DE893204C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Ablenkstroemen fuer Kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zur Erzeugung der Ablenkströme für die Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre in zwei Koordinatenrichtungen mit verschiedenen Ablenkfrequenzen und einer Fernsehgemeinschaftsempfangsanlage, in der derartige Schaltung-sanordnungen mit Vorteil verwendet werden können.

Es sind bereits Empfangsanlagen vorgeschlagen worden, bei denen Fernsehsendungen durch einen Gemeinschaftsempfänger und Programmverteiler empfangen, damoduliert und verstärkt werden und dann auf einen passenden Träger aufmoduliert über Kabel einer Mehrzahl von Wiedergabeapparaten, die z. B. in verschiedenen Wohnungen aufgestellt sein können, zugeführt werden. Dabei ist es wünschenswert, alle kostspieligeren Teile, die zum Empfang einer Fernsehsendung notwendig sind, möglichst in dem Gemeinschaftsempfänger zu vereinen und bei den Wiedergabeeinrichtungen mit einem Mindestaufwand von Schaltungsteilen auszukommen, um die Anschaffungskosten und die Betriebskosten gering zu halten. Es ist bekannt, daß die Ablenkschaltungen für die Bildschreiberöhre besonders kompliziert und daher kostspielig sind. Die Erfindung betrifft eine Strahlablenkungsanordnung, die unter vorstehenden Gesichtspunkten besonders einfach ausgestaltet ist und sich daher für die Verwendung in einer Gemeinschaftsempfangsanlage für Fernsehsendungen besonders eignet.

Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Ablenkströme für die Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre in zwei Koordinatenrichtungen mit

verschiedenen Ablenkfrequenzen derart ausgebildet, daß eine Röhre mit zwei je für .eine der beiden Ablenkfrequenzen bemessenen. Ausgangskreiseti vorgesehen ist, deren Eingang eine Spannung zugeführt wird, die sowohl eine sagezahnförmige Komponente der hohen als auch eine Komponente der niedrigen Ablenkfrequenzen enthält. Inbesondere ist der für die hohen Ablenkfrequenzen bemessene Ausgangskreis durch einen in der Anoden-ίο leitung der Röhre liegenden Transformator dargestellt, an den die Ablenkspulen für die eine Koordinatenrichtung (Zeilenablenkung) angekoppelt sind, und der für die niedrigen Ablenkfrequenzen bemessene Ausgangskreis durch eine in der Kathodenzuleitung der Röhre liegende Drossel bzw. einen weiteren Transformator dargestellt, an die bzw. den die Ablenkspule für die andere Koordinatenrichtung (Rasterablenkung) angekoppelt ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll zunächst eine Gemeinschaftsempfangsanordnung be-■ schrieben werden, in der die Erfindung mit Vorteil verwendet werden kann. In Abb. 1 ist mit 1 der für alle Wiedergabeeinrichtungen gemeinsame zentrale Empfangsteil bezeichnet und mit 2 eine derWiedergabeeinrichtungen, die über die Doppelleitung 3 von dem Gemeinschaftsempfänger 1 gespeist werden. Der Gemeinschaftsempfänger 1 enthält einen Hochfrequenzverstärker 4 üblicher Konstruktion, dem die Ferns ehsignale von der Antenne 5 zugeführt werden. Es sei angenommen, daß die mit den Gleichlaufsigmalen in bekannter Weise übertragenen Bildsignale einer Trägerwelle von 45 MHz aufmodüliert sind, während die zugehörigen Töne auf eine zweite Trägerwelle von 41,5 MHz übertragen werden. Die Tonträgerwerte werden von den Bildträgerwerten an einem geeigneten Punkt im Verstärker 4 in bekannter Weise getrennt und einem besonderen Tondemodulator 6 zugeführt. Der im Verstärker 4 verstärkte modulierte Bildträger wird einer Mischstufe 7 zugeführt, in welcher die Bildsignale mit einer im Oszillator 8 erzeugten Frequenz von 39,7 MHz gemischt werden. Dadurch entsteht in der Mischstufe 7 die mit den Bild- und Gleichlaufsignalen modulierte Zwischenfrequenz von 5,3 MHz, die der Doppelleitung 3 zugeführt wird, nachdem das obere' Seitenband teilweise unterdrückt worden ist. Außerdem wird der Ausgang der Mischstufe7 einem Demodulator 9 zugeleitet und in dem erzeugten niederfrequenten Signalgemisch durch einen Begrenzer 10 der Bildinhalt unterdrückt. Die so abgetrennten Gleichlaufsignale werden einerseits einem Sägezahngenerator 11 von Zeilenfrequenz und andererseits einem Impuls- und Sägezahngenerator 12 von Rasterwechselfrequenz zugeführt.

Die im Generator 11 erzeugte zeilenfrequente Sägezahnschwimgung wird in bekannter Weise durch die Gleichlaufsignale synchronisiert, nachdem diese vorher zum Ausgleich von Laufzeiteffekten verzögert worden sind. Dabei kann das Zeitverzögerungsnetzwerk dazu dienen, Einschwingstörungen zu dämpfen. Abb. 3 a zeigt die erzeugte zeilenfrequente Sägezahnscliwingung. Man bemerkt, daß die Schwingung während des Hinlaufs 13 eine leichte, aufwärts gebogene Krümmung hat, während beim Rücklauf eine stark negative Spannungsspitze 14 auftritt.

Der Generator 12 ist so eingerichtet, daß er, gesteuert durch die Rasterglekhlaufsignale, eine Schwingung im Rhythmus der Rasterwechselfrequenz herstellt von der Form, wie sie in Abb. 3 b angegeben ist. Diese Schwingung enthält Impulse 15 von der ungefähren Dauer einer Zeile, die jeweils am Ende der exponentiell verlaufenden langen Flanke 16 einer Sägezahnschwingung auftreten. Die Amplitude der Sägezahnschwingung 16 beträgt etwa 10% der Gesamtamplitude der negativem Impulse 15.

Die in den Generatoren 11 und 12 erzeugten Schwingungen gemäß Abb. 3 a und Abb. 3 b werden gemeinsam einem Modulator 17 zugeführt, wo sie einen Träger von 1 MHz, der in einem Oszillator 18 erzeugt wird, modulieren.

Die eine Seite der Einhüllenden der modulierten Trägerwelle ist in Abb. 3 c dargestellt. Die modulierte Trägerwelle wird vom Modulator 17 ebenfalls den Leitern 3 zugeführt. Die demodulierten Tonsignale aus dem Tondemodulator 6 werden in einem Modulator 19 einer weiteren im Oszillator 20 erzeugten Trägerwelle aufmoduliert, deren 'Frequenz im Bereich zwischen 54 bis 144 kHz ausgewählt ist, und der modulierte Ausgang von 19 wird ebenfalls den Leitern 3 zugeführt. Falls gewünscht, können die Tonsignale von weiteren Hör- rundfunkpirogrammen nach Wahl anderen Trägerwellen in dem Frequenzbereich von 54 bis 144 kHz aufmoduliert werden, die über die Leiter 3 den Empfangsstellen 2 zugeführt werden.

Jede Wiedergabeeinrichtung wind z. B. von einem Potentiometer mit hohem Widerstand 21, das zwischen den Leitern 3 liegt, gespeist. In der Wiedergabeeinrichtung 2 z. B. werden die Signale einem Hochfrequenzverstärker und Demodulator 22 'für den 5,3-MHz-Träger, einem Hochfrequenzver- i°5 stärker 23 für den i-MHz-Träger und einem Tonempfänger 24 zugeführt. Filter können vorgesehen sein, um die verschiedenen Signale in bekannter Weise voneinander zu trennen. Der demodulierte Ausgang von Bild- und Gleiehlaufsignalen aus dem "« Teil 22 wird in bekannter Weise verwendet, um die Helligkeit einer Kathodenstrahlröhre 25 zu modulieren. Der verstärkte Ausgang des MHz-Trägers aus dem Teil 23 wird einer Demodulator- und einer Schwingungsformgebungsschaltung 26 zugeführt, in der die Erfindung, wie sie eingangs beschrieben ist, zur Erzeugung der Ablenkströme in den Zeilen- und Rasterablenkspulen derKathodenstrahlröhre25 verwendet wird, um den Kathodenröhrenstrahl in der Röhre 25 in bekannter Weise abzulenken. Die Schaltung 26 dient gleichzeitig dazu, die Hochspannung für die Anode der Röhre 25 in an sich bekannter Weise zu erzeugen.

Ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 26 gemäß der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt. Die Schaltung enthält eine Röhre 29, an deren Steuer-

elektrode der¹ mit der Schwingungsform gemäß Abb. 3 c modulierte ι-MHz-Träger über einen Kondensator 31 angelegt wird und die in bekannter Weise als Gittergleichrichter geschaltet ist. Der Anodenkreis der Röhre2Q enthält einen Beilastungswiderstand 34 und eine Formgebungsschaltung, bestehend aus der Parallelanordnung eines Widerstandes 35 und eines Kondensators 36. Nach' erfolgter Demodulation und Verstärkung in der Röhre 29 haben die resultierenden Schwingungen die Form, wie sie in Abb. 3 d angegeben ist. Man bemerkt, daß die Intervalle, während derer der i-MHz-Träger unterdrückt war, an der Anode der Röhre 29 als negative Impulse 37 von großer Amplitude erscheinen, während die Sägezahnschwingung von Zeilenfrequenz den langen Flanken einer im wesentlichen sägeizahnförmigen Schwingung 38 von Rasterfrequenz überlagert ist.

Die Schwingung, die an der Anode der Röhre 29 auftritt, wird über ein Tiefpaßfilter, bestehend aus einer Induktanz 39 und einem Kondensator 40, das dazu dient, Schwingungen der Trägerfrequenz zu entfernen, über einen veränderlichen Widerstand 41 an eine Verstärkerröhre 42 angelegt. Die Anode der Röhre 42 ist mit dem Mittelpunkt der Primärwicklung eines Transformators 43 verbunden, dessen Sekundärwicklung die Zeilenablenkspulen 44 für die Kathodenstrahlröhre 25 speist. Ein Kondensator 45 liegt in Reihe mit den Ablenkspulen 44.

Parallel zur Sekundärwicklung liegt ein hochohmiges Potentiometer 46, dessen Anzapfpunkt mit dem Abgriff eines kapazitiven Spannungsteilers 47, 48 im Gitterkreis der Röhre 29 verbunden ist. Diese Verbindung bewirkt in bekannter Weise eine Gegenkopplung von den Ablenkspulen 44 zum Eingangskreis dar Röhre 29. Der Kathodenkreis der Röhre 42 enthält eine Drossel 49, die eine frequenzselektive Gegenkopplung zum Eingangskreis der Röhre 42 herstellt. Bei Rasterfrequenz ist die Induktanz 49 durch die Rasterablenkspulen 50 und den Parallelkondensator 52, der gleichzeitig als Integrationskondensator dient, überbrückt. Die Spulen 50 werden von der Induktanz 49 in üblicher Weise über den Blockkondensator 51 gespeist. Die Induktanz 49 ist 'ferner überbrückt durch ein Potentiometer 53, dessen Anzapfung über einen Widerstand 54 mit dem Gitter der Röhre 42 und ebenfalls durch einen Kondensator 55 mit der Kathode der Röhre 42 verbunden ist. Die Teile 53, 54 und 55 dienen dazu, die benötigte Gittervorspannung der Röhre 42 aufrechtzuerhalten und eine Phasendrehung bei Rasterfrequenz zu vermeiden. Ein Ende der Primärwicklung· des Transformators 43 ist mit einem Gleichrichter 56 verbunden, der Hochspannung für die Kathodenstrahlröhre 25 in bekannter Weise erzeugt, und ist deshalb nur in Blockform dargestellt.

Die Schwingung gemäß Abb. 3 d erzeugt nach Verstärkung in der Röhre 42 einen zeiienfrequenten Strom von Sägezahnforni im Anodenkreis und einen rasterfrequenten Strom von Sägezahnform im Kathodenkreis. Eine Störung zwischen dem Anoden- und dem Kathodenkreis der Röhre 42 wird praktisch durch die selektive Rückkopplung aus der Induktanz 49 verhindert. Dabei ist die Impedanz der Parallelschaltung von 49 und 52 bei Rasterfrequenz groß und bei Zeilenfrequenz vernachlässigbar klein. Der Kondensator 52 erfährt einen Ladungszuwachs während jeder langen Flanke der zeiienfrequenten Sägezahnschwingung, während die Ladung in den Zeilenrücklaufintervallen praktisch unverändert bleibt. So wird durch Integration der Stromimpulse im Kondensator 52 die lange Flanke der rasterfrequenten Sägezahnschwingung in den Spulen 50 erzeugt. Der Kondensator 45 dient ebenfalls dazu, Störungen zu verhindern, indem er eine derartige Kapazität besitzt, daß er die Ablenkspulen 44 auf eine Frequenz unterhalb 10 kHz abstimmt und dadurch die induktive Komponente der Anodenbelastung der Röhre 42' herabsetzt. Auf diese Weise wird ein besserer Wirkungsgrad in der Röhre 42 erzielt, indem man die Gegen-EMK beim Zeilenhinlauf herabsetzt, ohne die Gegen-EMK beim Zeilenrücklaiuf zu beeinflussen. Der Kondensator 45 setzt außerdem die Anodenbelastung der Röhre 42 bei Rasterfrequenz auf ungefähr Null herab und bewirkt damit, daß man bei dieser Frequenz eine maximale Leistung im Kathodenkreis erhält. Die Linearität der zeiienfrequenten Ablenkschwingung wird durch Gegenkopplung vom Potentiometer 46 auf den Eingangskreis der Röhre 29 gesteuert, und die Einstellung der Anzapfung des Potentiometers 46 gestattet, die Einstellung der Bildgeometrieverhältnisse am Empfänger einzustellen. Ohne eine Gegenkopplung neigt die Amplitude des Zeilensägezahnstromes in den Ablenkspulen 44 zu einem exponentiellen Anstieg in jeder Rasterperiode, und zwar infolge des rasterfrequenten Sägezahnstromes in der Kathode der Röhre 42. Diesem exponentiellen Anstieg in der Amplitude des Zeilensägezahnstromes kann ohne den Gegenkopplungsweg 46 auch dadurch entgegengewirkt werden, daß man der Amplitude der zeiienfrequenten Ablenkungsschwingung bei der Einheit 1 einen entgegengesetzten Amplitudengang gibt.

Eine Einstellung des Widerstandes 33 in der Kathodenleitung der Röhre 29 dient zur Einstellung der Bildgröße, wobei sowohl die Bildröhre wie die Breite durch Änderung der Verstärkung der Röhre 29 beeinflußt werden. Am Widerstand 41 wird die Amplitude der Hochspannung eingestellt, die durch den Gleichrichter 56 erzeugt wird. Durch den Kondensator 45 erfahren die langen Flanken des Zeilensägezahnstromes in den Spulen 44 eine Krümmung, die aber durch die entgegengesetzte Krümmung kompensiert wird, die die langen Flanken 13 bei der Verteilereinheit 1 erhalten wird, wie oben in bezug auf Abb. 3 a beschrieben. Durch die hohen negativen Impulse 14 in den Schwingungen gemäß Abb. 3 a wird die Röhre 42 gesperrt und damit ein schneller Rücklauf des Stromes in den Spulen 44 ermöglicht. Die negativen Rasterfriequenzimpulse 37 steuern die Röhre 42 in gleicher Weise auf einen Zustand hoher Impedanz am Ende jeder Rasterabtastperiode, um eine

schnelle Zerstreuung¹ der Energie in der Rasterablenkungsschaltung zu gestatten. Dies ist notwendig, da die Röhre 42 bei Rasterfrequenz als kathodengekoppelte Röhre arbeitet und der Rasterrücklauf andernfalls die Neigung hätte, durch den Einfluß der niederen Kathoidenimpedanz der Röhre 42 in die Länge gezogen zu werden.

In Abb. 4 ist eine abgewandelte Ablenkungsschaltung dargestellt, die im wesentlichen in der- selben Weise wie die Ablenkungsschaltung nach Abb. 2 arbeitet. Entsprechende Teile in den beiden Schaltungen sind mit denselben Bezugsnummern bezeichnet.

Gemäß Abb. 4 ersetzen zwei Verstärkerröhren 58 und 59 und ein getrennter Gleichrichter 60 die als Verstärker und Gleichrichter wirkende Röhre 29 der Abb. 2. Die Röhre 58 verstärkt den 1-MHz-Träger, der mit der Ablenkschwingung moduliert ist, und der Gleichrichter 60 ist mit dem Anodenkreis der Röhre 58 durch einen Transformator 61 gekoppelt, dessen Primärwicklung durch die Kondensatoren 62 und 63 abgestimmt ist. Ein Tiefpaßfilter 64 dient" zur Dämpfung der Trägerschwingungen, und die Widerstände 65 und 66 stellen die Belastung für den Gleichrichter 60 dar. Die demodulierte Ablenkschwingung, die an den Widerständen 65 und 66 auftritt, wird an die Steuerelektrode der Pentode 59 gelegt und der verstärke Ausgang der Steuerelektrode der Röhre 42 zugeführt. Die angeschlossene Zeilenablenkschaltung ist im wesentlichen dieselbe wie in Abb. 2, nur daß die Anodenspannung für die Röhre über die Sekundärwicklung des Transformators 43 und einen Hochspannungszusatzgleichrichter 67 zugeführt wird.

In der Rasterablenkschaltung, die im Kathodeinkreis der Röhre 42 liegt, ist die Spule 49 durch, einen Abwärtstransformator 68 ersetzt, an dessen Sekundärwicklung die Rasterablenkspulen 50' liegen. Bei dieser Anordnung können die Spulen und (da die Impedanzen außerhalb des Transformators sämtlich niedrig sind) auch der Transformator 68 eine sehr niedrige Impedanz haben. Da die Pentode 59 mit hoher Verstärkung arbeitet, kann eine direkte Gegenkopplung durch den Kondensator 69 und den Widerstand 70 von der Anode dieser Röhre zu ihrer Steuerelektrode verwendet werden, um Verzerrungen in den Ablenkschwingungen herabzusetzen. Eine zusätzliche Gegenkopplung wird aus der Zeilenablenkschaltung von der Verbindung eines Widerstandes 71 und eines Kondensators 72, die in Serie parallel zu dein Zeilenablenkspulen 44 liegen, entnommen und über den Widerstand 73 und den Spannungsteiler 65, 66 an die , Steuerelektrode der Röhre 59 gelegt. Der Widerstand 66 ist durch einen Kondensator 74 überbrückt, der mit dem Kondensator 72 dazu dient, die Gegenkopplung derart frequenzselektiv zu machen, daß die Rücklaufimpulee in der Gegenkopplungsspannung gedämpft werden. Die Gegenkopplung schwächt inf olgedessen nicht die Rücklauf impulse in der Zeilenablenkschaltung, so· daß die Erzeugung der Hochspannung in der Einheit 56 nicht gestört wird. Eine Gegenkopplung von der Rasterablenkschaltung zur Steuerlektrode der Röhre 59, von der Primärwicklung des Transformators 68 über den Kondensator 75 und Widerstand 76 ist derart. frequenzselektiv gestaltet, daß die Grundrasterfrequenz und einige der unteren Harmonischen und außerdem die Impulse 37 in der Gegenkopplungsspannung wesentlich geschwächt sind, so daß eine unzulässige Dämpfung dieser Komponenten an der Steuerelektrode der Röhre 42 vermieden ist. Der Widerstand 7O wirkt darüber hinaus als Sperre für die zeilenfrequenten Komponenten. Die, Serienschaltung eines Widerstandes 76 und eines Kondensators 78 parallel zum Kondensator 52 im Rasterablenkkreis wirkt als Korrekturkreis, der einen am Ende von jedem Rasterrücklauf interval! auftretenden unerwünschten Anstieg der Amplitude der Zeilenablenkschwingungen verhindert. Weiterhin wird eine Rückkopplungsspannung über einen Sperrwiderstand 79 an die Steuerelektrode der Röhre 59 von einem die Spulen überbrückenden Potentiometer 80 angelegt, um das Bildaussehen steuern zu können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Ablenkströme für die Ablenkung des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre in zwei Koordinatenrichtungen mit verschiedenen Ablenkfrequenzen, insbesondere für die Zeilen- und Bildablenkung von Fernsehbildröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Röhre (42) mit zwei je für eine der beiden Ablenkfrequenzen bemessenen Ausgangskreisen (43, 49) vorgesehen ist, deren Eingang eine Spannung zugeführt wird (Abb. 3d), die sowohl eine sägezahnförmige Komponente der höheren als auch eine Komponente der niedrigeren Ablenkfrequenz enthält.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die höhere Frequenz bemessene Ausgangskreis durch einen in dar Anodenleitung der Röhre liegenden Transformator (43) dargestellt ist, an den die Ablenkspulen für die eine Koordinatenrichtung angekoppelt sind, und daß der für die niedrigere Ablenkfrequenz bemessene Ausgangskreis durch einen Integrationskondensator (52) in Verbindung mit einer Drossel (49) oder einem Transformator (68) dargestellt ist, an den die Ablenkspulen (50) für die andere Koordinatenrichtungen angekoppelt sind.
3. ■3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem für die niedrigere Frequenz bemessenen Ausgangskreis und dem Eingangskreis eine frequenzselektive Gegenkopplung vorgesehen ist, welche so bemessen ist, daß die Schwingungen niedrigerer Frequenz in dem Ausgangskreis für die höhere Frequenz gedämpft werden.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß "5 der Ausgangskreis für die höhere Frequenz

   und/oder der Ausgangskreis für die niedrigere Frequenz so bemessen sind, daß während der in den Rücklaufzeiten der Sägezahnfrequenz auftretenden negativen Spannungsspitzen, wenn die Röhre (42) ganz oder teilweise sperrt, die Energie der Ausgangskreise jeweils zu ihrem wesentlichen Teil zerstreut wird.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Ausgangskreis für die hohen Frequenzen durch eine Kapazität auf eine niedrigere Frequenz abgestimmt ist, derart,.daß die während der langen Sägezahnflanken auftretende Gegen-EMK vermindert wird.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangskreis für die _ höhere Frequenz und einer der Röhre (42) vorausgehenden Verstärkerstufe ein frequenzselektiver Gegenkopplungsweg (73, 65) vorgesehen ist, in dem die in den Rücklaufzeiten auftretenden negativen Spannungsspitzen wesentlich gedämpft erscheinen, so daß die Rücklaufspannungsspitzen in dem Ausgangskreis der höheren Frequenz durch die Gegenkopplung nicht geschwächt werden.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung auf die Wiedergabeeinrichtung einer Gemeinschaftsempfangsanilage, bei der die Bildsignale und die Ablenlcsignale über getrennte Frequenzkanäle von dem gemeinsamen Hochfrequenzempfänger auf die einzelnen Wiedergabeeinrichtungen übertragen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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