DE2060749B2

DE2060749B2 - Fernsehempfänger mit gegen Hochspannungsüberschlag geschütztem Videoverstärker

Info

Publication number: DE2060749B2
Application number: DE2060749A
Authority: DE
Inventors: Dieter 6100 Darmstadt Spannhake
Original assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1973-12-13
Also published as: NL7116912A; DE2060749C3; GB1325638A; DE2060749A1; US3757043A

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit dem Schutz von lnsistorisierten Videoverstärkern in Fernsehempfängern, vorzugsweise Farbfernsehempfängern, gegen Überschläge der Hochspannung in der Bildwiedergaberöhre und bezieht sich besonders, jedoch nicht ausschließlich, auf die Schaltung der Erdverbindungen der Videoendstufen und der Elektroden der Bildröhre.

Die Tendenz, zur ausschließlichen Verwendung von Transistoren in Fernsehempfängern hat zu der Situation geführt, daß die unmittelbar mit der Bildröhre verbundene Videoendverstärkerstufe durch gelegentliche Hochspannungsüberschläge in der Bildröhre stark gefährdet und der Zerstörung ausgesetzt ist. Zur Verringerung der Gefahr einer Beschädigung der mit der Bildröhre verbundenen Niederspannungsgeräte h.it man die Flektroden der Bildröhre einschließlich der Steuerelektroden mit Schutzstrecken versehen und dadurch eine gewisse Sicherheit erreicht; jedoch können noch immer durch zufällige Zündverzögeruneen dieser Strecken hohe Spannungsspitzen in die Videoendverstärkerstufe gelangen und dort Zerstörungen anrichten. Diese Schwierigkeit stand bisher einer an sich wünschenswerten Verbesserung des Wirkungsgrades der Videoendstufe, namentlich bei Farbfernsehempfängern, entgegen, welche darin besteht, die Verbindiiniisleitungen /wischen der Videoendstufe und dem Röhrensockel so kurz wie möglich zu halten. Durch ei.ie derartige Anordnung könnte nämlich der Spannungsabfall der Videosigna'e auf den Verbindungsleilungen zwischen Verstärker und Röhrensockel und das Übersprechen auf Nachbarleitungen wesentlich verringert werden.

Bei Farbfernsehempfängern würde sich dadurch eine Anordnung ergeben, bei der die drei (bzw. vier) Endtransistoren direkt neben dem Röhrensockel auf der Sockelplatinc aufgebaut sind.

Nach dem bisherigen Stand der Technik ist aber eine solche Leitungsverkürzung nicht möglich, da die Endtransistoren den steilen Spannungsfronten der Überschläge unmittelbar, das heißt ohne die Dämpfungswirkung der Zuleitungen, ausgesetzt sind. Man beließ daher die Transistoren der Videoendstufen auf mit dem Chassis direkt verbundenen und geerdeten Videoplatinen, die sich z. B. am Boden des Fmpfängergehäuses befanden.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Schutzschaltung anzugeben, daß der oder die Transistoren der Videoendstufc(n) unmittelbar auf oder bei der Sockelplatine der Bildröhre aufgebaut werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Schaltung zum Betrieb einer Bildwiedergaberöhre, welche Gleichspannungsquellen /ur Fokussierung und Beschleunigung des Elektronenstrahls sowie Transistoren zur Beeinflussung der Strahlintensität umfaßt, und bei der die Elektroden der Bildröhre sämtlich oder zum Teil durch Oberschlagsstrecken gegen Spannungsdurchbrüche oder Hochspannung gesichert sind, erfindungsgemäß ciie Überschlagsstrecken dei nicht zur Strahlintensitätsteuerung dienenden Elektroden der Bildröhre an einen ersten ErdpuiiKt, die zu der oder den Steuerelektrode(n) gehörenden Überschlagsstrecken zu einem zweiten, von dem ersten aul der Bildföhrensockelplatine galvanisch getrennter Erdpunkt geführt, welcher mit den Betriebsspannungen der Videoendstufe auf der Bildröhrensockelpla tine kapazitiv gekoppelt ist. Vorteilhaft sind auch die Blockkondensatoren für die Betriebsspannungen dei Gitterelektroden an den zweiten Erdpunkt gelegt.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre ist es nunmehr möglich, die Endtransistoren der Videoverstärker in unmittelbarer Nähe des Röhrensockels anzubringen. Bei einem Überschlag vqn der Anode auf die Ciitterelektrodcn der Farbbildröhre werden zunächst die Funkenstrecken an diesen Elektroden zünden und das Erdpotential der Erde I anheben, ohne die Erde Il im Potential zu verändern; greift der Überschlag auch auf die Kathode über, wird nach Zünden der Schutzstrecke an derKathode die Erde II <a im Potential angehoben und somit auch über die kapazitive Kopplung die Betriebsspannungen für die Videoendtransistoren. Ir diesem Fall wird auch der Emitter über die Basis-Emitterstrecke mit angehoben. Auf diese Weise werden die SpannungsdifFerenzen zwischen den Elektroden des Videoendtransistors sehr niedrig gehalten und so der Transistor gegen Zerstörung geschützt, während die Transistoren auf der mit dem Chasis verbundenen Videoplatine durch die verhältnismäßig hohe Induktivität der Zuleitung ;.:--schützt sind. Sollte die Funkenstrecke 2' einen Zündverzug von wenigen [!-Sekunden nahen, wird die an der Videostufe 22 ansteigende Spannung über die Diode D_i durch die Betriebsspannung an C 5 begrenzt.

Es ist damit die Möglichkeit gegeben, den Endtransistor für jede der Steuerelektroden der Bildröhre auf der Sockelplatine anzubringen und so Energieverlus! und Abstrahlung auf den Zuleitungen wesentlich zu verringern. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Bildröhre mittels einer Kaskodenstufe zu steuern, deren unterer Transistor sich nahe dem Chasis auf einer besonderen Videoplatine und deren oberer Transistor sich nahe dem Sockel der Bildröhre befindet. Die Verbindung beider Transistoren kann durch eine ungeschirmte Leitung vorgenommen werden, da der auf der dem Chassis benachbarten Videoplatine sich befindende Transistor als Stromtreiber auf einen sehr niederohmigen Eingang des auf der Bildröhrensockelplatine sich befindenden Transistors arbeitet. Das Spannungss^;'':-'!l auf dieser Zuleitung ist somit klein und spricht daher nicht auf benachbarte Signalleitungen über. Es läßt sich auch diese Verbindung durch ein niederohmigesKabd von 7. B. 60 Q Wellenwiderstand herstellen. Durch den Kabelmantel ist dann die Zuleitung auch gegen Störungen von außen geschirmt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand der Begleitzeichnungen näher erläutert, von denen

F i g. 1 eine bekannte Fernsehempfängerschalturg mit den üblichen Erdungen,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Schaltung bei Ansteuerung der Kathode des Strahlsystems,

F i g. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen Schaltung bei Ansteuerung von Wehneltelektrode und Kathode, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Konfiguration der Endtransistoren eines Farbempfängers bezüglich des Röhrensockels zeigt.

Der Schutz von Fernsehbildwiedergaberöhren gegen Hochspannungsüberschläge wird heute im allgemeinen dadurch erreicht, daß die Elektroden der Bildröhre mit einer Sammelerde über Entladungsst recken verbunden sind, so daß die freigewordene Endladungsenergie abgeleitet wird. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 1. \n der Fig. 1 ist 1 eine Bildwiedereaberöhre mit Kathode 2. Wehneltelektrode 2, Schirmgitter 5, Fokuselektrode 6 und Anode 7 in einer üblichen Schaltung angeordnet (diese schematische Darstellung soll sich auch auf Farbbildröhren erstrecken, in denen statt einem drei Slrahlsysteme vorhanden sind und daher wenigstens die Elektroden 2, 3, S sowie deren Zuleitungen dreifach zählen). Mit 4 ist ein Hochspannungsgerät bezeichnet, aus welchem die Spai ;ung für die Anode 7 und eventuell auch die Betriebsspannungen Ul, U3 für die Elektroden 5 und 6 zu entnehmen sind.

Zum Schutz der Röhre und der Schaltelemente gegen Überschläge der Anodenspannung in der Röhre dienen die Endladungsstrecken 2', 3', 5', 6'. Ihre Fußpunkte sind sämtlich mit einer Hochspannungserde I verbunden, die mit dem äußeren Röhrenbeiag 8 über eine extra getrennt geführte Erdleitung 13' verbunden ist. Diese Überschlagss'reckcn werden meist zusammen mit den F.ntkopplungsgliedern für die Schirmgitterspannungen, nämlich C₁, Ai₁, /?.,; C.,, /?.,, /i₍; C₁, K_y R_K auf einer '"ickelplatine angebracht, auf welcher der Sockel der Röhre 1 befestigt ist. Die Steu'.Tspannung zur Veränderung der Strahlintensität sowie die Vorspannung für die Wehneltelektrode 3 werden üblicherweise von einer Schaltung bezogen, ν eiche sich auf einer Videoplatine 20 entfernt von der Bildröhre befindet und mit der Bildröhre über Leitungen 10. 11, 12 verbunden ist. Die Erdung der Stromkreise auf der Videoplatine 20 erfolgt durch die Chassiserde II. Auf diese ist auch das Netzgerät 16 bezogen, welches Betriebsspannungen von 12VoIt und 135 Volt für die Videoendstufe 21, 22 liefert. Es kann ai;ch die Vorspannung £/, für die Wehneltelektrode 3 abgeben. Hochspannungserde I und Chassiserde II sind galvanisch verbunden 10. Die Übertragung der Videosignale über die relativ langen Verbindungen 11 und den Widerstand 27 zur Kathode 2 erbringt jedoch Verluste durch Abstrahlung der Hochfrequenz und Dämpfung des Ampljtudenverlaufs in Abhängigkeit der Frequenz infolge der schädlichen Parallelkapazität der Zuleitung.

Die bei dieser Betriebsweise über diese Zuleitung 11 geführte hohe videofrequente Spannung (40 bis 50 V..) spricht infolge des hohen Spannungswertes leicht auf andere Verbindungsleitungen über; eine Abschirmung der Verbindungslcitung würde die schädliche Parallelkapazität unzulässig erhöhen.

Bei Hochspannungcüberschlagen innerhalb der Bildröhre von der Anode auf die Gitter- und Kathodenelektrodin 2, 3, 5, 6 kommt es nach Zündung der Funkenstrecken zu einem Anheben des Potentials der Erde auf der Büdröhrensockelplatine.

Die Videostufen auf der mit dem Chassis verbundenen Platine sind durch die relativ hohe Induktivität der Zuleitungen gegen diesen Spannungsimpuls geschützt.

Ein wirksamer Schutz der Transistoren bei gleichzeitiger Verringerung von Übersprechsiörungen und Abstrahlungsverlusten wird durch eine gemäß der Erfindung ausgelegte Schaltung nach Fig. 2 erzielt. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

ImGegeiisatz zu der bekannten Anordnung ist hier auf der Platine 26, welche zur Aufnahme des Sockels der Bildröhre, der Überschlagsstrecken und der Entkopplungsgüieder dient, die Videoendstufe 22 angebracht, deren Kollektor über einen Widerstand 27 mit der Kathode I verbunden ist. Die Videostufe 22 bildet zusammen mit dem auf der Videoplatine 20

angeordneten Transistor 21 cine Kaskodc. Die Basis des oberen Transistors 22 ist dabei über eine Zuführung 13 auf einer festen Spannung von/.. B. t I 2 Volt gehalten, der Kollektor über Widerstand 24, Drossel 25 und Leitung 14 auf · 135 Volt.

In dieser Anordnung wäre der Transistor 22 bei Überschlägen in <lvr Röhre, insbesondere soli/hcn die bis /ur Kathode durchschlagen, sehr gefährdet. Durch die Maßnahmen der Erfindung wird jedoch ein sicherer Schul/ lies Transistors 22 gewährleistet.

Hierzu sind die beiden F.rdungcn I und Il galvanisch getrennt auf der Sockclplatinc 26 ausgeführt. Die Funkenstrecken 5'. 6', 3' der F.lektroden 5, 6 und 3 sind mit der Erde I verbunden, während die Funkenstrecke 2' der Elektrode 2 sowie die Entkopplungsgliedcr C₁, R₁, R₂. C₁: /?.,. R_x und C₁. R_h. R_n mit der F.rdc II verbunden sind. Bei einem Überschlag von der Anode 7 auf die Steuerlektrodcn der Bildröhre wird der grollte Teil der Energie über die Funkenstrccken 5', 6' und 3' auf die Erde I abgeleitet. Der restliche auf die Kathode durchschlagende Teil wird zunächst die Spannung an der Videostufc 22 auf den Wert der Betriebsspannung entsprechend U₁ . anheben und wird hier durch die Diode D_x begrenzt, dann nach Zündung der Funkenstrecke 1' auf die Erde II treffen und deren Potential gegenüber der F.rde auf der dem Chassis benachbarten Videoplatine anheben. Durch die Kondensatoren C₄ und C₅ auf der Bildröhrensockelplatine werden die Betriebsspannungen für Basis und Kollektor mit angehoben. Das Potential des Emitters wird ebenfalls angehoben, da die Videostufc 22 in diesem Fall als Emitterfolgcrstufe arbeitet, außerdem besteht in dem Fig. 2 betreffenden Fall noch eine Kopplung von Erde II zur Videozuleitung über die Kabelkapazität des Koaxialkabels 23.

Dieser Vorteil kann ferner bei einer Variante der Erfindung erzielt werden, welche an Hand der Fig. 3 beschrieben wird. In dieser Figur ist ebenfalls eine galvanische Trennung der Hochspannungserde I line der Videoerde II durchgeführt; jedoch ist zum Unterschied von dem vorhergehenden Beispiel eine Steuerung der Wehneltelektrode 3 mit einer Verstärkerschaltung vorgesehen, welche keine Kaskode dar stellt. Hier wird der Transistor 28 mit Videosignalen an seiner Basis gesteuert. Gleichwohl läßt es sich einrichten, daß dieser Transistor nicht durch Überschläue gefährdet wird, wenn die vom Chassis /in

ι» Videoplatinc führenden Betriebsspannungs-Leitungen mit der Sammelcrde II kapazitiv verkoppelt sind In dieser Schaltung ist zwischen Basis und Emittei eine Diode 29 mit entgegengesetzter Polarität zu derjenigen der Basisemitterstrecke vorgesehen. Positive Spannungsspitzen vom Wehneltzylinder 3. welche vor dem Zünden der Funkenstrecke am Wehnelt zum Kollektor von Transistor 28 gelangen, werden nach Erreichen des Wertes von U₁ über die Diode /J, zur Kapazität C. abgeführt. Erfolgt nach dem Zünden

a° von 3' ein Ansteigen des Potentials der Erde II. dann wird die Basis von 7\,_s mittels der Diode 29 mitgenommen. Der Transistor verbleibt also in seinen Spannungsgrenzen.

Die Erfindung ist auch anwendbar für den Fall,

»5 daß bei einer Farbbildröhre eine Farbdifferen/stcuerung durchgeführt wird, derart, daß die drei Kathoden de- Strahlsysteme mit Y und die drei Wehneltelektroden mit R bis Y, B bis Y und G bis Y angesteuert werden. Dann wird die in Fig. 3 gezeigte Transistorschaltup.g noch zweimal für die beiden anderen Wchneltelektroden und noch einmal für die Ansteuerung der Kathode verwendet.

Die Ansteuerung der Wehneltzylinder kann natürlich für RGB sowie Farbdifferenzansteuerung sowohl nach Fig. 2 als auch nach Fig. 3 vorgenommen werden. F i g. 4 zeigt die Sockelplatine 26 für Farbempfänger mit dem in einem gleichseitigem Dreieck zugeordneten Endtransistoren 22,, 22₂, 22₃ und dem Röhrensockel 31.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehempfänger mit einem als Transistorverstärker ausgeführten unmittelbar auf der Sockelplaiine der Bildröhre aufgebauten Videovlrstärker. dadurch g e k e η η ζ e i e Ii η e t, daß /um Schutz der Transistoren des Videoverstärkers (22) (Fig. 2) gegen übermäßige Hochspannungen bei einem Durchschlag in der Bildröhre die von dem Videoverstärker gesteuerten Flektroden (2) der Bildröhre über je eine Schutzstrecke (2') zu einem Frdpunkt II geführt sind, weichet von dem Frdpunkt I der Schutzstrecken (3'. 5'. 6') der übrigen Elektroden der Bildröhre auf der Platine getrennt ist, und daß die zu dem Videoverstärker hinführenden Leitungen (13, 14) zur Versorgung desselben mit Betriebsspannungen auf der Sockelplatine kapazitiv (C₁, C-) mit der Vidcoerdleiti'ng (10) gekoppeil sind.

2. Fernseh;_i lpfangei nach Anspruch I, da- 2" durch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungen für die übrigen Flektroden der Bildröhre, abgesehen von der Anode, durch Blockkondensatoren (C₁. C, C₁) mit der Videoerde auf der Bildröhrensockelplatine gekoppelt sind.

3. Fernsehempfänger nach erlern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Videoverstärker als Kuskodenstufe ausgeführt ist. wobei sich der untere Transistor (21) der Kaskode a f einer am Chasis montierten Pialine (20) und der obere Transistor (22) auf der Bildröhrensockelphtine ;26) bt ".ndet.

4. Fernsehempfänger nt^h Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden i ransistoren über ein Hochfrequenzkabel (23) miteinander verbunden sind.

5. Fernsehempfänger nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Basisemitterstrecke des mit der Steuerelektrode der Bildröhre verbundenen Transistors (22) mit einer Diode (D₁) überbrückt ist, die sich im Sperrzustand befindet, wenn die Basisemitterstrecke im Leitzustand ist.

6. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuertransistoren (22) auf der Sockelplatine (26) in Form eines regelmäßigen Polygons angeordnet sind, in dessen Mitte sich der Sockel (31) der Bildröhre befindet.

7. Fernsehempfänger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steucrtransistoren (22) sowohl an der Basis als auch am Emitter gesteuert werden können.

8. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Elektroden der Bildröhre verbundenen Widerstände auf der Sockclplatine (27, /?.„ R₁ und K_fl) überschlagsfest sind.

9. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitswiderstand (24, 25) des Steuertransistors (22) durch eine Diode (D₁) überbrückt ist, die für das Bildröhrensteuersignal im SpeiT-zustand betrieben wird.