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Schaltung zur Stabilisierung der Bildbreite in einem Fernseh-
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empfänger In einem Fernsehempfänger, bei dem die Hochspannung für
die Bildröhre aus dem Zeilentransformator gewonnen wird, ist ohne besondere Maßnahmen
die Bildbrite, d.h. die Zeilenablenkampli tude in unerwünschter Weise vom Strahlstrom,
d.h. der jeweiligen Helligkeit des Bildes abhängig. Diese Abhängigkeit ergibt sich
aus zwei verschiedenen Zusammenhängen.
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Wenn der Strahlstrom der Bildröhre bei einer größeren Helligkeit ansteigt,
wird die Zeilenendstufe über die Hochspannungs wicklung stärker belastet. Dadurch
sinkt die Amplitude des der Zeilenablenkspule zugeführten Stromes in Abhängigkeit
vom Innenwiderstand der Endstufe, so daß die Bildbreite geringer wird.
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Bei einem Anstieg des Strahlstromes wird andererseits aufgrund des
Innenwiderstandes der Hochspannungsquelle die Hochspannung geringer. Dadurch sinkt
die Geschwindigkeit der Elektronen des Elektronenstrahls im Bereich des Ablenkfeldes,
so daß sich die Elektronen leichter vom Ablenkfeld beeinflussen lassen. Dadurch
wird
die Ablenkung in Zeilenrichtung vergrößert, so daß auch die Bildbreite größer wird.
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Es ist ersichtlich, daß die beiden Wirkungen eine entgegengesetzte
Änderung der Bildbreite haben. Dabei überwiegt jedoch die zweite Wirkung, so daß
im allgemeinen ohne besondere Maßnahmen bei einer Erhöhung des Strahlstromes auch
die Bildbreite zunimmt.
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Zur Stabilisierung der Bildbreite bei Änderung des Strahlstroms ist
eine Vielzahl von Schaltungen bekannt.
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Es ist bekannt, in den Weg des Betriebsstromes zur Zeilenendstufe
einen Widerstand einzuschalten und dadurch den Innenwiderstand der Endstufe zu vergrößern.
Bei einer Erhöhung des Strahlstromes fällt dann über diesem Widerstand eine erhöhte
Spannung ab, so daß die Betriebsspannung der Zeilenendstufe verringert und der an
sich auftretenden Erhöhung der Bildbreite entgegengewirkt wird. Ein solcher Widerstand
verbraucht aber zusätzliche Leistung und erhöht außerdem auch den Innenwiderstand
der Hochspannungsquelle.
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Es ist auch bekannt, in Abhängigkeit vom Strahlstrom direkt das Abschaltverhalten
des Zeilenendstufentransistors in dem Sinne zu beeinflussen, daß die BildbnLte etwa
konstant bleibt.
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Insbesondere bei einem Fernsehempfänger ist es außerdem notwendig,
zur Beseitigung von sogenannten Ost-West-Kissenfehlern die Zeilenablenkamplitude
durch eine halbbildfrequente Spannung zu modulieren, derart, daß diese Amplitude
am oberen und unteren Bildrand zur Beseitigung des Kissenfehlers verringert wrd.
Bei einer solchen Schaltung ist es bekannt (Grundig Technische Informationen 3/1970
Seite 771-776), den zur Ost-West-Kissenkorrektur dienenden Modulator für die Zeilenablenkamplitude
zusätzlich zur Stabilisierung der Bildbreite auszunutzen, indem in diesen Modulator
eine vom Strahlstrom abhängige Spannung eingekoppelt wird, die ebenfalls die Zeilenablenkamplitude
und
damit die Bildbreite beeinflußt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache
und wirkungsvolle Schaltung zur Stabilisierung der Bildbreite unter weitgehender
Ausnutzung der Bauteile der Schaltung zur Ost-West-Kissenkorrektur zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Eine induktive Ankopplung
des Rücklaufkondensators der Brücke an den Brückenpunkt führt zu einem positiven
Anstieg der mittleren, d.h. der die Amplitude bestimmenden Brückenspannung. Dabei
ist es unerheblich, ob die Modulatordioden am Brückenpunkt oder an der übersetzenden
Teilwicklung der Brückenspule liegen. Der positive Anstieg der mittleren Brückenspannung
ist darauf zurückzuführen, daß durch die transformierte Brückenspannung am Brücken-Rücklaufkondensator
die anliegende modulierte Spannung vergrößert wird und damit auch die Wirkung dieses
Kondensators.
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Dadurch kann der Wert dieses Kondensators kleiner gewählt werden,
und die Übertragung ton Oberwellen der Rücklaufspannung, die durch die Hochspannungsbelastung
entstehen, werden begünstigt. Diese Oberwellen überlagern sich der Brückenspannung
und verursachen durch Addition und Gleichrichtung an der Kathode der unteren Modulatordiode
einen positiven Anstieg der mittleren Brückenspannung. Die Änderung der Brückenspannung
in Abhängigkeit vom Strahl strom kann durch die Wahl der zweiten Wicklung der Brückenspule
bestimmt werden.
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Dabei ist zwar nur eine Regelrichtung möglich, nämlich eine Verringerung
der Zeilenablenkamplitude, die ja wie beschrieben bei Vergrößerung des Strahlstroms
und Verringerung der Hochspannung ebenfalls verringert werden muß, um die Bildbreite
konstant zu halten. Die Schaltung läßt sich aber durch geeignete Wahl der Ausgangsregelpunkte
so bemessen, daß eine
einwandfreie Stabilisierung der Bildbreite
über den gesamten Bereich vom Strahlstrom und Bildhelligkeit erreicht wird.
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Eine besonders vorteilhafte Wirkung ergibt sich bei einer Schaltung
nach Anspruch 3. Die Lösung nach Anspruch 3 kann nur die Brückenspannung stabilisieren.
Bei einer praktisch ausgeführten Bemessung wird nur eine geringe Änderung über den
stabilen Punkt hinaus gewünscht, da die Lösung nach dem Anspruch 3 eine weitere
Regelung über eine stabile Spannung hinaus durch die erfindungsgemäße Schaltung
ohnehin erschwert. Die Lösung nach Anspruch 3 kann demnach nur negative Änderungen
der Brückenspannung stabilisieren, während die erfindungsgemäße Schaltung auch Änderungen
in positiver Richtung zuläßt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 2 ein Prinzipschaltbild
für die Wirsungsweise der Schaltung nach Anspruch 3.
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In Figur 1 wird der Zeilenendstufentransistor 1 von der zeilenfrequenten
Schaltspannung 2 gesteuert. Die Arbeitswicklung 3 des Zeilentrafos 4 speist die,
Zeilenablenkspule 5 für die Bildröhre 6, die an ihren Kathoden mit den Farbsignalen
R,G,B gesteuert wird. Außerdem wird über die Wicklung 30 ein Rücklaufimpuls für
die Erzeugung der Hochspannung abgeleitet und über den Gleichrichter 31 der Bildröhre
6 zugeführt. Der Zeilenablenkstrom fließt vom Kollektor des Transistors 1 über die
Zeilenablenkspule 5, den auch als Tangenskondensator dienenden Koppelkondensator
7, die Brückenspule 8, den Kondensator 29 sowie über die Dioden 9-10 gegen Erde
und gegen +U1 (Primärmodulator). Für die Ost-West-Kissenkorrektur muß die Amplitude
dieses Zeilenablenkstromes halbbildfrequent moduliert werden.
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Hierzu dienen die Brückenspule 8 und die Dioden 9,10. Zwischen dem
unteren Ende der Spule 8 und Erde ist eine Impedanz wirksam, die halbbildfrequent
in ihrer Größe gesteuert ist und dadurch die Amplitude des Zeilenablenkstromes durch
die
Ablenkspule 5 steuert. Diese Steuerung erfolgt von der Klemme
11 durch die halbbildfrequente Spannung 12 über den Verstärker mit den Transistoren
13,14,15, denen nicht näher bezeichnete Arbeitswiderstände und Widerstände zur Erzeugung
der Vorspannungen zugeordnet sind. Mit dem Potentiometer 16 sind der Gleichspannungs-Arbeitspunkt
des Verstärkers 13,14,15 und damit die Zeilenablenkamplitude und die Bildbreite
statisch auf den richtigen Wert einstellbar. Mit dem Potentiometer 17 ist durch
Veränderung der Wechselspannungsgegenkopplung am Transistor 13 die Amplitude der
übertragenen Spannung 12 und damit das Maß der Ost-West-Kissenkorrektur auf den
gewünschten Wert einstellbar. Zusätzlich ist noch in bekannter Weise der Rücklaufkondensator
18 parallel zum Transistor 1 vorgesehen. Die soweit beschriebene Schaltung ist bekannt.
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Zusätzlich zum ersten Rücklaufkondensator 18 ist ein von der Arbeitswicklung
3 gespeister zweiter Rücklaufkondensator 20 vorgesehen und induktiv über die Spule
8 an den Punkt 19 des mit den Dioden 9,10 bestückten, bekannten Brückenmodulators
angekoppelt. Die vom Strahlstrom abhängigen Oberwellen des Rücklaufimpulses 21 bewirken
an der Induktivität der Spule 8 eine derartige Änderung der Spannung am Punkt 19,
daß dadurch die Amplitude des Zeilenablenkstromes im gewünschten Sinne stabilisiert
wird. Wäre der Kondensator 20 direkt an den Punkt 19 angeschlossen, also nicht induktiv
an den Brückenpunkt 19 angekoppelt, würde die beschriebene vorteilhafte Wirkung
nicht in ausreichendem Maße eintreten.
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Außerdem ist der Verstärker 13,14,15 mit dem Gegenkopplungsweg 22,23,24
versehen, der einerseits frequenzabhängig funktioniert jedoch für die folgende Betrachtung
als Gleichspannungsgegen kopplung arbeitet. Die für die Ost-West-Kissenkorrektur
wesentliche Steuerspannung 12 gelangt mit einer von der Einstellung des Potentiometers
17 abhängigen Amplitude an den Ausgang des Transistors 15. Die relativ groß bemessene
Gleichspannungsgegenkopplung vom Ausgang des Transistors 15 zum Eingang des Transistors
13 verhindert jedoch im wesentlichen eine
Änderung der Amplitude
der zeilenfrequenten Ablenkspannung am Punkt 25. Das bedeutet, daß jegliche Änderung
der am Kollektor des Transistors 1 auftretenden Ablenkspannung praktisch in voller
Höhe auf die Ablenkspule 5 gelangt.
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Anhand der Figur 2 wird diese vorteilhafte Wirkung näher erläutert.
Zur Vereinfachung ist angenommen, daß von der Klemme 26 der Zeilenablenkstrom über
die Ablenkspule 5 und die Impedanz 26 nach Erde fließt, die zur Ost-West-Kissenkorrektur
durch die Steuerspannung 12 halbbildfrequent geändert ist. Zur Verringerung der
Amplitude des Ablenkstromes am oberen und unteren Bildrand nimmt also der Wert der
Impedanz 26 durch die Steuerspannung 12 jeweils einen größeren Wert an. Es sei angenommen,
daß an der Impedanz 26 ein Anteil k. UA der den Ablenkstrom erzeugenden Spannung
UA an der Klemme 26 abfällt. Wenn jetzt z.B. der Strahlstrom zunimmt, würde, wie
oben beschrieben, die Bildbreite in unerwünschter Weise zunehmen. Bei Erhöhung des
Strahlstromes sinkt durch die erhöhte Belastung des Zeilentrafos 4 die Spannung
UA um den Wert oUA. Da die Zeilenablenkamplitude ohnehin zu groß würde, ist es jetzt
vorteilhaft, wenn diese Verringerung UA der Spannung UA möglichst in voller Größe
auf die Ablenkspule 5 übertragen wird und zur Verringerung des an sich zu groß werdenden
Zeilenablenkstromes beiträgt. Da, wie oben beschrieben, die Gegenkopplung über die
Bauteile 22-24 eine Änderung der Ablenkspannung am Punkt 25 verhindert, muß zwangsläufig
die gesamte Spannungsänderung b UA an der Ablenkspule 5 wirksam werden. Dadurch
wird in der oben beschriebenen Weise in erwünschter Weise der Erhöhung der Zeilenablenkamplitude
und damit der Bildbreite entgegengewirkt. Die durch ~ b UA am Punkt 25 auftretende
Spannungsänderung b U3 ist dann durch 3 die Wirkung der Gegenkopplung praktisch
gleich null, bzw. unter Mitwirkung der Brückenschaltung positiv gerichtet, d.h.
der Anteil k UA der Ablenkspannung am Punkt 25 bleibt etwa konstant, bzw. wird in
positiver Richtung geändert.
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Die beiden Schaltungsmaßnahmen, einmal die Einkopplung des Rücklaufimpulses
21 über den zweiten Rücklaufkondensator 20
zum Punkt 19 und andererseits
die Stabilisierung der Spannung am Punkt 25 durch die starke Gegenkopplung hindern
einander in ihrer Wirkung. Die über den zweiten Rücklaufkondensator 20 beabsichtigte
positive Änderung der Spannung am Punkt 25 wird durch die Gegenkopplung ebenso abgegrenzt,
wie die normal vorhandene negative Änderung. Es hat sich aber gezeigt, daß gerade
durch diese Kombination eine besonders gute Stabilität der Ablenkamplitude auch
bei Temperaturänderung erreicht werden kann. Es sind jedoch auch beide Maßnahmen
unabhängig voneinander anwendbar.
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Die Modulatordioden 9,10 können auch an die transformierte Spannung
des Modulators angeschlossen sein, wie in Figur 1 durch die gestrichelt gezeichneten
Dioden 9a,10a dargestellt ist.
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Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel hatten die für die
Erfindung wesentlichen Bauteile folgende Werte: C20 = 18 nF C23 = 0,33/uF C9 = 4u7/uF
R22 = 330 KOhm R24 = 100 KOhm