DE859660C

DE859660C - Schaltung zur Erzeugung von Saegezahnschwingungen

Info

Publication number: DE859660C
Application number: DEP26466A
Authority: DE
Inventors: Josue Jean Philippe Valeton
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1947-08-15
Filing date: 1948-12-24
Publication date: 1952-12-15
Also published as: NL70437C; BE484369A; US2611089A; CH266762A; GB658762A; FR970343A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1952

p 26466 VIII c 1'21g D

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung von Sägezahnschwingungen, die einen Kondensator enthält, der periodisch über eine Impedanz aufgeladen und dann über die Reihenschaltung eines Gleichrichters und einer Wicklung eines mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Transformators entladen wird; die Kondensatorspannung wird dabei dem Steuergitter einer Entladungsröhre zugeführt, die von Synchronisiersignalen gesteuert wird und in deren Ausgangskreis eine weitere Wicklung des Transformators aufgenommen ist, die induktiv derart mit der erstgenannten Wicklung gekoppelt ist, daß der Gleichrichter während der Aufladung des Kondensators gesperrt wird.

Eine derartige bekannte Schaltung ist in· Fig. ι dargestellt.

Der Steuergitterkreis der Entladungsröhre ι enthält den Kondensator 2, der mittels einer Batterie 3 und eines Widerstandes 4 aufgeladen werden kann. Parallel zum Kondensator 2 ist die Reihenschaltung der Selbstinduktion 5 und des Gleichrichters 6 geschaltet. Die Selbstinduktion 5 bildet eine der Wicklungen des Transformators 7, der mit einem ferromagnetischen Kern 8 versehen und dessen zweite Wicklung 9 im Anodenkreis der Entladungsröhre ι aufgenommen ist, welche Röhre mittels der Anodenspannungsbatterie 10 gespeist wird.

Einem Gitter der Röhre 1 werden Synchronisier« Signale zugeführt.

Die Wirkungsweise dieser bekannten Schaltung

sei der Deutlichkeit halber kurz erläutert, wobei von einer Spannung am Kondensator 2 mit der in der Figur angedeuteten Polarität ausgegangen wird.

Wird diese Spannung so groß, daß die Röhre 1 gesperrt ist, so daß im Ausgangskreis kein Strom und folglich auch keine Spannung über die Selbstinduktion 5 auftritt, so wird der Kondensator über den Widerstand 4 aus der Batterie 3 aufgeladen. Dieses Aufladen wird noch weiter fortgesetzt, nachdem eine Spannung erreicht worden ist, bei der die Röhre 1 geöffnet wird, da infolge des dann auftretenden Anodenstroms eine konstante Spannung von der angedeuteten Polarität über die Selbstinduktion 5 entsteht, wodurch der Gleichrichter 6 gesperrt wird.

Sobald aber eine Verringerung in der Zunahme des Anodenstroms eintritt, was durch Zuführung eines Impulses an eines der Gitter der Röhre 1 mit geeigneter Polarität herbeigeführt werden kann, tritt über die Selbstinduktion 5 eine Spannung von entgegengesetztem Vorzeichen auf. Übersteigt diese Spannung diejenige am Kondensator 2, so läßt der Gleichrichter 6 Strom durch. Die gesamte in der Selbstinduktion 9 vorhandene magnetische Energie entlädt sich dann über den Gleichrichter 6, und die Kondensatorladung kehrt zur Anfangslage zurück. Infolge der einseitigen Leitung des Gleichrichters 6 wird dieser Vorgang beendet, sobald der Strom im Kreis sein Vorzeichen ändert, was nach einer Viertelperiode der von der Kapazität des Kondensators und der Selbstinduktion der Spule 5 bedingten Schwingungszeit stattfindet. Danach wiederholt sich der geschilderte Zyklus,-so daß die Spannung am Kondensator sägezahnförmig verläuft und im Ausgangskreis der Röhre 1 ein sägezahnförmiger Stromverlauf auftritt.

Bei einer solchen Schaltung stößt man bei Verwendung von Synchronisationssignalen auf den Nachteil, daß die Amplitude der Sägezahnspannung und des Sägezahnstroms nicht konstant ist.

Dieser Nachteil kann auf bekannte Weise mittels des in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Gleichrichters 11 und der Gleichspannungsquelle 12 be-hoben werden. Sobald die Amplitude der Sägezahnspannung am Kondensator 2 den von der Spannung der Batterie 12 bestimmten Maximumwert überschreitet, öffnet sich der Gleichrichter 11, So wodurch also eine richtige Begrenzung erzielt wird. Statt der Batterie 12 kann auch eine Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes mit großer Zeitkonstante Anwendung finden.

Eine derartige Begrenzungsschaltung weist aber einige Nachteile auf. In erster Linie sind ein zusätzlicher Gleichrichter und eine zusätzliche Batterie oder RC-Kreis erforderlich. Außerdem stößt man auf die zusätzliche Verwicklung, daß an der Kathode der Diode die Sägezahnspannung auftritt. Infolgedessen ist zur Speisung des Glühdrahtes der Diode eine besondere Wicklung auf dem- Speisetransformator erforderlich, oder es muß eine Diode besonderer Bauart zur Verfügung stehen, die eine große Wechselspannung zwischen dem Heizelement und dem emittierenden Kathodenteil aushält. Die Schaltung nach der Erfindung, die ebenfalls

j bezweckt, die Amplitude der Sägezahnschwingung konstant zu halten, vermeidet diese Nachteile und weist das Merkmal auf, daß der Transformator

\ derart bemessen ist, daß der Transformatorkern während des letzten Teiles des Hubes des Säge-

^! zahnstroms im Ausgangskreis der Entladungsröhre bis in das Sättigungsgebiet magnetisiert wird.

'. Eine solche Magnetisierung hat zur Folge, daß die Selbstinduktion L der Wicklung 9 gegen Ende des Hubes des Sägeza'hnstroms stark abnimmt. In-

folgedessen wird die in der Selbstinduktion 9 aufgespeicherte magnetische Energie / Li dt, die für

0 ^Bo

die am Kondensator 2 auftretende Maximalspannung maßgebend ist, ungeachtet einer weiteren Zunahme des Stroms i in der Selbstinduktion weiter nur sehr wenig zunehmen.

Der Verlauf der Selbstinduktion L der Spule 9 als Funktion der Stromstärke i durch die Wicklung ist in Fig. 2 dargestellt, in der nach unten längs der senkrechten Achse außerdem die Zeit t abgesetzt ist.

Wenn die Zeit t und infolgedessen der Strom i zunehmen, so wird die Selbstinduktion L abnehmen, wodurch also die magnetische Energie ¹It Li² nahezu begrenzt wird.

Eine derartige Begrenzung ist gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung auf sehr einfache Weise erzielbar, wenn der Kern eines Transformators aus einem ferromagnetischen, homogenen oder nahezu homogenen, kubischen einfachen oder zusammengesetzten Ferrit- besteht.

Ein solches Ferrit kann durch die Formel MFe₂O₄ dargestellt werden, die auch als MOFe₂O₃ aufgefaßt werden kann und in der M ein zweiwertiges Metall oder eine Kombination zweiwertiger Metalle darstellt, je nachdem es ein einfaches oder ein zusammengesetztes Ferrit betrifft. Hierbei sei noch bemerkt, daß die Zusammensetzung nicht genau der Formel Mo-Fe₂O₃ zu entsprechen braucht, sondern daß die relativen Quantitäten Mo und Fe₂O₃ sich innerhalb solcher Grenzen ändern dürfen, daß keine die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigende Abscheidung einer zweiten Kristallphase stattfindet.

Mittels eines Kernes aus solchem Material ist ein Verlauf der Selbstinduktion der Wicklung 9 als Funktion der Stromstärke entsprechend Fig. 2 auf einfache Weise erzielbar.

Hierbei sei noch bemerkt, daß die Bemessung des Transformators bei Verwendung der vorgenannten Ferrite als Kernmaterial auch im Zusammenhang mit den weiter zu stellenden Anforderungen, d. h. Erzielung einer hinreichend großen Spannung über die Wicklung 5 und weitestgehende Vermeidung magnetischer Verluste, sehr günstig gewählt werden kann.

Durch geeignete Wahl zweiwertiger Metalle und

bei geeigneter Herstellung des Materials sind nämlich Ferrite erzielbar, deren Anfangspermeabilität 6o übersteigt, wobei der Tangens des Verlustwinkels δ, bei einem geschlossenen ringförmigen Kern gemessen und bis zu einer Feldstärke Null extrapoliert, kleiner als 0,6 sein kann.

Obwohl die Begrenzung der Amplitude der sägezahnförmigen Spannung am Kondensator 2 bei der Schaltung nach der Erfindung grundsätzlich nicht

ίο genau gleich der Begrenzung ist, die mittels der in Fig. ι gestrichelt dargestellten Diode und Gleichspannungsquelle erzielt wird, zeigt es sich, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung, wenn sie zur Erzeugung der Ablenkströme für Kathoden^ strahlröhren verwendet wird, z. B. für Fernsehempfang, trotzdem den höchsten Anforderungen entspricht.

Es zeigt sich, daß dies sogar zutrifft, wenn die Ablenkspulen über einen Transformator mit dem Ausgangskreis der Röhre 1 gekoppelt sind und im Gitterkreis dieser Röhre ein Netzwerk aufgenommen ist, das die durch die Aufnahme des letztgenannten Transformators herbeigeführten Abweichungen von dem linearen Verlauf des Sägezahnstroms korrigiert.

Eine derartige Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, in der die mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile entsprechend bezeichnet sind.

Die Ablenikspulen 13 einer Kathodenstrahlröhre sind über einen Transformator 14 mit dem Ausgangskreis der Entladungsröhre 1 gekoppelt. In dem Maße wie die Frequenz der Sägezahnschwingung niedriger und die Selbstinduktion der Primärwicklung 15 kleiner ist, wird eine größere Abweichung von der Linearität des sägezahnförmigen Stroms in den Spulen 113 entstehen.

Um diese Verzerrung zu korrigieren, ist im Gitterkreis ein phasenverdrehendes Netzwerk 16 angeordnet, mittels dessen die über den Kondensator 2 auftretende Spannung derart verzerrt wird, daß die Linearität des Stroms in den Spulen 13 wiederhergestellt wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Schaltung eine Änderung der Amplitude der sägezahnförmigen Spannung über den Kondensator 2 in viel größerem Maße eintritt, als dies bei der Schaltung gemäß den ausgezogenen Linien in Fig. 1 der Fall ist. »

Auch bei der Schaltung nach Fig. 3 wird eine sämtlichen Anforderungen entsprechende Begrenzung erzielt, wenn während des letzten Teiles des Hubes des Sägezahnstroms im Ausgangskreis der Entladungsröhre der Kern des Transformators 7 bis in den Sättigungsbereich magnetisiert wird, so daß auch in dieser Schaltung keine besonderen Schaltteile vorgesehen zu werden brauchen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Erzeugung von Sägezahnschwingungen, die einen Kondensator enthält, der periodisch über eine Impedanz aufgeladen und dann über die Reihenschaltung eines Gleichrichters und einer Wicklung eines Transformators, der mit einem ferromagnetischen Kern versehen ist, entladen wird, wobei die Kondensatorspannung dem Steuergitter einer Entladungsröhre zugeführt wird, die von Synchronisiersignalen gesteuert wird und in deren Ausgangskreis eine weitere Wicklung des Transformators aufgenommen ist, die induktiv derart mit der erstgenannten Wicklung gekoppelt ist, daß der Gleichrichter während der Aufladung des Kondensators gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator derart bemessen ist, daß der Transformatorkern während des letzten Teiles des Hubes des Sägezahnstroms im 'Ausgangskreis der Entladungsröhre bis in den Sättigungsbereich magnetisiert wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern aus einem ferromagnetisch homogenen oder nahezu homogenen, kubisch einfachen oder zusammengesetzten Ferrit besteht.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre über einen zweiten Transformator im Ausgangskreis der Entladungsröhre aufgenommen sind und die Kondensatorspannung über ein phasenverdrehendes Netzwerk dem Steuergitter der Entladungsröhre zugeführt wird, welches Netzwerk eine Phasenverdrehung herbeiführt, die der vom zweiten Transformator bewirkten Phasenverdrehung nahezu entgegengesetzt ist. ,

Angezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 493 142, 512 519.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen