DE2017371C3

DE2017371C3 - Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2017371C3
Application number: DE2017371A
Authority: DE
Inventors: Wilhelmus Theodorus Hendrikus Hetterscheid; Gerrit Pieter Johannes Van Schaik
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE2017371A1; BE748171A; DE2017371B2; JPS5013014B1; GB1309662A; FR2040217A7; US3689797A; AU1360170A; ES378479A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger, wobei die durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung an einem Glättungskondensator erhaltene Eingangsgleichspannung mittels eines elektronisch steuerbaren Schalters, einer Spule und einer Spardiode in eine stabilisierte Ausgangsgleichspannung umgewandelt wird dadurch, daß der Schalter durch eine vom Zeilenoszillator abgeleitete, zeilenfrequente, impulsformige Spannung gesteuert wird, welche Impulse in ihrer Dauer moduliert werden, damit der Schalter während eines von der zu stabilisierenden Gleichspannung abhängigen Teils der Periode leitend und während des übrigen Teils der Periode gesperrt wird, wobei diese Impulsdauennodulation mittels einer Vergleichsschaltung erfolgt, in der die zu stabilisierende Gleichspannung mit einer nahezu konstanten Spannung verglichen wird und wobei die Spule, an der eine mäanderförmige Spannung entsteht, die Primärwicklung eines Transformators bilde;.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der deutschen Auslegeschrift I 293 304 bekannt. Darin ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, mit der beabsichtigt wird, eine Eingangsgleichspannung. die zwischen zwei Klemmen erzeugt ist, in eine andere Gleichspannung umzuwandeln, wobei ein Schalter verwendet wird, der an die erste Klemme der Eingangsspannung angeschlossen wird und sich periodisch öffnet und schließt, wodurch die Eingangsspannung in eine impulsformige Spannung umgewandelt wird. Diese impulsformige Spannung wird dann einer Spule zugeführt. Zwischen dem Verbindungspunkt des Schalters und der Spule und der zweiten Klemme der Eingangsspannung liegt eine Diode, während zwischen dem anderen Ende der Spule und der zweiten Klemme der Eingangsspannung eine Belastung und parallel dazu ein Ladekondensator liegt. Das ganze arbeitet nach dem bekannten Sparprin/ip, d. h.. daß der Strom, der der Belastung geliefert wird, wechselweise über den Schalter und über die Diode fließt. Als Schalter ist dabei ein Schalttransistor wirksam, der von einer periodischen impulsförmigen Spannung gesteuert wird, die ihn während eines bestimmten Teils der Periode in den Sättigungszustand bringt. Eine derartige Konfiguration ist in der Literatur unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, im nachfolgenden wird sie als Zerhacker bezeichnet. Ein bekannter Vorteil dabei ist. daß der Schalllransistor zwar eine große Spannung ertragen können oder einen großen Strom liefern können muß. doch keine große Leistung zu liefern braucht. Die Ausgangsspannung des /erhackers wird mit einer konstanten Bezugsspannuny verglichen. Versucht nun die Ausgangsspannung sich zu ändern, indem die Eingangsspannung und oder die Belastung sich ändert, so entsteht am Ausgang der Vergleichsschaltung eine Spannung, die eine Dauermodulation der Impulse verursacht. Dadurch ändert sich die Menge in der Spule gespeicherter Energie, und die Ausgangsspannung wird konstant gehalten. Die genannte deutsche Auslegeschrift bezweckt einen stabilisierten Speisespaniuingsapparat zu schaffen.

Als Frequenz der Schaltspai.nung wird in der Schaltungsanordnung nach der genannten deutschen Auslegeschrift die Frequenz der Belastungsänderungen gewählt oder eine Harmonische derselben. Insbesondere, wenn die vom Zerhacker gespeiste Belastung die Zeilenablenkschaltung einer Bildwiedergabevorrichtung ist, wobei sich folglich die Impedanz der Belastung im Rhythmus der Zeilenfrequenz ändert, entspricht die Frequenz der Schaltspannung der Zeilenfrequenz oder ist ein Vielfaches derselben.

Es sei bemerkt, daß der Zerhacker nicht notwendigerweise die Form anzunehmen braucht, die in der genannten deutschen Auslegeschrift angegeben wurde. Aus der Literatur ist nämlich bekannt, daß die Spardiode und die Spule vertauscht werden können. Auch kann die Spule an die erste Klemme der Eingangsspannung gelegt werden, während der Schalttransistor zwischen das andere Ende und die zweite Klemme der Eingangsspannung gelegt wird. Die Spardiode befindet sich dann zwischen dem Knetenpunkt des genannten Endes, des Schalttransistors und der Belastung. Es dürfte einleuchten, daß in all diesen Abwandlungen eine Spannung an den Anschlüssen der Spule vorhanden ist. welche Spannung dieselbe Frequenz hat wie die impulsformige Gleichspannung und

dieser Spannung gleichförmig ist. Nun ist die Steuerspannung einer Zeilenablenkschaltung eine impulsßiinige Spannung, die den Zeilenendtransistor wechselweise leitend macht und sperrt. Es ist eine Erkenntnis 4er Erfindung, daß sich die an oen Anschlüssen der Spule vorhandene Spannung dazu eignet, als solche Steuerspannung aulzutreten, wobei die Spule die Primärwicklung des Transformators bildet, und die erfindungsgemäße Schaltung weist dazu das Kennzeichen auf, daß eine Sekundärwicklung des Transformators den Zeilenendtransistor steuert, und daß das Verhältnis der Zeit, in der der Schalter gesättigt ist zur Zeilenperiude im Betrieb zwischen 0,3 und

Es gehört ebenfalls zu einer Erkenntnis der Erfindung, daß die zur Stabilisierung der Speisespannung mit dem Schalttransistor erforderliche Dauermodulation keinen Einfluß auf die Steuerung des Zeilenendtransistors ausübt. Dies findet seine Ursache in der Tatsache, daß bei einer längeren oder kürzeren Sperrung des Zeilenendtransistors der Strom durch die 7eilenablenkspulen infolge der Übernahme des Snaruioden- und Transistorstromes oder im Falle einer besonderen Transislorart durch die Übernahme des Kollektor-Emitterstromes durch den Basis-Kollektorstrom und umgekehrt dadurch nicht beeinträchtigt wird. Man muß aber die obengenannten Verhältnisse von 0,3 bis 0.7 einhalten, da sonst dieses Übernahmeprinzip gefährdet wird.

Wie nachstehend erläutert wird, hat der Gebrauch des Schalttransistors als Treiber für den Zeilenendtransistor in einem speziellen, nachstehend zu beschreibenden Ausführungsbeispiel den weiteren Vorteil, daß wenn dieser Schalttransistor einen Kurzschluß bildet, (1er Zeilenendtransistor automatisch stoppt, wodurch die Ablenkung und die Hochspannung für die Wiedergaberöhre wegfallen und daher Beschädigung derselben vermieden wild.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist der Schalttransistor in der stabilisierten Speisung als Treiber für die Zeilenablenkschaltung wirksam. Die ι indungsgemäße Schaltungsanordnung kann außerdun mit einer sehr wirksamen Schutzst' .iltung versehen werden, wodurch die Betriebssichct licit wesentlich erhöht wird und die in der DT-OS 2 019 173 beschrieben wird. Es ist eine weitere Erkenntnis der Erfindung, die an den Anschlüssen der Spule vorhandene impulsförmige Spannung weiter zu verwenden, und die Schaltungsanordnung weist dazu das Kennzeichen auf. daß die Sekundärwicklungen des Transformators Dioden steuern, die gleichzeitig mit der Spardiode zur Erzeugung weilerer stabilisierter Gleichspannungen leitend sind und von denen ein Ende an Masse gelegt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schaltplan, bei dem der Zerhacker und die Zeilenablenkschaltung wohl, aber andere Schaltungen nicht näher angegeben sind,

F i g. 2 eine Darstellung des zeitabhängigen Verlaufes zweier Ströme und einer Spannung, die in der Schaltungsanordnung nach Fig. I vorkommen.

F i g. 3 andere Ausführungsmögliehkeilen des Zerhackers, .

F i g. 4 einige Abwandlungen eines Teils der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. In Fi u. 1 ist 1 eine Gleichrichlerschaltung. welche die ihr zugeführte Netzspannung in eine nicht stabilisierte Gleichspannung umwandelt. Mit einer der zwei Klemmen, zwischen denen diese Gleichspannung erhalten wird, ist der Kollektor eines Schalttransistors 2 verbunden, welcher Transistor in diesem Ausführungsbeispiel vom npn-Typ ist und dessen Basis eine impulsfönnige Spannung zugeführt bekommt, die über eine Steuerstufe 4 von einem Modulator 5 herrührt und die den Transistor 2 wechselweise in den Sättigungs- und in den Sperrzustand bringt. Am Emitter des Transistors 2 entsteht die Spannungsform 3. Damit die Ausgangsspannung der Schaltungsanordnung konstant gehalten wird, wird im Modulators die Dauer der gelieferten Impulse geändert. Ein Impulsoszillator 6 liefert dem Modulator 5 die impulsf&rmige Spannung und wird durch eiin zeilenfrequentes Signal synchronisiert, das von dem in der Bildwiedergabevorrichtung vorhandenen Zeilenoszillator 6 herrührt. Dieser Zeilenoszillator 6' wird seinerseits auf bekannte Weise durch Zeilenfrequenzimpulse 7'. die in der Vorrichtung vorhanden sind und beispielsweise aus einem empfangenen Fernsehsignal herrühren, falls die Bildwiedergabevorrichtung ein Fernsehempfänger ist. unmittelbar synchronisiert. Der Impulsoszillator 6 erzeugt auf diese Weise eine impulsformige Spannung, deren Wiederholungsfrequenz die Zeilenfrequenz ist.

Der Emitter des Schalttransistors 2 ist einerseits mit der Kathode einer Spardiode 7, deren anderes Ende an der zweiten Eingangsspannungsklemme liegt, und andererseits mit der Primärwicklung 8 eines Transformators 9 verbunden. Die impulsförmige Spannung 3. die an der Kathode der Spardiode 7 entsteht, wird durch diese Diode in den Intervallen, in denen sie leitend ist. gegen das Potential der genannten zweiten Klemme geklemmt. In den übrigen Intervallen nimmt die impulsförmige Spannung 3 den Wert V- an. Zwischen dem anderen Ende der Wicklung 8 und der zweiten Eingungsspannungsklemme liegen ein Ladekondensator 10 und eine Belastung 11. Die Elemente 2. 7. 8, 10 und 11 bilden einen sogenannten Zerhacker, wobei am Ladekondensator eine Gleichspannung entsteht, insofern der Kondensator I¹O für die Zeilenfrequenz groß genug ist. und wobei der der Belastung U gelieferte Strom wechselweise über den Schalttransistor 2 oder über die Spardiode 7 fließt. Die Ausgangsspannung K_n welche die am Ladekondensator 10 entstandene Gleichspannung ist. wird einer Vergleichsschaltung 12 zugeführt, welche die Spannung V_n mit einer Bezugsspannung vergleicht. Die Vergleichsschaltung 12 erzeugt eine Gleichspannung, die dem Modulator 5 zugeführt wird, wodurch sich die Dauer der wirksamen Zeit λ Τ des Schalttransistors 2 gegenüber der Periode 7 der Impulse 3 in Abhängigkeit von den Änderungen der Ausgangsspannung V₀ ändert. Es ist nämlich einleuchtend, daß die Ausgangsspanniing F₁, dem Verhältnis -ι proportional ist:

V_n = V, ■ Λ.

Die Belastung 11 des Zerhackers besteht aus der Leistungsaufnahme von Teilen der Bildwiedergabevorrichtung, die mit der Ausgangsspannung V_n gespeist werden. In einer praktischen Ausfuhrungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. wobei die Netzwechselspannung einen nominellen Effektivwert von 220 V hat und die gleichgerichtete Spannung V₁

etwa 270 V ist, beträgt die Ausgangsspannung K₀ Tür <) = 0,5 etwa 135 V. Damit ist es beispielsweise ebenfalls möglich, eine Zeilenablenkschaltung zu speisen, wie diese in F i g. 1 dargestellt ist, wobei die Belastung 11 dann andere Teile darstellt, die vom j Zerhacker gespeist werden. Dadurch, daß die Spannung V₀ wegen der !!^pulsdauermodulation konstant gehalten wird, bleibt die Speisespannung dieser Zeilenablenkschaltung konstant, mit der günstigen Folge, daß die Zeilenamplitude (= die Breite des am Schirm |₀ der Bildwiedergaberöhre wiedergegebenen Bildes) auch konstant bleibt, sowie die für die Endanode der Bildwiedergaberöhre erforderliche und in derselben Schaltungsanordnung erzeugte Hochspannung, unabhängig von den Änderungen der Netzspannung und der Belastung am Hochspannungsgenerator (= Leuchtdichteänderungen).

Es können jedoch Änderungen der Zcilenamplitude und der Hochspannung auftreten infolge einer nicht ausreichend geringen Innenimpedanz des Hochspannungsgenerators. Ausgleichmittel sind dazu bekannt. Eine Möglichkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, die Vergleichsschaltung 12 dazu zu verwenden. Wird nähmlich ein Element mit einer nahezu quadratischen Charakteristik, beispielsweise ein spannungsabhängiger Widersland, vom Strahlstrom durchlaufen, so kann über die Vergleichsschaltung 12 eine Änderung für die Spannung ^₀ erhalten werden, die der Wurzel aus der Änderung der Hochspannung proportional ist, was eine bekannte Bedingung ist, damit die Zeilenamplitude konstant bleibt.

Außerdem ist die Glältung der Spannung K₀ erleichtert, da die Wiederholungsfrequenz der impulsförmigen Spannung 3 um viele Male höher ist als die des Netzes und ein Ladekondensator 10 nut einem verhältnismäßig kleinen Wert ausreichen kann Ist der Ladekondensator 10 für die Zeilenfrequen/ groß genug, so ist die Spannung F₀ tatsächlich eine Gleichspannung, wodurch an den Klemmen der Primärwicklung 8 eine Spannung entsteht, die dieselbe Form hat wie die impulsförmige Spannung 3. An den Sekundärwicklungen 13. 14 des Transformators 9 (in Fig. 1 sind nur zwei Sekundärwicklungen dargestellt, aber es können mehrere da sein) entstehen daher Spannungen, die der impulsförmigen Spannung 3 gleichförmig sind, aber eine größere bzw. kleinere Amplitude haben. Es ist eine Erkenntnis der Erfindung, das eine Ende jeder Sekundärwicklung an Erde zu legen, während das andere Ende derselben eine Diode steuert, wobei der Wickelsinn jeder Wicklung und die Leitungsrichtung jeder Diode derart gewählt werden, daß diese Dioden in derselben Zeit leitend sind wie die Spardiode 7. Auf diese Weise werden nach Glättung stabilisierte Speisespannungen, beispielsweise an der Klemme 15 erzeugt, mit den für in der Bild wiedergabevorrichtung vorhandene Schaltungen erforderlichen Amplituden und Polaritäten In Fig 1 ist beispielsweise die an der Klemme 15 erzeugte Spannung gegenüber Erde positiv. Es sei bemerkt, daß die Beiastungssuömc der auf diese Weise erhaltenen Spcisespannum-en eine Verringerung der Schaltleistung herbeiführen, «eiche Leistung durch die Spardiode 7 zurückgeführt wird Die Summe sämtlicher DiinJcnströmc einschließlich der Diode 7. cntspiichi |a dem Strom, der durch die Diode 7 Mu-IWn wüfde falls keine Sekundärwicklung am 11 inslm malm 9 ivwickelt uiul keine· Siniultaiulimli 'CMMiIiKl w.m- I)KSC \ 1-11111!.¹CIIiIiIi dall ;iK zusätzVorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betrachtet werden, denn eine für geringere Leistungen geeignete Diode ist dann verwendbar. Es dürfte jedoch einleuchten, daß die gesamte Sekundärbelastung nicht größer werden darf als die Primärbelastung, da sonst die Gefahr besieht, daß die Spardiode 7 gesperrt werden würde, wodurch von einer Stabilisierung der sekundären Speisespannungen nicht mehr die Rede sein könnte.

Es sei bemerkt, daß eine zeilenfrequente parabelförmige Spannung an diesem Kondensator entsteht. wenn dem Ladekondensator 10 eine geringere Kapazität erteilt wird, wodurch also die sogenannte S-Korrektur entsteht.

In Fig. 1 werden Ladekondensatoren zwischen den Klemmen 15 u. dgl. und Erde angeordnet, damit dafür gesorgt wird, daß die Spannungen an diesen Punkten stabilisierte Gleichspannungen sind. Ist außerdem der Mittelwert der Spannung an einer dieser Klemmen dem Effektivwert der Wechselspannung, die zur Aufheizung des Glühfadens der in der Bildwiedergabevoirichtung vorhandenen Bildwiedergaberöhre erforderlich ist. gleich gemacht, so ist diese Spannung für diese Aufheizung geeignet. Dies ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, da die billige Erzeugung einer stabilisierten Glühspannung für die Bildwiedergaberöhre bei transistorbestückten Geräten immer ein großes Problem gewesen ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bildwiedergabevorrichtung ist, daß der Transformator 9 als Trenntransformator wirksam sein kann, so daß die unterschiedlichen Sekundärwicklungen vom Netz getrennt und mit ihrer Unterseite an Masse der Bildwiedergabevorrichtung gelegt werden können. Letztere Maßnahme ermöglicht es. ein anderes Gerät, wie beispielsweise ein Bandaufnahmegerät, an die Bildwiedergabevorrichtung anzuschließen ohne daß Erdungsprobleme auftreten können.

In F i g. 1 ist 14 eine Sekundärwicklung des Transformators 9. die nach der obengenannten Erkenntnis der Erfindung den Zeilenendtransistor 16 der Zeilenablenkschaltung 17 steuern kann. Die Zeilenablenkschaltung 17. die in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist. enthält unter anderem Zeilenablenkspulen 18 und einen Hochspannungstransformator 19. dessen Sekundärwicklung 20 zur Erzeugung der für die Endanode der Bildwiedergaberöhre erforderlichen Hochspannung dient. Die Zeilenablenkschaltung 17 wird durch die Ausgangsspannung I₀ des Zerhackers gespeist. welche Spannung dank der Impulsdauermodulation stabilisiert ist. mit allen obengenannten Vorteilen. Die ZeüenaWenkschaltung 17 entspricht beispielsweise ähnlichen Schaltungsanordnungen, die in den DT-OS 1462 847. 1762 326 und 2017 391 beschrieben wurden. Es dürfte einleuchten, daß andere ausgebildete Zeilenablenkschaltungen ebenfalls möglich sind.

Im folgenden wird dargelegt, daß die Sekundär wicklung 14 tatsächlich eine Zeilcnablenkschaltunj. steuern kann, so daß der Schaltlransistor 2 als Treiberstufe für die Zeilenablenkung wirksam sein kann In Fig. 2 a und 2 b ist der Verlauf als Funktion dei Zeil des Stromes /, dargestellt, der in dem Kollekioi des Transistors. 16 fließt und der Steiicrspannung r, an den Klemmen der Sekundärwicklung 14. \Väh icnil der Kücklaiif/cit <<·. /,I muß der Transistor 1( \οΙΙιμ i'cspcnt sein, weil ilanii an seinem Kolleki·¹ emc lii'lic Spannunijsspiize einsieht die Sp.mnnn

I₁₄ muß dann unbedingt negativ sein. Während der Hinlaufzeil (r,, I₄) fließt durch die Kollcktorelektrode des Transistors 16 ein sägezahnförmiger Strom i_c der zunächst negativ ist und dann seine Richtung ändert. Weil die Schaltungsanordnung nicht verlustfrei ist, liegt bekanntlich der Zeitpunkt f_v in dem der Strom /_t· Null wird, vor der Mitte der Hinlaufzeit. Am Ende i₄ der Hinlaufzeit muß der Transistor 16 wieder ausgeschaltet werden. Weil jedoch der Transistor 16 während der Hinlaufzeit bis in den Sättigungszustand ausgesteuert wird und weil dieser Transistor für hohe Spannungen und große Leistungen geeignet sein muß. wodurch seine Kollektorschicht dick ist, enthält dieser Transistor ein sehr großes Übermaß an Ladungsträgern sowohl in der Basis- als auch in der Kollektorschicht. Die Entfernung dieser Ladungsträger dauert eine nicht vernachlässigbare Zeil i₅, wonach der Transistor tatsächlich ausgeschaltet ist. Es gilt also, daß der Bruchteil Λ T der Zeilenperiode 7", wobei r₁₄ positiv ist, spätestens im Zeitpunkt U₄ - (J nach dem Anfang (f = 0) der vorigen Rücklaufzeit liegen muß.

Die Zeit Λ 7 kann in jedem Augenblick/, eingeleitet werden, der zwischen dem Ende i, der Rücklauf/eil und dem Augenblick r₃, in dem der Kollektorstrom I₁- seine Richtung ändert, liegt. Im Zeitpunkt f₂ fließt zwar Emitterstrom durch den Transistor 16, abei der Kollektorstrom i"_c wird dadurch nicht beeinflußt, wenigstens nicht, wenn die Speisespannung (= V₀) für die Zeilenablenkschaltung 17 groß genug ist. Dies und jenes ist in der niederländischen Patentanmeldung 6 512 106 beschrieben worden. Dasselbe gilt auch Tür die Zeilenablenkschaltungen, in denen die Kolleklorbasisdiode nicht als Spardiode wirksam ist. wie in der beschriebenen Schaltungsanordnung 17 der Fall ist, sondern in denen eine Spardiode zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Zeilenendlransistors liegt. In einem derartigen Fall stellt der negative leii des Stromes /,-in Fig. 2a den Strom durch die genannte Spardiode dar.

Nach dem Zeitpunkt r, muß die Spannung r₁₄ positiv sein. Mit anderen Worten, die minimale Dauer der Zeit T. in der die Spannung r₁₄ positiv sein muß. ist (r₄ - (J - /₃. während die maximale Dauer (r₄-fj-f, beträgt. Bei einem 625-Zeilensystem beträgt die Zeilenperiode f₄ etwa 64 \xs und die Rücklaufzeit etwa 12 \is. Ohne Verluste in der Schaltungsanordnung würde der Zeitpunkt i, etwa 26 |xs nach dem Zeitpunkt f, liegen, mit Verlusten ist 22 us ein angemessener Wert, das sind 34 _:jls nach dem Anfang der Periode. Nimmt man sicherheitshalber an, daß f_v etwa 10 μβ dauert, so sind die äußersten Werte von Λ T etwa 20 und 42 \is und daher die von Λ etwa 0,31 und 0,66 mit einer Mittelwert gleich etwa 0,49. Nun ist obenslehend gesagt worden, daß ein Mittelwert von Λ = 0,5 geeignet wäre. Die Zeilenablenkschaltung 17 kann daher tatsächlich auf die beschriebene Weise zusammen mit dem Zerhacker verwendet werden, wobei die relative Änderung von ή = (0,66-0,31): 0,49 = 71,5% betragen darf. Dies ist mehr als notwendig, um die Änderungen der Netzspannung oder der unterschiedlichen Belastungen auszuschalten und um die noch zu beschreibende Ost-West-Modulation und den WeI-ligkeitsausgleich herzustellen. Nimmt man nämlich an, daß die Netzspannung zwischen - 15 und +10% des Nennwertes 220 V ändert, während die der Eingangsspannung K₁ überlagerte 50-Hz-Welligkeitsspannung 40 V Spitze-zu-Spitze beträgt, und K, nominell 270 V ist, dann ist die niedrigste auftretende Spannung K

0.85 χ 27OV - 20 V = 210 V
und die höchste auftretende Spannung K₁

1,1 χ 270 V + 20 V = 320 V.

Bei einer Ausgangsspannung K₀ gleich 135 V muß also das Verhältnis schwanken zwischen Λ = 135:210 = 0.64 und Λ = 135:320 = 0,42.

Ein wichtiges Problem, das auftritt,ist die Simultanoder Nichtsimultansteuerung des Zeilenendtransistors 16 mit dem Schalttransistor 2, was bedeutet, daß bei Simultansteuerung beide Transistoren gleichzeitig leitend sind, und zwar in der Zeit Λ T. Dies hängt vom Wickelsinn der Sekundärwicklung 14 gegenüber dem der Primärwicklung8 ab. In Fig. 1 ist angenommen, daß die Steuerung simultan ist, so daß die an der Wicklung 14 vorhandene Spannung die Gestalt hat, die in Fig. 2b dargestellt ist. Diese Spannung nimmt in der Zeit ή T den Wert η(Kj- K₀) und in der Zeit (1 — i))T den Wert — ?iK₀ an, wobei η das Verhältnis der Anzahl Windungen der Wicklungen 14 und 8 ist wobei K₀ konstant gehallen wird. Be: nomineller Netzspannung K₀ ist f>V_{ nom. Wenr jedoch Kj infolge einer Steigerung bzw. einer Senkung der Netzspannung hiermit proportional steigt odei sinkt, d. i. Fj = K_y nom + I K, so wird der positive Teil von K₁₄ gleich

K_iB

1 K).

wenn f> - 0.5 für V, = K_in„„, angenommen wird. Relativ ist dies eine doppelt große Änderung. Sind beispielsweise V₁ „„,„ = 270 V und K₀= 135 V. so wird eine Änderung der Netzspannung von - 15 bis +10% eine Änderung von K₁ von -40.5 bis + 27V, d.i. -30 bis +20% der 135 V. die an der Wicklung 8 in der Zeit Λ T vorhanden sind. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 16 über einen großen Änderungsbereich immer bis in den Sättigungszustand ausgesteuert werden kann Würde das Signal in Fig. 2b über einen Widerstand der Basis des Transistors 16 zugeführt werden, so würde der Basisstrom desselben dieselbe Änderung erfahren müssen.

während der Transistor bei Unterspannung bereis im Sättigungszustand sein müßte. Dabei wird voi ausgesetzt, daß der Transformator 9 ideal ist (ohr Verlust) und daß die Spule 21 eine kleine Induktiviti hat. wie in der DT-OS 1 762 326 erläutert ist Es stel sich heraus, daß es daher erwünscht ist. den Basi strom des Transistors 16 zu beschränken.

Dies läßt sich dank der Anordnung einer Spule Ά mit einer großen Induktivität, etwa 100 u\\. zwischt der Wicklung 14 und der kleinen Spule 21 verwir! liehen. Der Verlauf des genannten Basisstromes wird in F i g 2c. nicht in demselben Maßstab w der Kollektorsirom in Fig. 2a angegeben Wii

509 631 1

rend des Leitungsintervalles Λ Γ ändert sich der Strom /' wie eine lineare Funktion der Zeit um einen Endt

wert von

in der L die Induktivität der Spule 22 darstellt. Man hat nun nicht nur den Vorteil, daß dieser Endweit nicht sofort erreicht wird, sondern es läßt sich darlegen, daß die Änderung dieses Endwertes als Funktion der Netzspannung klein geworden ist. Bei nomineller Netzspannung gilt nämlich

■" L V ' ~

Bei der Netzspannung V₁= V_imm + IK, dann wird

so daß

Die relative Änderung ist

Jit

η V² ₀T

tv v_inom i_h

"(V_{1 nmn}-V₀)V₀T

VV V ~

^weil K ,,,„„ = 2 F₀ ist. Diese Änderune entspricht also der der Netzspannung und ist nicht zweimal größer.

Während der Abschaltung t_s des Transistors 16 muß die Spule 22 keinen und die Spule 21 wohl einen Einfluß ausüben können, was dadurch erreicht wird, daß parallel zur Spule 22 eine Diode 23 geschaltet wird. Weiter enthält in diesem Beispiel die Steuerschaltung des Transistors 16 die zwei Dioden 24 und 25 wie in der niederländischen Patentanmeldung 6905 824 beschrieben worden ist. wobei eine dieser Dioden, in Fig. J Diode 25. durch einen Widerstand überbrückt werden muß.

Die Steuerschaltung des Transistors 16 kann auch ausgebildet werden, wie dies in F i g. 4 dargestellt ist. Es ist nämlich bekannt, daß die Spule 2l"durch die Parallelschaltung einer Diode 2Γ und eines Widerstandes 2Γ. mit dem der inverse Strom dosiert wird, ersetzt werden kann. Damit die Strecke des imersen Stromes von der des Vorwärtsslromes i>ctrennt wird, muß dann die Parallelschaltung einer Diode 29 oder eines Widerstandes 29 vorhanden sein. Dies führt /u der Schaltungsanordnung der r- i g. 4a. Diese Schaltungsanordnung läßt sich nun dadurch vereinfachen, daß die Dioden 25 und 21 einerseits und die Dioden 23 und 29' andererseits in Reihe geschaltet sind. Das Ergebnis wird in der Fig. 4b dargestellt, wobei im Vergleich zur Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eine Spule weniger und ein Widerstand mehr verwendet werden.

In Fig. 3 werden mögliche Abwandlungen des Zeihackers dargestellt. Fig. 3a zeigt auf vereinfachte Weise die Schaltungsanordnung nach Fig. I. wobei die an den Anschlüssen der" Wicklungen 8 vorhandene impulsförmige Spannung eine Spit?ezu-Spitzenamplitude hat von V₁ - V₀ = 0,5 V₁ Tür Λ = 0.5. Die Anordnung der Spule 22 gibt wie uesagt dem Basisslrom des Transistors 16 eine relative Änderung, die der der Netzspannung entspricht. In den Fallen nach Fig. 3b, 3c und 3d ist die Spit/e-zu-Spitzenamplitude der Spannung an der Wicklung 8 gleich K₁, wodurch die Anordnung der Spule 22 "zu einer relativen Änderung führt, die der Hälfte der der Netzspannung entspricht, was noch günstiger ist als im ersteren Fall.

In Fig. 3 werden Transistoren von npn-T>p verwendet. Verwendet man Transistoren vom npn-Typ. so müssen selbstverständlich die betreffenden Spardioden umgekehrt werden.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß es möglich ist, mit den Abwandlungen nach den Fig. 3b."3c und Jd eine Ausgangsspannung K_n zu erhalten, die größer > ist als die Ausgangsspannung K₁-. Diese Abwandlungen sind in Ländern, wie beispielsweise den Vereinigten Staaten oder Frankreich, wo die nominelle Netzspannung 117 oder 110 V ist. verwendbar, ohne daß der restliche Teil der Schaltungsanordnung geändert zu werden braucht.

Die obenstehende Bemerkung in bezug auf die äumme der Diodenströme gilt jedoch für die Abwandlungen in den Fi ε. 3a und 3d

Wenn nun der Zeilenendtransistor 16 nicht simultan zum Schalttransistor 2 gesteuert wird, leitet die ipardiode 7 simultan zum Transistor 16. d. h. in der Zeit, die in Fig. I und 2 b mit λ Τ angedeutet ist. In dieser Zeit ist die Ausganssspannung I₀ des z.ernackers stabilisiert, wodurch der Basisstrom des transistors 16 ohne weiteres stabilisiert ist. Es tritt jedoch ein wichtiger Nachteil auf. In Fie. I stellt 26 eine Schutzschaltung dar. mit der beabsichtigt *vird, den Schalttransistor 2 zu schützen, wenn der Strom an der Belastung 11 und oder an der Zeilenschaltung 17 zu groß wird, was dadurch geschieht, daß der Zerhacker anhält Nach einer bestimmten Zeit wird die Ausgangsspannung I₀ aufs neue aufgebaut, jedoch nur aJlmählich. was bedeutet, daß das Verhältnis .1 zunächst klein, in der Größenordnung von, 0.1. ist. Dies und jenes wird in der niederländischen Patentanmeldung 6916 660 beschrieben. Dasselbe tut sich dar. wenn die Wiedergabevorrichtung eingeschaltet wird Weil ,1 = 01 etwa 6 _;iS entspricht, wenn Γ - 64 *s. ist die Spard.ode7 m diesem Fall während 64 - 6 = 58 xs leitend.wodurch der Transistor 16 bereits am Ende des Umlaufs oder bei einem etwas größeren Verhältnis ο während des Rücklaufes e.ngeschaltet wird Dies wurde eine unzulässig hohe Verlu-tleistunn \erursacnen. Aus diesem Grunde ist daher Jie Simultansteuerung zu bevorzugen.

Die ZeilenablenkschaJtung selbst ist auch üochiil/t: in dem fall nämlich, wo etwas m der Spannung er-

sorgung defekt isl. Rillt die Treiberspannung an der Zeilenablenkschaltung weg, weil die Schaltspannung an den Klemmen der Primärwicklung 8 nicht mehr vorhanden ist, wodurch die Ablenkung stoppt. Dies geschieht insbesondere, wenn der Schalttransistor 2 einen Kurzschluß zwischen dem Emitter und dem Kollektor bildet, wodurch die Speisespannung V₀ für die Zeilenablenkschaltung im Falle nach F i g. 1 höher, nämlich gleich K,, wird. Aber nun ist der Zeilenendtransistor gesperrt und ist daher sicher, ebenso wie die Bildwiedergaberöhre und andere Teile der Wiedergabevorrichtung, die aus der Klemme 15 oder ähnliches gespeist werden. Dies gilt jedoch nur für die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 oder 3a.

Der Inipulsoszillator 6 gibt dem Modulator 5 zeilenfrequente Impulse ab. Es kann vorteilhaft sein, zwei Zeilenfrequenzgeneraloren zu haben, wie bereits beschrieben wurde, d. h. den Impulsoszillator 6 und den Zeilenoszillator 6', der in der Bildwiedergabevorrichtung vorhanden ist und auf bekannte Weise durch Zeilensynchronimpulse 7' unmittelbar synchronisiert wird. In diesem Fall liefert nämlich der Zeilenoszillator 6' dem Impulsoszillator 6 ein störungsfreies Signal großer Amplitude. Man kann jedoch auch den Impulsoszillator 6 und den Zeilenoszillator 6' in nur einem einzigen Oszillator 6" (s. Fig. 1) kombinieren, was eine Einsparung von Einzelteilen mit sich bringt. Es dürfte einleuchten, daß der Zeilenoszillator 6' bzw. der Oszillator 6 ' auch indirekt synchronisiert sein können, beispielsweise mittels eines Phasendiskriminators. Es sei bemerkt, daß entweder der Impulsoszillator 6, der Zeilenoszillator 6' bzw. der Oszillator 6" noch der Modulator 5 durch die beschriebene Speisung gespeist werden können, da die Ausgangsspannung V₀ beim Einschalten der Netzspannung noch nicht vorhanden ist. Die genannten Schaltungsanordnungen müssen daher unmittelbar von den Eingangsklemmen gespeist werden. Will man, wie obenstehend, daß diese Schaltungsanordnungen vom Netz getrennt sind, so kann man einen kleinen Trenntransformator verwenden, dessen Primärwicklung zwischen den Netzspannungsklemmen liegt und dessen Sekundärwicklung einerseits an Masse gelegt wird und andererseits einen Gleichrichter steuert.

Der Kondensator 27 wird der Spardiode 7 parallelgeschahet. damit die Verlustleistung im SchalUransistor 2 verringert wird. Wird nämlich der Transistor 2 von der impulsförmigen Steuerspannung ausgeschaltet, so nehmen gleich/eitig Nein Kollektorstrom ab und seine Kollektoremitterspannung zu. so daß die Verlustleistung, bevor der Kollektorstrom Null geworden ist, nicht vernachlässigbar ist. Wird run die Spardiode 7 durch den Kondensator 27 überbrückt, so wird der Anstieg der Kollektoremitterspannung verzögert, d h., diese Spannung nimmt erst große Werte an. wenn der Kollektorstrom schon klein geworden ist. Zwar nimmt dann die Verlustleistung im Transistor 2 beim Einschalten durch die impulsförmige Steuerspannung etwas zu. andererseils wird dadurch, daß der Strom durch die Diode 7 kleiner geworden ist, und zwar durch die Sekundärwicklungen, auch sein inverscr Strom beim Einschalten des Transistors 2 kleiner und dadurch seine Verlustleistung kleiner Es ist außerdem günstig, diese I in- und Ausschalt/eilen etwas zu verzögern, weil ».lic Sch.'ltimpulse dann weniger hochfrequente I <«uncr.intcile enthalten, die Interferenzen in der BiIdwiedergabevorrichtung verursachen können, was sichtbare Störungen am Schirm der Wiedergaberöhre verursacht. Zwar nehmen diese Störungen eine feste Stelle am wiedergegebenen Bild ein, weil die Schaltfrequenz die Zeilenfrequenz ist, was fur den Zuschauer weniger störend ist. In einer praktischen Ausführungsform der Schaltungsanordnung, bei der die Zeilenfrequenz 15 625 Hz ist und in der der Schalttransistor 2 ein Versuchstyp ist, der für maximal 350 V Kollektor-Emitterspaniiiing oder 1 A Kollektorstrom geeignet ist, und eine Spardiode 7 ein Philipstyp BA 148 ist, beträgt die Kapazität des Kondensators 21 etwa 680 pF, während die Belastung 70 W an der Primär- und 20 W an der Sekundärseite des Transformators 9 ist. Die Koilektorverlustleistung beim Ausschalten beträgt 0,3 W (2,5mal kleiner als ohne Kondensator 27), beim Einschalten 0,7 W.

Mit den Bildwiedergaberöhren mit einem fast !lachen Schirm und großen Ablenkwinkeln, die zur Zeil verwendet werden, entsteht bekanntlich die sogenannte Kissenverzeichnung. Diese Verzeichnung ist insbesondere bei Farbfernsehen ein Problem, wobei eine Teilbildkorrektur nicht durch magnetische Mittel möglich ist. Die Korrektur der sogenannten Ost-West-Kissenverzeichnung, d. h. in der Horizontalrichtung auf dem Schirm der Bildwiedergabei öhre, läßt sich mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung auf elegante Weise durchführen. Wird nämlich die von der Vergleichsschaltung 12 erzeugte Spannung, die dem Modulator 5 zugeführt wird, damit die impulsförmige Spannung 3 in ihrer Dauer modifiziert wird, durch eine teilbildfrequente parabelförmige Spannung 28 moduliert, so wird die impulsförmige Spannung 3 dadurch auch moduliert. Bildet der Verbrauch der Zeilenablenkschaltung einen Teil der Belastung der Ausgangsspannung des Zeithackers so ist das den Ablenkspulen gelieferte Signal aucli auf dieselbe Weise moduliert. Bedingung dafür ist daß die teilbildfrequente parabelförmige Spannung 2i eine derartige Polarität hat, daß die Umhüllende de; durch die Zeilenablenkspulen fließenden zeilenfrcquenten sägezahnförmigen Stromes ein Maximum ir der Mitte des Einlaufes der Teilbildperiode hat unc daß der Ladekondensator 10 für die Teilbildfrequen, eine nicht zu kleine Impedanz hat. Wohl müssen di< übrigen Speisespannungen, die von der erfindungs gemäßen Schaltungsanordnung erzeugt werden unc die durch diesen teilbildfrcqnenten Anteil becinträch tigt werden können, gut geglättet werden.

Eine praktische Ausführungsform des beschrie benen Beispieles mit den bereits gegebenen nurnc rischen Angaben gibt bei einer Gesamtbelastung voi 90 W einen Wirkungsgrad für die Speisung von etw. 85% wobei der Innenwiderstand für die Gleich strombeiastuneen 1.5 Ll und für impulsform!·.!» Ströme etwa IO U beträgt Mit einer Änderung voi t 10⁰O der Netzspannung ist die Ausu.ingsspan nung I₁₁ innerhalb 0.4 V stabil. Unter den nomincl len Verhältnissen gibt die Kollektorvcrlustleisuin des Schalttransistors 2 etwa 2.5 W.

Weil der Innenwiderstand der Speisung so klcn ist. kann dieser, beispielsweise an der Klemme If mit Vorteil zur Speisung eines Klasse-B Audi.noi stärkers, der einen Teil der Wiederüabevomcliiun bildet, verwendet werden Fin derartiger Yerstäiki· bietet die bekannten Vorteile, daß seine Wi Um leistung der Amplitude des /u reproduzierenden I οικ

direkt proportional ist und daß sein Wirkungsgrad ijö.her ist als der eines Klasse-Α-Verstärkers. Ein Klasse-A-Verstärker dagegen nimmt eine nahezu konstante Leistung auf, so daß der Innenwiderstand der Speisespannungsquelle unbedeutend ist. Ist diese Quelle hochohmig, so wird jedoch in dem Falle eines Klasse-B-Verslärkere die Speisespannung durch die Audioinformation moduliert, wenn die Schallstärke groß ist, was andere Teile der Wiedergabevorrichtung ungünstig beeinflussen kann. Dieser Nachteil wird mit der Speisung nach der Erfindung vermieden.

Die 50-Hz-Welligkeitsspannung, die der gleichgerichteten Eingangsspannung V₁ überlagert ist, wird

durch die Vergleichsschaltung 12 und den Modufator 5 ausgeglichen, da diese Welligkeitsspannung als Abwandlung der Eingangsspannung V_t betrachtet werden kann. Ein weiterer Ausgleich wird dadurch falten daß ein Teil dieser Welhgkeitsspannung mit der gagneTen Polarität der Vergleichsschaltung 12 ^geführt wird. Ein kleiner Wert ffir den Glattungskondensator, der einen Teil der Gleichrichterschaltung 1 (s. Fig. 3) bildet, ist dann ausreichend. Derselben Schaltungsanordnung 12 wird die vom BiIdablenkgerät herrührende »elbüdfiequeile parate förmige Spannung 28 zur Korrektur der Ost-West-Kissenverzeichnung zugeführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung in einem Fernsehempiänger, wobei die durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung an einem Glättungskondensator erhaltene Eingangsgleichspannung mittels eines elektronisch steuerbaren Schalters, einer Spule und einer Spardiode in eine stabilisierte Ausgangsgleichspannung umgewandelt wird dadurch, daß der Schalter durch eine vom Zeilenoszillator abgeleitete, zeilenfrequente, impulsformige Spannung gesteuert wird, welche Impulse in ihrer Dauer moduliert werden, damit der Schelter während eines von der zu stabilisierenden Gleichsnannung rs abhängigen Teils der Periode leitend und während des übrigen Teils der Periode gesperrt wird, wobei diese Impulsdauermodulation mittels einer Vergleichsschaltung erfolgt, in der die zu stabilisierende Gleichspannung mit einer nahezu konstanten Spannung verglichen wird und wobei die Spule, an der eine mäanderformige Spannung entsteht, die Primärwicklung eines Transformators bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sekundärwicklung (14) des Transformators (9) den Zeilenendtransistor (16) steuert und daß das Verhältnis (Λ) der Zeit (Λ T), in der der Schalter (2) .gesättigt ist, zur Zeilenperiode (T) im Betrieb zwischen 0,3 und 0,7 liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß »ur Erzeugunii weiterer stabilisierter Gleichspannungen Sekundärwicklungen (13) des Transformators (9) Dioden steuern, die gleichzeitig mit der Spardiode (7) leitend sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Transistor (16) und der Schalter (2) gleichzeitig leitend sind, daß eine Spule (22) in die Steuerleitung des genannten Transistors aufgenommen ist und daß die Spule (22) im wesentlichen durch ein in nur einer Richtung leitendes Element (23^ überbrückt ist, das nichtleitend ist in den Intervallen, in denen beide Transistoren leitend sind.