DE1266345B - Schaltung zur Regelung der Hochspannung einer Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-35/20

Nummer: _t 1266 345

Aktenzeichen: T 33364 VIII a/21 al

Anmeldetag: 7. März 1967

Auslegetag: 18. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Regelung der aus Impulsen gewonnenen Hochspannung einer Kathodenstrahlröhre gegen Strahlstromschwankungen, bei der die Impulse durch periodische Unterbrechung des Stromes in einer Induktivität mittels eines von einem Steuersägezahn gesteuerten elektronischen Schalters entstehen und bei der aus den Impulsen eine Regelgleichspannung gewonnen wird. Solche Schaltungen sind beispielsweise gebräuchlich in der Zeilenablenkschaltung eines Fernsehempfängers.

Die Konstanthaltung der Hochspannung für eine Kathodenstrahlröhre ist besonders bei Farbfernsehempfängern dringlich, bei denen durch Hochspannungsänderungen Farbfehler, z. B. Konvergenzfehler, sowie Schärfeänderungen und Amplitudenschwankungen verursacht werden.

Zum Ausgleich von Belastungsänderungen der Hochspannung an der Kathodenstrahlröhre und/oder des Zeilenablenkstromes ist es bekannt, die Neigung ao oder die Amplitude des den elektrischen Schalter steuernden Sägezahns in Abhängigkeit von der Hochspannungsbelastung zu regeln, so daß der von der Zeilenendstufe gelieferte Strom sich in seinem Scheitelwert so verändert, daß der Strom durch eine an den Zeilenausgangstransformator angeschlossene Boosterdiode am Ende einer Zeilenhinlaufperiode zu null wird (deutsches Patent 1151 546). Diese Schaltungsanordnung ist jedoch zur Vermeidung der obengenannten Fehler bei Farbfernsehgeräten nicht befriedigend.

Eine weitere Möglichkeit zur Konstanthaltung der Hochspannung besteht in der getrennten Hochspannungserzeugung mit zusätzlicher Regelschaltung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltung zur Regelung der Hochspannung zu schaffen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Abschaltflanke des Steuersägezahns für den elektronischen Schalter durch einen in den Steuerkreis eingeschalteten veränderbaren Widerstand in Abhängigkeit von der strahlstromabhängigen Regelspannung verändert wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung geschieht dies durch eine variable Gegenkopplung der Impulsformerstufe, deren Innenwiderstand (sowie die von der Anode dieser Stufe wirksame Kapazität) maßgebend für die Steilheit der Abschaltflanke ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist zwischen Impulsformerröhre und elektronischem Schalter die Parallelschaltung eines veränderbaren Widerstandes und einer Diode eingeschaltet.

Schaltung zur Regelung der Hochspannung
einer Kathodenstrahlröhre

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Rudolf Schubert,
7900 Ulm-Wiblingen

Der veränderbare Widerstand bewirkt eine Verschleifung sowohl der Abschaltflanke als auch der ansteigenden Flanke des Steuersägezahns. Die Polarität der Differenzspannung zwischen der ursprünglichen Sägezahnschwingung und der verschliffenen Steuersägezahnschwingung ist jedoch für Abschaltflanke und Hinlaufflanke unterschiedlich, so daß die Diode nur für eine der beiden Flanken gesperrt ist und den Widerstand wirksam werden läßt. Die Diode ist aber so angeordnet, daß sie für den Hinlauf einen Kurzschluß darstellt, so daß nun die Abschaltflanke des Steuersägezahns verschliffen wird, während die Hinlaufflanke der ursprünglichen Form entspricht. Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine Zeilenablenkschaltung mit einer Impulsformerröhre 1, der von einem nicht dargestellten Sinusoszillator eine sinusförmige Schwingung 2 über einen Kondensator 3 zugeführt wird. Im Ausgangskreis der Impulsformerröhre liegt die Serienschaltung zweier Widerstände 4, S, deren Verbindungspunkt über einen Kondensator 6 an Masse gelegt ist. Durch die als Begrenzer wirkende Impulsformerröhre 1 in Verbindung mit der i?C-Kombination 4, S, 6 entsteht an der Anode der Röhre 1 ein »Steuersägezahn« für die Zeilenröhre, der in F i g. 2 dargestellt ist. Die Zeilenendröhre 7 ist mit der Primärwicklung 8 eines Zeilenablenktransformators verbunden, an dem die Betriebsspannungsquelle über eine Boosterdiode 9 angeschlossen ist. Ein Boosterkondensator 10 vervollständigt die an sich bekannte Energierückgewinnungsschaltung. Die während des Zeilenrücklaufs an der Wicklung 8 entstehenden Impulse werden mit einer Wicklung 11 hochtransfor-

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miert, durch eine Diode 12 gleichgerichtet und als Hochspannung für die Kathodenstrahlröhre ausgenutzt.

Bei der soweit beschriebenen Schaltung ist zur Erzeugung einer strahlstromabhängigen Regelspannung an das der Hochspannungsdiode 12 abgewandte Ende der Hochspannungswicklung 11 ein Widerstand angeschlossen, an dem eine dem Mittelwert der Strahlstromimpulse entsprechende negative Gleichspannung abfällt. Zur Erzielung einer positiven Regelgleichspannung ist parallel zum Widerstand 13 die Serienschaltung eines Kondensators 14 und einer Gleichrichterdiode 15 geschaltet. Durch die Wirkung des Gleichrichters 15 wird der dem Hinlauf entsprechende Teil der Impulsspannung an Masse gelegt. An der dem Gleichrichter 15 zugewandten Elektrode des Kondensators 14 entsteht damit eine positive Gleichspannung U₁. Eine solche Gleichspannung ist erforderlich z. B. bei Röhren oder npn-Transistoren als veränderbare Widerstände. Die Regelspannung U₁ und U₂ sind dem Strahlstrom der Kathodenstrahlröhre im Absolutwert proportional, der durch die Hochspannungsdiode 12 und die Hochspannungswicklung 11 fließt. Die Spannung — U₂ wird der Basis eines pnp-Transistors 16 zugeführt, deren Emitter-Kollektor-Strecke in den Kathodenkreis der Impulsformerröhre 1 eingeschaltet ist. In Abhängigkeit von der Größe des Strahlstromes wird der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des pnp-Transistors 16 derart verändert, daß der für die Steilheit der Abschaltflanke 17 in Fig. 2 maßgebliche Widerstand (der von der Anode der Impulsformerröhre 1 nach Masse wirksame Innenwiderstand) mehr oder weniger groß wird. Die Grundeinstellung der Anordnung wird so gewählt, daß die minimale Steilheit der Abschaltflanke 17 bei einem Strahlstrom von 0 Mikroampere gegeben ist (Zustand Z). Bei Zunahme des Strahlstromes wird die Steilheit der Abschaltflanke 17 größer und geht über den Zustand Y bei 750 Mikroampere in den Zustand X bei z. B. 1500 Mikroampere über. Die Verringerung der Steilheit der Abschaltflanke 17 bewirkt einerseits eine Dämpfung der Ausgangsschaltung der Zeilenendröhre 7, da die Zeilenendröhre 7 bei stark geneigter Abschaltflanke 17 langsam und nicht schnell gesperrt wird. Auf der anderen Seite bewirkt die Verringerung der Steilheit der Abschaltflanke 17 eine Verbreiterung der Rücklaufimpulse.

Dies ist an Hand der Fig. 3 für die drei Schaltstellungen X, Y und Z dargestellt. Bei einer praktisch erprobten Schaltung nach Fig. 1 wurde durch Anlegen einer zusätzlichen Regelspannung — U₂ (bei konstantem Strahlstrom) ohne Leistungserhöhung eine Hochspannungsvariation zwischen 22 und 27 Kilovolt erzielt. Wenn bei der in F i g. 1 dargestellten und beschriebenen Schaltung die Spannung für eine elektrostatische Fokussierung der Kathodenstrahlröhre dem Niederspannungsteil der Transformatorwicklung, z. B. einer Anode Ro₇ entnommen wird, so wird, wie Fig. 3 zeigt, mit zunehmender Hochspannungsbedämpfung auch die Impulsspitzenspannung am Niederspannungswickel geringer, so daß das Verhältnis der Hochspannung zur Fokussierungsspannung annähernd konstant bleibt. Bei Verwendung eines npn-Transistors statt des pnp-Transistors 16 wird als Regelspannung für die Basis dieses Transistors die Regelspannung U₁ verwendet. Es ist auch möglich, statt eines Transistors 16 eine Röhre zu verwenden. Schließlich kann die Regeleinrichtung auch im Anodenkreis der Röhre 1 angeordnet sein, oder die Röhre 1 kann selbst durch zusätzliche Gitter oder durch Veränderung der Batteriespannung zu diesem Zweck herangezogen werden.

F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel zur Veränderung der Abschaltflanke 17 des Steuersägezahns in F i g. 2. Bei Vergrößerung eines zwischen Anode der Impulsformerröhre 1 und Gitter der Zeilenendröhre 7 geschalteten Widerstandes wird sowohl die Abschaltflanke 17 abgeflacht als auch der Anstieg der Sägezahnkurve des Steuersägezahns verändert. Die Spannungen der abgeflachten Teile liegen jedoch im Fall der Abschaltflanke positiver als die ursprüngliche Abschaltflanke, während der Sägezahnanstieg negativer liegt als die ursprüngliche Sägezahnflanke. Schaltet man daher parallel zu dem Widerstand eine Diode, so kann man durch entsprechende Polung dieser Diode erreichen, daß die Veränderung entweder nur für die Abschaltflanke oder nur für den Sägezahnanstieg wirksam ist. Dies geschieht in Fig. 4 durch eine Röhre 18, der eine Diode 19 parallel geschaltet ist. Die Polarität der Diode 19 ist dabei so gewählt, daß bei einer Veränderung des Widerstandes der Röhre 18 nur die Abschaltflanke 17 in ihrer Steigung verändert wird. Ähnlich wie in F i g. 1 erfolgt die Veränderung der Röhre 18 durch eine Regelspannung, die von der Hochspannungswicklung des Zeilentransformators abgeleitet wird. Die zur Arbeitseinschaltung erforderlichen Schaltungselemente sind aus Klarheitsgründen nicht eingezeichnet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Regelung der aus Spannungsimpulsen gewonnenen Hochspannung einer Kathodenstrahlröhre gegen Strahlstromschwankungen, bei der die Impulse durch periodische Unterbrechung des Stromes in einer Induktivität mittels eines von einem Steuersägezahn gesteuerten elektronischen Schalters bewirkt werden und bei der aus von strahlstromabhängigen Impulsen eine Regelgleichspannung gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalf¹ flanke des Steuersägezahns durch einen in den Steuerkreis des elektronischen Schalters eingeschalteten veränderbaren Widerstand in Abhängigkeit von der strahlstromabhängigen Regel¹ gleichspannung veränderbar ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1 mit einer zur Umwandlung einer Sinusschwingung in den Steuersägezahn vor den elektronischen Schalter eingefügten Impulsformerröhre, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Impulsformerröhre (1) ein veränderbarer Widerstand eingeschaltet ist, dessen Widerstandswert durch die strahlstromabhängige Regelgleichspannung veränderbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand ein in den Kathodenkreis der Impulsformerröhre eingeschalteter Transistor (16) ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das der Hochspannungsdiode (12) abewandte Ende der Hochspannungswicklung (11) an den Verbindungspunkt eines Widerstandes (13) und eines Kondensators (14) angeschlossen ist, und daß parallel zur Serienschaltung des Kondensators und des Widerderstandes eine Diode geschaltet ist, derart, daß

an jeder Elektrode des Kondensators (14) eine strahlstromabhängige Regelgleichspannung erzeugt wird.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg des Steuersägezahns vor der Zeilenendröhre (7) die Parallelschaltung eines veränderbaren Widerstandes und einer Diode eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1151546; deutsche Auslegeschrift Nr. 1029 956.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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