DE1905936B2 - Speiseschaltung fuer eien ablenkjoch eines elektronenstrahl aufnahmegerates - Google Patents

Description

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Art anzugeben, welche ein verbessertes Ansprechvermögen und eine verbesserte Linearität besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die induktive Komponente zur Einspeisung eines vorgegebenen Energiebetrages während des Rücklaufs des Ablenkzyklus mit einem Ende an das Ablenkjoch und mit dem anderen Ende an eine Vorspannungsquelle (+F₁₁) angekoppelt ist, daß an den Verbindungspunkt der. induktiven Komponente und des Ablenkjochs ein Kreis zur Klemmung der Verstärkerausgangsspannung auf einen vorgegebenen Wert angekoppelt ist und daß an den Verbindungspunkt der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe des das Ablenkjoch speisenden Verstärkers ein ebenfalls vom Ablenkeingangssignal gespeister, die geforderte Ablenksignalform bestimmender weiterer Verstärker als Vorwärtsspeiseschleife angekoppelt ist, der eine Verstärkerstufe und ein parallel dazu liegendes, das Ansprechvermögen des weiteren Verstärkers festlegendes passives Netzwerk umfaßt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist also eine spezielle Ankopplung der induktiven Komponente des Reaktanzgliedes und des kompensierenden weiteren Verstärkers als Vorwärtsspeiseschleife. Die Verstärkerstufe des weiteren Verstärkers liefert das für die Ausgangsverstärkerstufe des das Ablenkjoch speisenden Verstärkers erforderliche Signal. Damit liefern die einzelnen Verstärker das bestmögliche Signal an das die Last darstellende Ablenkjoch. Die Eingangsverstärkerstufe des das Ablenkjoch speisenden Verstärkers dient dann lediglich noch dazu, Fehler zwischen dem Ausgangs- und Eingangssignal nach Art einer Rückkoppelschaltung zu reduzieren. Ohne die Verstärkerstufe des weiteren kompensierenden Verstärkers müßte die Eingangsverstärkerstufe sowohl das durch jene Verstärkerstufe gelieferte Signal als auch die im Rückkoppelkreis vorhandenen Fehlersignale liefern. Der weitere Verstärker reduziert also den Aufwand für die Eingangsverstärkerstufe, wodurch insgesamt das Ansprechvermögen und die Linearität der Speiseschaltung für das Ablenkjoch verbessert wird.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung; es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Speiseschaltung für ein Ablenkjoch mit schnellem Rücklauf gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild der Schaltung nach F ig. 1.

In der Schaltung nach F i g. 1 bilden Verstärker 10 und 20 im Grunde genommen einen Prinzipverstärker, wie er in konventioneller Weise zur Speisung von Ablenkjochen verwendet wird. Zum Zwecke der Erläuterung ist der Verstärker 20 jedoch getrennt dargestellt und wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Ausgangsverstärkerstufe bezeichnet. Der Verstärker 10 ist mit seinem Eingang über einen Widerstand 12 an Eingangsklemmen 14 angeschaltet, an denen ein Eingangssignal anliegt. Weiterhin ist der Verstärker 10 (welcher im folgenden als Prinzipverstärker bezeichnet wird) mit seinem Ausgang an einen Summationspunkt 16 angeschaltet, welcher seinerseits an einen generell mit 18 bezeichneten Ausgangskreis angeschaltet ist. Dieser Ausgangskreis 18 enthält den vorgenannten Ausgangsverstärker 20, welcher gemäß der Erfindung modifiziert ist, wie im folgenden noch beschrieben wird. Der Ausgangskreis 18 ist an ein Ablenkjoch 22 einer Elektronenstrahlvorrichtung angeschaltet. Das andere Ende des Ablenkjochs ist über einen Widerstand 24 auf den Eingang des Prinzipverstärkers 10 zurückgeschaltet, um eine konventionelle Rückkopplungsschleife zu definieren. Das gleiche Ende des Ablenkjochs 22 ist über einen Widerstand 26 an Masse geschaltet. Die Widerstände 12, 24 und 26 bestimmen den Gewinn der geschlossenen Rückkopplungsschleife. ■ ■ .

Gemäß der Erfindung ist zwischen die Eingangsklemmen 14 und dem Summationspunkt 16 ein Kom- pensationsschaltkreis 28 geschaltet. Der Kompensationsschaltkreis 28 enthält im wesentlichen einen Widerstand 30,. welcher zwischen die nichtgeerdete Eingangsklemme 14 und einen Kompensationsverstärker 32 geschaltet ist, der seinerseits an den Summationspunkt 16 angeschaltet ist. Ein /?-Kreis 34 ist über den Kompensationsverstärker 32 geschaltet. Dieser Kreis 34 ist ein passives Netzwerk, das zur Bestimmung des Ansprechvermögens des eine geschlossene Schleife darstellenden Kompensations-Schaltkreises 28 ausgelegt ist.

Der Kompensationsschaltkreis 28 liefert näherungsweise die geforderte Signalform zum Eingang des Ausgangsverstärkers, d. h. zum Ausgangskreis 18. Daher bilden der Kompensationsschaltkreis 28 und der Ausgangsverstärker 20 einen guten Speisekreis mit offener Schleife. Der Verstärker 10 und der Rückkopplungspfad mit geschlossener Schleife werden dann lediglich dazu verwendet, um die Fehler im Pfad mit offener Schleife zu korrigieren. Diese Stufen müssen also nicht das. gesamte Speisesignal liefern. Diese Art der Kompensation mit einem Vorwärtsspeise- und Rückkopplungsverlust .gemäß der Erfindung ermöglicht die Ausnutzung geringerer. Schleifengewinne und Bandbreiten für die gleiche Ausgangsleistung.

Ersichtlich liefert der Kompensationsverstärker 32 das Signal, das normalerweise durch den Ausgangsverstärker 20 gefordert wird. Die Verstärker 20 und 32 sind mit anderen Worten so ausgelegt, daß sie das bestmögliche Signal zur Last, d. h. zum Ablenkjoch 22, liefern. Der Verstärker 10 reduziert dann zusätzlich die Fehler zwischen dem Eingang und Ausgang. Ohne den Kompensationsverstärker 32 müßte der Prinzipverstärker 10 sowohl das Signal des Verstärkers 32 als auch die Fehlersignale liefern. Der erfindungsgemäße Einsatz des Kompensationsverstärkers 28 reduziert also die Anforderungen an den Prinzipverstärker 10 und verbessert damit das Ausgangs-Ansprechvermögen und die Linearität der Ablenkjoch-Speiseschaltung.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäß ausgestaltete Ausgangskreis 18 im einzelnen dargestellt. Der Ausgangsverstärker 20 stellt grundsätzlich eine konventionelle Ausgangsstufe eines Prinzipablenkverstärkers dar; er ist jedoch hier zur Bildung des Ausgangskreises 18 getrennt dargestellt und enthält Transistoren 36, 38 und einen Ausgangstransistor 40.

Der Kompensationsschaltkreis 28 ist mit seinem Ausgang an den Summationspunkt 16 angeschaltet, welcher zum Teil durch einen an die Basis des Transistors 36 angeschalteten Widerstand 42 gebildet wird. Der Summationspunkt 16 enthält weiterhin einen Widerstand 44, der mit einem Ende an dem

Verbindungspunkt des Verstärkers 10, des Widerstandes 42 und der Basis des Transistors 36 angeschaltet ist. Das andere Ende des Widerstandes 44 ist an eine vorgegebene negative Spannung — V_cc angeschaltet, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von —12 Volt liegt. Der Kollektor des Transistors 36 ist an Masse geschaltet, während sein Emitter über einen Widerstand 46 an die Spannung —V_cc angeschaltet ist. Der Emitter des Transistors 36 ist an die Basis des Transistors 38 angeschaltet, dessen Kollektor an Erde und dessen Emitter an den Emitter des Ausgangstransistors 40 angeschaltet ist. Die Basis des Transistors 40 ist an die Kathodenseite einer Serienschaltung von Dioden 48 angeschaltet, deren Anodenseite an Erde liegt. Weiterhin ist die Basis des Transistors 40 über eine Kapazität 50 an Masse geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen der Kapazität 50 und den Dioden 48 ist über einen Widerstand 52 an die Spannung — V_cc gelegt.

Die Emitter der Transistoren 38 und 40 sind an einen aus Transistoren 54 und 56 gebildeten Vor^ Spannungskreis angeschaltet, wobei der Kollektor des Transistors 54 an die Emitter der Transistoren 38 und 40 angeschaltet ist. Der Emitter des Transistors 54 ist über einen Widerstand 58 an die Spannung — V_cc gelegt, wobei die Basis dieses Transistors über einen Widerstand 60 ebenfalls an der Spannung — V_cc liegt. Die Basis des Transistors 54 ist weiterhin an den Emitter des Transistors 56 und über eine Kapazität 62 an Masse geschaltet. Der Kollektor des Transistors 56 ist an Masse gelegt, während seine Basis über einen Widerstand 64 an der Spannung ■— V_cc liegt. Weiterhin liegt die Basis des Transistors 56 über eine Kapazität 66 einerseits und einen Widerstand 68 andererseits an Masse.

Es ist zu ersehen, daß der Ausgangstransistor 40 auf Grund der geringen Impedanz der Kapazität 50 und des Gleichvorspannungsnetzwerkes aus dem Widerstand 52 und den Dioden 48 in Basisschaltung betrieben ist.

Gemäß der Erfindung ist der Kollektor des Ausgangstransistors 40 an ein Ende des Ablenkjoches 22 und an die Anode einer Diode 70 angeschaltet, deren Kathode an einer vorgegebenen positiven Spannung + V_c liegt. Diese Spannung + V_c kann einen Wert in der Größenordnung von + 70 Volt besitzen.

ίο Ein Ende einer Induktivität 72 ist an den Verbindungspunkt der Diode 70, des Kollektors des Transistors 40 und des Ablenkjochs 22 angeschaltet, während das andere Ende dieser Induktivität über einen Widerstand 74 an einer vorgegebenen positiven

x5 Spannung +V_cc liegt. Diese Spannung +V_cc kann einen Wert in der Größenordnung von +12VoIt besitzen. Parallel zur Induktivität 72 liegt ein Widerstand 76. Die Schaltungskomponenten 70 bis 76 definieren im Grunde genommen einen generell mit 78

ao bezeichneten induktiven Kreis zur Speicherung der zur Erreichung der relativ kurzen Rücklaufzeit erforderlichen hohen Energie.

Der induktive Kreis 78 (nämlich die Induktivität 72) wird also zur Speicherung der Energie verwendet, welche zum Schalten des Ablenkjoches 22 erforderlich ist; zu diesem Zeitpunkt bestimmt der Transistor 40 in Verbindung mit dem Widerstand 74 den Ablenkjochstrom. Der Widerstand 74 stellt dabei einen strombegrenzenden Widerstand für die Induktivität 72 dar. Die Diode 70 dient zur Festlegung der Ausgangsspannung und verhindert einen Durchschlag des Ausgangstransistors 40. Der Widerstand 76 dient während des Rücklaufes zur Dämpfung für die Induktivität 72 und das Ablenkjoch 22.

Ersichtlich reduziert der induktive Kreis 78 die Verlustleistung im Ausgangstransistor 40, da dieser Transistor im Anfangsbereich der Hinlaufzeit keinen hohen Strom bei hoher Spannung liefern muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

können die bekannten Schaltungsanordnungen dem

Patentanspruch: geforderten Wirkungsgrad auf Grund von hohen Lei

stungsverlusteffekten in ihren aktiven Elementen,

Speiseschaltung für ein Ablenkjoch eines schlechter Rücklaufzeit und Nichtlinearität infolge Elektronenstrahl-Aufnahmegerätes hoher Infor- 5 von Überlastung nicht gewährleisten, mationsdichte mit einem das Ablenkjoch speisen- Generell können bekannte Verstärkerschaltungen,

den Verstärker, der eine das Ablenkeingangs- wie sie zur Speisung von Ablenkjochen verwendet signal aufnehmende Eingangsstufe und eine dieser werden, durch Erhöhung der Verstärkung verbessert Stufe nachgeschaltete Ausgangsstufe umfaßt, in werden, was jedoch zu Stabilitätsproblemen führt. In deren das Ablenkjoch speisenden Ausgangskreis ₁₀ Systemen, welche schnelle Rücklaufzeiten erfordern, ein eine induktive, Energie speichernde Kompo- braucht das Ablenkjoch weiterhin Spannungen in der nente enthaltendes Reaktanzglied eingeschaltet Größenordnung von 60 bis 120 Volt, um den Rückist, dadurch gekennzeichnet, daß die lauf mit den gewünschten Geschwindigkeiten zu geinduktive Komponente (72) zur Einspeisung eines währleisten. Derartige Spannungen passen nicht zu vorgegebenen Energiebetrages während des Rück- 15 heutigen, sehr schnellen Halbleitern, welche in den laufs des Ablenkzyklus mit einem Ende an das Ablenk-Verstärkerkreisen verwendet werden. Die Ablenkjoch (22) und mit dem anderen Ende an Bandbreite oder die Geschwindigkeit von Hocheine Vorspannungsquelle (+FJ angekoppelt ist, leistungstransistoren ist stark begrenzt, was zu einer daß an den Verbindungspunkt der; induktiven Schaltungsentwicklung zwingt, welche die geforder-Komponente (72) und des Ablenkjochs (22) ein 20 ten relativ hohen Spannungen und Ströme bei gerin-Kreis (70, 74, 76) zur Klemmung der Verstärker- gern Leistungsverlust ergibt. Diese Forderung wird ausgangsspannung auf einen vorgegebenen Wert durch den Umstand erschwert, daß die meisten Abangekoppelt ist und daß an den Verbindungs- lenk-Ausgangskreise den vollen Laststrom bei voller punkt (16) der Eingangsstufe (10) und der Aus- Spannung am Ausgangstransistor liefern müssen, gangsstufe (18) des das Ablenkjoch (22) speisen- 25 Dies führt zu einer relativ hohen Spitzenleistung, den Verstärkers (10,18) ein ebenfalls vom Ab- während des ersten Teils der Hinlaufzeit. Dieser lenkeingangssignal gespeister, die geforderte Ab- relativ hohe Leistungsverlustwert verbietet die Verlenksignalform bestimmender weiterer Verstärker wendung der meisten hochschnellen Halbleiter-(28) als Vorwärtsspeiseschleife angekoppelt ist, anordnungen und macht daher eine extrem schnelle der eine Verstärkerstufe (32) und ein parallel 30 Rücklaufzeit von beispielsweise 0,6 Mikrosekunden dazu liegendes, das Ansprechvermögen des wei- schwer, wenn nicht unmöglich, teren Verstärkers (28) festlegendes passives Netz- Dies gilt für bekannte Schaltungsanordnungen zur

werk (34) umfaßt. Herstellung eines sägezahnförmigen Stromverlaufs in

^: einer Spule (deutsche Patentschrift 954 792) und

35 zur magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahls

in Kathodenstrahlröhren (deutsche Auslegeschrift 1011 922), bei denen zwar auch Maßnahmen zur

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Korrektur von Fehlern in dem auf die Last (Spule Speiseschaltung für ein Ablenkjoch eines Elektronen- bzw. Ablenkjoch) gegebenen Signals in Form von strahl-Aufnahmegerätes hoher Informationsdichte mit 40 Rückkopplungen für den die Last speisenden Vereinem das Ablenkjoch speisenden Verstärker, der stärker vorgesehen sind. Diese Korrekturmaßnahmen eine das Ablenkeingangssignal aufnehmende Ein- sind zwar noch für Fernsehschaltungen geeignet, bei gangsstufe und eine dieser Stufe nachgeschaltete Aus- denen die Rücklaufzeit des Elektronenstrahls in der gangsstufe umfaßt, in deren das Ablenkjoch speisen- Bildröhre 6 bis 10% der Hinlauf zeit beträgt. Die den Ausgangskreis ein eine induktive, Energie spei- 45 dabei auftretenden vergleichsweise langen Austastchernde Komponente enthaltendes Reaktanzglied ein- perioden reichen aus, um Strahltastfehler zu absorgeschaltet ist. bieren.

Es sind Schaltungsanordnungen zur Speisung von Bei den genannten Elektronenstrahl-Aufnahme-

Ablenkjochen von Elektronenstrahl-Aufnahmegeräten geräten sind dagegen genau definierte Rücklaufzeiten bekanntgeworden, von denen einige typische Ver- 50 in der Größenordnung von 1% der Hinlaufzeit ertreter einen Vorwärtsspeisekreis besitzen, welcher ein forderlich. Für derartige Verhältnisse ergeben sich in Korrektursignal zum Ausgangskreis des das Ablenk- den bekannten Schaltungsanordnungen auf Grund joch speisenden Ablenkverstärkers liefern. Der Wert von Leistungsverlusten in den aktiven Elementen bei des durch den Vorwärtsspeisekreis gelieferten Signals hoher Belastung Leistungsverluste und daraus resulist an den Wert des Signals angepaßt, der durch das 55 tierende ; Gewinn-Bandbreiteprodukte, welche zu Ablenkjoch für eine richtige Ablenkcharakteristik einem zu geringen Ansprechvermögen und einer zu gefordert wird. Derartige bekannte Schaltungsanord- schlechten Linearität führen.

nungen besitzen eine Schaltansprechlinearität und Es ist auch beispielsweise aus der britischen Patenteinen generellen Wirkungsgrad, welche für die ge- schrift 836 060 bekannt, bei Schaltungsanordnungen bräuchliche kommerzielle Anwendung ausreichend 60 der in Rede stehenden Art in den das Ablenkjoch sind. speisenden Ausgangskreis ein eine induktive, Energie

In verschiedenen komplizierten Elektronenstrahl- speichernde Komponente enthaltendes Reaktanzglied systemen, wie beispielsweise in Elektronenstrahl- einzuschalten. Nichtsdestoweniger ist aber auch eine Aufnahmegeräten mit hoher Informationsdichte, sind derartige Schaltungsanordnung für Elektronenstrahldagegen extrem kurze Rücklauf zeiten und eine ver- 65 Aufnahmegeräte aus den obengenannten Gründen besserte Linearität während der Vorlaufzeiten erfor- nicht geeignet.

derlich, um Informationsverluste während des Ab- Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe

tastvorganges zu vermeiden. In derartigen Systemen zugrunde, eine Schaltungsanordnung der genannten