensator 12 verbunden, die als die Frequenz und die Impulsbreite bestimmender Rückkopplungsweg dient. Erandungsgemäß ist der Emitter des Transistors 1 an den Verbindüngspunkt 13 der Widerstände 7, 8 angeschlossen und die Basis des Transistors 1 über die Reihenschaltung einer Diode 14 mit einem Widerstand 15 mit Erde verbunden.

Die Wirkungsweise des Impulsgenerators wird an Hand der F i g. 2 näher erläutert. Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt I₁ beide Transistoren nichtleitend sind und am linken Ende des Kondensators 12 eine positive Spannung liegt. Da dann die Klemme 17 praktisch auf Erdpotential liegt, liegt an dem Schaltungspunkt 16, d.h. an der Basis des Transistors 1, eine positive Spannung, die die Sperrung des Transistors 1 bewirkt. Durch diese Sperrung liegt der Schaltungspunkt 6 auf einem stark negativen Potential, so daß der Transistor 2 gesperrt ist. ©ie zwischen dem Schaltungspunkt 16 und Erde liegende Diode 14 ist dann ebenfalls gesperrt, weil am Punkt 16 eine positive Spannung liegt. Der Kondensator 12 wird nun über die Widerstände 10, 9 langsam entladen,, so daß die Spannung am Punkt 16 in Richtung Nullpotential abfällt. Zum Zeitpunkt t₂ durchläuft die Spannung am Punkt 16 Erdpotential und wird etwas negativ. Der Transistor 1 wird leitend, so daß die Spannung am Punkt 6 positiver wird, d. h. von Minus in Richtung Erdpotential ansteigt. Dadurch wird auch der Transistor 2 leitend, so daß die Spannung an der Klemme 17 sich in Richtung der Spannung an der Klemme 3 ändert und über den Kondensator 12 auf die Basis des Transistors 1 gelangt und den Transistor 1 in einem kumulativen Vorgang weiter leitend steuert. Die Schaltung kippt so schnell in den Zustand um, in dem beide Transistoren voll leitend sind. Die Spannung am Punkt 13 wird negativ, während die Spannung am Punkt 17 praktisch die Spannung an der Klemme 3 annimmt. Während der zum Zeitpunkt L₂ beginnenden Zeit, in der beide Transistoren leitend sind, können die Widerstände 9, 10 im wesentlichen außer Betracht bleiben. Der zum Zeitpunkt t₂ noch entladende Kondensator 12 wird nun über den Widerstand 11 aufgeladen, weil am Schaltungspunkt 17 die volle negative Spannung der Klemme 3 und am Schaltungspunkt 16 etwa Erdpotential steht. Im Kondensator 12 fließt ein Ladestrom I₁, der nach einer e-Funktion abnimmt. Da die Diode 14 nach dem Zeitpunkt f₂ durch die negative Spannung am Punkt 16 leitend ist, teilt sich dieser Strom I₁ in einen Strom /₂ durch die Diode 14 und einen Basisstrom i₃ an der Basis des Transistors 1 auf. Zum Zeitpunkt J₃ ist der Ladestrom i, so weit abgefallen, daß unter Berücksichtigung des annähernd konstanten Stromes I₂ durch die Diode 14 der verbleibende geringe "Basisstrom"/, nicht mehr ausreicht, den Transistor 1 leitend zu halten. Zum Zeitpunkt t_z wird dann der Transistor 1 etwas weniger leitend, so daß die Spannung am Punkt 6 negativer wird und auch den Transistor 2 etwas weniger leitend steuert. Dadurch entsteht am Punkt 17 eine positiv gerichtete Spannungsänderung, die über den Widerstand 11 und den Kondensator 12 den Transistor 1 weiter nichtleitend steuert, so daß die Schaltung durch diesen kumulativen Vorgang schnell in den Zustand umkippt, in dem die Transistoren 1. und 2 nichtleitend sind. Am linken Belag . des Kondensators 12 entsteht dann wieder eine positive Spannung, die die Sperrung des Transistors 1 bewirkt, so daß der beschriebene Vorgang von neuem beginnt. Der Widerstand 9 dient zur Einstellung der Frequenz. Der Widerstand 10 begrenzt den Frequenzeinstellbereich. ,

Die Anschwingsicherheit wird durch die erfin- '. dungsgemäßc Schaltung auf folgende Weise erreicht

ίο Für die Anschwingsicherheit einer solchen Schaltung ist charakteristisch, wieweit die Schaltung bei fehlendem Rückkopplungsweg 11, 12 in der Lage ist, Spannungen oder Ströme zu verstärken. Nur wenn diese Verstärkungsfähigkeit gegeben ist, können geringe Spannungsänderungen, z. B. Rauschen, die fur ein Anschwingen maßgebend sind, verstärkt werden Bei fehlendem Rückkopplungsweg 11, 12 kippt d*e Schaltung in den leitfähigen Zustand, weil dann die Basis des Transistors 1 über: die Widerstände 9, 10

ao an der negativen Betriebsspannungsklemme liegt.

'■· Die Transistoren gelangen dann in die Sättigung und können nicht jmehr verstärken. Die Widerstände 9, 10 könnten zwar so hochohmig gemacht werden, daß dieser Effekt vermieden wird. Dann muß aber

»5 auch der Rückkopplungsweg hochohmiger werden ■ Als Nachteile! ergeben sich dann schlechte Rückkopplung (eventuell deswegen kein Anschwingen) sowie hoher Einfluß der Transistordaten und Temperatur auf die Frequenz und das Tastverhältnis. Dadurch, daß gemäß der Erfindung der Emitter des Transistors 1 ; an den Verbindungspunkt 13 der Widerstände 7, 8 angeschlossen ist, wird die Spannung am Emitter und an der Basis des Transistors 1 bei leitenden Transistoren 1 und 2 in negativer Richtung angehoben. Dadurch fließt über die Diode 14 und über den Widerstand 15 ein Strom, der sich vom Strom in den Widerständen 9, 10 subtrahiert, wodurch der verbleibende Basisstrom des Transistors 1 absinkt und die Transistoren 1, 2 wieder weniger¹ leitend werden. Über einen gewissen Wert kann so die Emitterspannung des Transistors 1 nicht ansteigen, da sonst der Basisstrom im Transistor 1 Null würde. Durch den Anschluß des Emitters des Transistors 1 an den Abgriffpunkt 13 und die Diode 14 wird also der Kollektorstrom der Transistoren 1, 2 auf einen gewünschten Wert begrenzt, und zwar derart, daß beide Transistoren bei richtiger Dimensionierung im leitenden Zustand bei fehlendem Rückkopplungsweg 11, 12 nicht gesättigt sind. Dann sind nämlich die Transistoren in der Lage, geringe Spannungen zu verstärken, so daß die gesamte Schaltung bei vorhandenem Rückkopplungsweg 11, 12 einwandfrei anschwingt. Der Widerstand 4 dient zur Strombegrenzung im Transistor 1 zwischen den Zeiten I₂ und t_z, wobei das einwandfreie Durchschalten gewährleistet werden muß. Dafür ergibt sich im rückkopplungsfreien Fall, daß der Transistors 1 automatisch nicht gesättigt werden kann. Der Wideistand 5 dient zur Übernahme des KolIektor-BaMS-Sperrstromes der Transistoren 1, 2, d. h. zur einwandfreien Sperrung des Transistors 2.

Die Stabilisierung der Impulsbreite an der Klemme

17, d. h. der Zeit, in der der Transistor 2 leitend ist, wird auf folgende Weise erreicht: dabei soll der unwahrscheinliche Fall angeommen werden, daß der ·■' Strom in den Widerständen 9, 10 kleiner ist als der zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustandes der Transistoren 1, 2 minimal erforderliche Basisstrom

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des Transistors 1. Ohne die Diode 14 würde der Ladestrom Z₁ des Kondensators 12 so weit abfallen, bis er den geringen Wert des Basisstroms /₃ (abzüglich des Stromes in den Widerständen 9, 10) erreicht hat. bei dem der Transistor 1 nichtleitend wird, z. B. im Zeitpunkt t_v Da dieser Wert des Basisstromes gering ist, wäre auch die Steigung der Kurve Z₁ im Zeitpunkt /₄ des Leitendwerdens des Transistors 1 sehr klein. Änderungen in dem Basisstrom, (z. B. durch verschiedene Stromverstärkungen) bei dem der Transistor 1 leitend wird, wirken sich daher stark auf den Zeitpunkt aus, bei dem der Transistor 1 leitend wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung fließt nun ein wesentlicher Teil des Ladestromes Z₁, nämlich der Strom i₂. durch die Diode 14, so daß der Transistor 1 bereits bei einem verhältismäßig großen Ladestrom I₁, nämlich bei r₃ wieder leitend wird, so daß jetzt der Basisstrom des Transistors 1 bzw. dessen Streuungen eine untergeordnete Rolle spielen. Bei einem größeren Ladestrom7, ist die Steigung der Kurve I₁ größer, ao so daß nun Änderungen in dem Strom, bei dem der Transistor 1 leitend wird, einen wesentlich geringeren Einfluß auf den Zeitpunkt haben, in dem der Transistor 1 leitend wird. TJie Irnpulsbreitean der Klemme. 17 wird also stabilisiert. »5

Durch Einschalten einer iiC-Parallelschaltung mit einer gegenüber der Periodendauer der erzeugten Spannung hohen Zeitkonstante in die Basisleitung des Transistors 2 kann eine eventuelle Beeinträchtigung der Wirkungsweise der Schaltung bei zu großem Kollektor-Basis-Spefrstrom der Transistoren 1, 2 bzw. einem zu kleinen Widerstand 5 verringert werden. Der Widerstand 15 in Reihe mit der Diode 14 ist so bemessen, daß bei leitenden Transistoren 1, 2 während der Rücklaufzeit der gewünschte Diodenstrom Z₂ fließt.

jJe^Anw.endung..der.JErfindung bei einer Vertikalablenkschaltung liegt z.B. die Klemme 17 über eine Diode an einer Elektrode eines periodisch sägazahnf_örmig„aufgeladenen Ladekondehsators. Die Diode wirkt dann als Schalter zur schnellen Entladung (oder Aufladung) _des Ladekondensators .während der. Rücklaufzeit zwischen den Zeiten f₂ und /₃. Von einer Klemme 18 "kann der Generator über ein /?C-Glied 19 durch Vertikalsynchronimpulse synchronisiert werden.

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Selbstschwingender eisenloser Impulsgenerator mit verbessertem Anschwingverhalten und Stabilisierung der Impulsbreite, insbesondere Steuergenerator für eine Vertikalablenkschaltung in einem Fernsehempfänger, mit einem ersten Transistor in Emitterschaltung, dessen Kollektorkreis an den Eingang eines zum ersten komplementären und zur Phasenumkehr dienenden zweiten Transistors in Emitterschaltung angeschlossen ist, dessen Kollektorkreis über ein frequenzbestimmendes i?C-Glied auf die Basis des ersten Transistors rückgekoppelt ist, wobei abwechselnd beide Transistoren gleichzeitig leitend oder nichtleitend sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des ersten Transistors (1) an einen Abgriffpunkt (13) des Widerstandes (7, 8) im Kollektorkreis des zweiten Transistors (2) angeschlossen ist und zwischen der Basis des ersten Transistors (1) und Erde die Reihenschaltung eines Widerstandes (15) mit einer so gepolten Diode (14) liegt, daß diese Diode (1.4) bei nichtleitenden Transistoren (1, 2) nichtleitend und bei leitenden Transistoren leitend ist.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffpunkt (13) so gewählt und der Widerstand (15) der Reihenschaltung so bemessen ist, daß bei fehlendem Rückkopplungsweg (11, 12) die leitenden Transistoren (1, 2) nicht gesättigt sind.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des ersten Transistors (1) und der Basis des zweiten Transistors (2) ein so bemessener Widerstand (4) liegt, daß im zweiten Transistor (2) bei maximaler Belastung ein ausreichender Basisstrom fließt.

4. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basisleitung des zweiten Transistors (2) eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einer Kapazität mit im Vergleich zu: Periodendauer der erzeugten Spannung hoher Zeitkonstante liegt. j

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslcgeschrift Nr. Ϊ 068 756.

• Hierzu 1 Blatt Zeichnungen Ml

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