Verfahren zur Ablenkung des gathodenstrahls in Braunschen Röhren. Ordnet man zwischen einer starken End stufe und den Ablenkplatten einer Braun sehen Röhre einen Transformator an, so kann auf Grund der geringen Ablenkleistung der Braunschen Röhre eine bedeutende Steige rung -der Ablenkspannung erzielt werden.
Der innere Widerstand zwischen den Ab lenkplatten einer Kathodenstrahlröhre be trägt etwa 106 Ohm und die Ablenkleistung auf einige 100 Volt Ablenkspannung nur einige zehntel Watt. Wendet man daher auf der Primärseite etwa 10 Watt auf, so ist eine
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Spannungsverstärkung denkbar. Man kommt daher auf der Primärseite mit Amplituden von .der Grössenordnung von 10 Volt aus, wo durch das, Arbeiten mit Anodenbatterien ge ringer Spannung beim Kippgerät möglich gemacht ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Frage einer fehlerlosen Kipp- Schwingungsform. Es ist nicht ohne weiteres möglich, über einen Transformator eine Kippschwingungskurve farmgetreu zu über tragen. Zur Veranschaulichung der SeUwie- rigkeiten dient Fig. 1. Die Endstufe 1 wird gitterseitig an einen Kippgenerator 2 ange schlossen.
Sie be",-,itzt einen innern Wider stand 3 (Bi). Der Transformator 4 besitzt einen ohmisch-induktiven Scheinwiderstand 5-6. Wenn es gelingen würde, an die Pri märklemme des Transformators eine unver- zerrte Kippspannung von der Kurvenform des Generators 2 anzulegen, so wäre eine formgetreue Transformation durchführbar. Die sekundäre .Spannung hätte die Grösse
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und der Strom würde eine von der Kipp kurve stark abweichende Kurvenform haben.
Es wäre nämlich die Integralkurve der Primärspannung:
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Dieser Betriebszustand gebraucht den Leerlaufbetrieb des Verstärkers. Er ist nui dann zu erhalten, wenn der Scheinwider stand des Transformators sehr gross gegen den innern Widerstand der Röhre ist.
Durch Verwendung von Röhren ohne Schirmgitter, d. h. von Dreipolröhren mit grossem Durch griff und grosser Steilheit, also kleinem innern Widerstand kann man sich dem Leer- laufzustand .stark annähern. Eine wirkliche Erreichung ,des Leerlaufbetriebes ist aber in der Praxis nicht möglich, da es schwer fällt, die Transformatoren so gross zu dimensionie ren, dass sie lediglich mit Spannungserregung und mit sehr kleinem Primärstrom arbeiten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren, welches auch bei kleinen stromerreg ten Transformatoren beachtliche Kipp- schwingungen liefern kann. Das Verfahren besteht darin, dass den Primärklemmen des Ausgangstransformators eine derartig ver zerrte Spannung zugeführt wird, dass an den Sekundärklemmen .die unverzerrte Ablenk- spannung auftritt.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens-, von welcher die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele darstellt.
Zur Erklärung sei der Grenzfall eines kleinen Transformators angenommen, .dessen Scheinwiderstand 5 (RJ klein :gegen den Innenwiderstand (R;) der Röhre 1 ist.
Dann arbeitet der Transformator mit einer strom begrenzenden Röhre, welche durch ihn scheinbar kurzgeschlossen wird (Kurzschluss- fall). In diesem Falle ist der ,Strom it eine unverzerrte Kippkurve, und nach der For mel (1) gibt der Transformator sekundär- seitig die Differentialkurve der Primär stromkurve, welche für Fernsehzwecke un brauchbar ist.
In Wirklichkeit ist der Betriebszustand stets ein Mittelding zwischen Leerlauf und Kurzschluss. Die Klemmenspannung des Transformators ist :dann eine Summe aus einem rein 0'hmschen und einem induktiven Bestandteil. An der Anode der Verstärker- röhre 1- liegt daher eine Spannung nach fol gender Gleichung (3)
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Die sekundäre Spannung ist nach Formel (1) der zeitlichen Ableitung proportional und soll eine saubere Kippkurvenform
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haben.
Es soll also sein:
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wobei JU die Gegeninduktivität des Transfor mators ist. Aus der Zusammenfassung der Gleichung (3) und der Gleichung (ja) ergibt sich nun die Anodenwechselspannung, wel che man an der Verstärkerröhre haben möchte, um eine saubere Kippspannung an der Transformatersekundärwicklung abneh men zu können. (4)
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Formel (4) liefert -die Bedingung für die Kurvenform der Gitterwechselspannung, mit welcher man den Verstärker erregen muss.
Man sieht, dass diese Gitterwechselspannung keine reine Kippkurvenform haben darf. Denn es genügt nicht, den Ausdruck B. t zuzuführen. Dieser würde nur für Leerlauf ausreichen. Der Kurzschiusswert A. t' muss ausserdem hinzugefasst werden, und zwar muss er in einem durch die Schaltung fest gelegten Verhältnis zur unverzerrten Gitter spannung addiert werden. Der Kurzschluss wert ist nach Gleichung (4) ,das Integral der Kippschwingung.
Wird daher die Gittererregung .des. Lei stungsverstärkers 1 zusammengesetzt aus einer unverzerrten Kippspannungskurve und einem überlagerten Integral dieser Kipp- spannungskurve, so erhält man eine unver- zerrte Ablenkspannung.
Fig. 2 zeigt eine SSchaltung, welche es: in der Praxis ermöglicht, die Gleichung (4) zu erfüllen. Die zweite Integration der Kipp- kurve wird bei dieser .Schaltung :durch Ruf ladung eines Kondensators ausgeführt. Eine Anodenbatterie 7 lädt über einen Widerstand 8 einen ersten Kondensator 9 auf. Diese Auf ladung geschieht mit konstantem Strom, so lange die Aufladespannung an 9 klein bleibt gegenüber der Netzspannung 7. Macht man z.
B. den Widerstand 8 = 100 000 Ohm und den Kondensator'9 <I>=</I> 1,uF. .so wird bei einer Kippfrequenz von 25 ,Sek. die, Höchstspan nung an 9 30 % von 7 und man kann die Zeitkurve der Ladespannung des Kondensa- tors in erster Annäherung als lineare: Kurve ansehen.
Man erhält also bei 300 Volt hTetz- spannung Kippschwingungen von zirka 100 Volt Amplitude und linearer Form (Selbstverständlich kann eine noch bessere Linearität dadurch erreicht werden, dass man die Kondensatorspannung nicht ganz so hoch anwachsen lässt). Die von der Gleichung (4) geforderte Integration an dieser unverzerrten Kippkurve wird dadurch ausgeführt, dass ein zweiter Stabwiderstand 10 einen zweiten Ladekondensator 11 auflädt.
Der Wi.der- sta.nd 10 wird etwa zehnmal so, gross' wieder Widerstand 6 bemessen, während die Zeit konstante .des Kreises 10--11, des sogenann- ten Integrationskreises, bei gleichen Anfor derungen an Linearität ebenso gross gewählt wird, wie die Zeitkonstante des ersten Krei ses 8-9. Man kann also z.
B. wählen: Wi derstand 1.0 = 106 Ohm, Kondensator <B>11</B> - 0,1,uF. Unter diesen Umständen ist dA.r Strom, welcher in den Integrationskreis at)fliesst, für den Primärkreis 8-9 zu ver nachlässigen.
Die,Spannung am Kondensator 11 wächst parabolisch an, wenn die Spannung am Kon densator 9 linear wächst. Durch Verschieben eines' Abgreifers 12 über dem Widerstand 10 kann man sich einen geeigneten Bruchteil der beiden Kondensatorenspannungen an 9 und 11 auswählen und diese dem Steuer gitter der Röhre 1 zuführen. Die Röhre 1 wird dann zweckmässig durch die Batterie 13 so stark negativ vorgespannt, dass sie gitter- stromfrei arbeitet. Der Anodenkreis der Röhre steht mit dem Kipptransformator 4 in Verbindung.
In speziellen Fällen ist ,es. von ,grosser Bedeutung. - den Transformator 4 als Gegentakttransformator auszuführen. Dieser Fall liegt bei der Verwendung von Hoch vakuum-Fernsehröhren mit einfacher und mit zweifacher elektrostatischer Ablenkung vor. Der Gegentaktbetrieb gewährleistet gleichbleibende Bildpunktschärfe am Bild rand.
Es kann fernerhin von Vorteil sein, die Isolation zwischen der Primärwicklung 4a und,der Sekundärwicklung 4b .des Transfor- mators 4 hochspannungsfest auszubilden. Der Innenkern des Transformators ist so zu dimensionieren, dass eine Sättigung durch den Emissionsstrom von 1 vermieden wird.
Es ist selbstverständlich auch möglich, durch Verwendung von zwei Leistungsstufen 1 pri- märseitig bereits Gegentaktbetrieb auszufüh ren und dadurch Sättigung des Transforma- torelsens zu vermeiden.
Die Entladung,der Kondensatoren 9 und 11 kann durch eine Entladeröhre 12 bewirkt werden, welche Mm Ladezustand .durch negative Verspannung 14 verriegelt ist und durch @Synchronisierimpulse leitend gemacht wird. Esi können auch zwei Entlade-röhren 12 und 12a für jeden der beiden Kondensatoren 9 und 11 angewendet werden, deren Gitter parallel geschaltet sein können.
Beim Be trieb mit einer einzigen Entladeröhre 12 kann ferner ein Überbrückungskondensator 15 nützlich sein, welcher so klein ist, dass er den Aufladevorgang nicht beeinflusst, aber beim Entladen eine schnellere Entladung des Kondensators 11 und damit eine Verbesse rung .der Rücklaufgeschwindigkeit bewirkt. In vorliegendem Fall könnte 15 zirka 0,01yF betragen.
An .Stelle von Flochvakuumentladeröhren 12 können mit grossem Vorteil gasgefüllte Glühkathodenröhren verwendet werden, wel- ehe die Eigenschaft haben, von selbst nach Erreichung einer durch ihr Gittereinstell- baren Höchstspannung zu zünden und da durch zu entladen.
In Fig. 2 ist der Integralkreis 10-11 direkt an den ersten Ladekreis 8-.9 ange schlossen. Selbstverständlich kann die Span nungsverzerrung nach Gleichung (4) auch in getrennten Stromkreisen durchgeführt und nachträglich addiert werden. In Fig. 3 isst ein solches Schaltschema ge zeichnet, bei welchem der Ladekreis 8-9 durch eine Röhre 15 von dem Integralkreis 10-11 getrennt ist.
Die Röhre 15 erhält ihre Anodenspannung über einen Spannungs widerstand<B>16,</B> welcher klein gegenüber dem Widerstand 10 ist. Durch ein Potentiometer 10a kann mittels Schleifkontakt 12 eine Mi schung der Spannung der beiden Kondensa toren in beliebigem Verhältnis vorgenommen werden und dieses Gemisch nach Gleichung (4) auf die Endröhre 1 und den Transfor mator 4 gegeben werden.
Es sind noch zahl reiche andere (Schaltungen möglich, welche vom Verfahren der Integration der urver- zerrten Kippkurve Gebrauch machen.
Bei einer praktischen Ausführung der Schaltung nach Fig. 2 mit einer Telefunken röhre Re 134 als Leistungsröhre könnte eine Gegentakttransformation 1 :10 ausgeführt werden, bei welcher eine exakte Bildpunkt- aufzeicUnung mit 400 Volt Kippamplitude unter Verwendung einer Anodenbatterie 7 von nur 300 Volt und bei einem Anoden strom von nur ä M. Amp. gelang.
Der Lei stungsbedarf dieses Kippgerätes, welches mit einer gasgefüllten gittergesteuerten Entla dungsröhre 12 arbeitete, betrug demnach nur 1;5 Watt. Demgegenüber verbrauchen Kon- struktionen ohne Kipptransformation mit Widerstandsverstärkung bei<B>1000</B> Volt Ano denspannung 20 bis 30 M. Amp., d. h. mehr als das zehnfache der genannten Leistung.