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Kompensationsschaltung für Fernsehröhren Die Erfindung bezieht sich
auf Anordnungen zum Betrieb von Braunschen Röhren und betrifft insbesondere Einrichtungen
zur Kompensation der bei der Helligkeitssteuerung von Fernsehröhren auftretenden
Anodenspannungsschwankungen.
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Bei Fernsehröhren wird die Anodenspannung, von meist vielen tausend
Volt, üblicherweise einem Transformator entnommen und dann gleichgerichtet und durch
Siebmittel geglättet. Es ist bekannt, daß derartige ;Stromversorgungsanlagen bei
verschiedenen Belastungen, die durch den wechselnden zu übertragenden Bildinhalt
verursacht werden, keine konstante Spannung liefern.
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Es wurde versucht, diese störenden Spannungsschwankungen durch Verwendung
wesentlich größerer Stromversorgungsanlagen unschädlich zu machen, indem man z.
B. parallel zur Fernsehröhre einen konstanten Widerstand geschaltet hat, durch den
ein wesentlich größerer Strom fließt als durch die Fernsehröhre. Infolge dieses
konstanten Dauerstroms wird zwar die prozentuale Schwankung des der Stromversorgungsanlage
entnommenen Stroms wesentlich geringer, doch bedingt dieses Verfahren, abgesehen
von dem großen Aufwand, auch sehr große Verluste in dem Parallelwiderstand, welche
in vielen Fällen eine Anwendung dieses Verfahrens ausschließen. Es wurde weiterhin
vorgeschlagen, der Fernsehröhre eine Kompensationsröhre gleichstrommäßig parallel
zu schalten und die Kompensationsröhre in bezug auf die Fernsehröhre gegenphasig
zu steuern. Bei der praktischen Ausführung ergeben sich jedoch außerordentliche
Schwierigkeiten, weil die Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinien dieser beiden Röhren
genau übereinstimmen müssen. Dies bedingt außerordentlich teure einzeln angefertigte
Sonderkonstruktionen
der Kompensationsröhre, da für jeden Typ von
Fernsehröhren eigene Kompensationsröhren angefertigt werden müssen und infolge der
bei Einzelanfertigung unvermeidlichen Streuungen der technischen Daten aus einer
großen Vielzahl von Kompensationsröhren nur sehr wenige die für die Kompensation
erforderliche Kennlinie besitzen.
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Es wurde weiterhin vorgeschlagen, der Fernsehröhre eine Kompensationsröhre
parallel zu schalten, welche eine konstante Gittervorspannung besitzt, und sie durch
die Schwankungen der Anodenspannung zu steuern. Nach diesem Verfahren läßt sich
zwar in sehr einfacher Weise eine Verringerung der Anodenspannungsschwankungen erzielen,
doch kann diese Verringerung nur bis zu einem gewissen Grad erfolgen, da ja zur
Anodensteuerung der Kompensationsröhre eineAnodenspannungsschwankung erforderlich
ist und immer eine restliche Spannungsschwankung übrigbleiben wird. Infolgedessen
läßt sich dieses Verfahren überall dort nicht anwenden, wo größere Anforderungen
an die Konstanz der Anodenspannung gestellt werden.
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Es bildet einen Gegenstand der Erfindung, eine Fernsehröhre, das dazugehörige
Stromlieferungsgerät und eine Kompensationsröhre derart miteinander zu ,kombinieren,
daß .die vorstehend genannten :Yachteile nicht auftreten und daher mit sehr geringem
Aufwand der .dem Stromlieferungsgerät entnommene Strom auf einem von dem Anodenstrom
der Fernsehröhre unabhängigen- Wert gehalten wird.
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Erfindungsgemäß wird zur Erzeugung einer von Belastungsschwankungen
praktisch unabhängigen hohen Gleichspannung zum Betrieb von Fernsehröhren parallel
zum Anodenkreis der Fernsehröhre eine gittergesteuerte Hilfsröhre geschaltet und
zwischen Kathode der .Fernsehröhre und negativem Pol des Anödenstromgeräts ein Widerstand
R geschaltet, der gleichzeitig im Steuergitterkreis der Hilfsröhre liegt, wobei
das von der Kathode der Fernsehröhre abgewendete Ende des Widerstandes dem Steuergitter
der Hilfsröhre zugewendet ist. Es ist vorteilhaft, den Widerstand R .derart zu wählen,
'daß das Produkt aus Steilheit der Hilfsröhre und aus R, gemeseen in Ohm, größer
ist als r.
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Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung erläutert.
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In Fig. z wird der von dem Generator r gelieferte Strom von der Stärke
I", über die Leitung 2 cineirseits der Anode der Fernsehröhre 3, andererseits der
Anode der Hilfsröhre 4 zugeführt, deren Innenwiderstand in der Folge mit R, und
.deren Steilheit mit S bezeichnet werden soll. In den Kathodenkreis der Fernsehröhre
ist ein Widerstand R eingeschaltet, welcher derart mit der Kathode der Hilfsröhre
4 verbunden ist; daß er sowdhl vom Anodenstrom der Fernsehröhre als auch vom Anodenstrom
der Kompensationsröhre durchflossen wird. Die Modulationsspannungen werden an den
Klemmen 5 und 6 zugeführt und über den Kondensator 7 zu .dem mit einem Ableitwiderstand
8 versehenen Wehneltzylinder der Fernsehröhre geleitet. l ' Dadurch wird der Elektronenstrom
der Fernsehröhre in Abhängigkeit von der jeweiligen Bildhelligkeit moduliert und
somit auch der Spannungsabfall am Widerstand R im selben Rhythmus schwanken. Bei
unveränderlichem Potential des Steuergitters 9 wird daher das Kathodenpotential
entsprechend schwanken, und dadurch wird ohne Verwendung einer zusätzlichen Phasenumkehrröhre
die Hilfsröhre 4 im selben Rhythmus wie .die Fernsehröhre, aber mit entgegengesetzter
Polarität gesteuert.
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Dem Widerstand R liegt der scheinbare innere Kathodenwiderstand der
Röhre 4 parallel, der gleich der reziproken Steilheit dieser Röhre ist. Hierdurch
wird der am Widerstand R auftretende Spannungsabfall praktisch konstant gehalten,
und zwar ist die Konstanz um so besser, je kleiner der scheinbare Kathodenwiderstand
(je größer die Steilheit) im Verhältnis zum Widerstand R ist. Eine konstante Spannung
am Widerstand R ergibt einen !konstanten, diesen Widerstand durchfließenden Strom,
.der gleichzeitig der Gesamtstrom ist; welcher dem ,Stromerzeuger entnommen wird.
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Der Widerstand R ist durch einen Kondensator 9 wechselstrommäßig überbrückt,
wodurch erreicht wird, .daß die mit schneller Geschwindigkeit erfolgenden Helligkeitswechsel,
also die Wechselstromkomponente der Bildmodulation unter Umgehung des Widerstandes
R direkt an die Gitter-Kathoden-Strecke der Fernsehröhre geführt wird. Da der Widerstand
R im allgemeinen in derselben Größenordnung liegen wird wie der Widerstand der Gitter-Katho,den,-Streicke
der Fernsehröhre, würde bei Fortfall des Überbrückungskondensators C unter Umständen
ein wesentlicher Teil der zugeführten Signalspannung im Widerstand R nutzlos verbraucht
werden.
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Wird über die Klemme 5 dem Steuergitter der Fernsehröhre ein Impuls,
z. B. positiver Polarität, zugeführt, so wird der Anodenstrom Il der Fernsehröhre
um den Betrag Il steigen, und am Kathodenwiderstand R wird ein zusätzlicher ,Spannungsabfall
R - Il entstehen. Da aber der Spannungsabfall am Widerstand R das Potential des
Steuergitters 7 der Hilfsröhre bestimmt, wird dieses um den Betrag R - I1 negativer
werden, und bei einer Steilheit S der Hilfsröhre wird der Anodenstrom I um den Betrag
S - R - Il verringert. Durch geeignete Wahl von R und S hat man es in der Hand,
die Vergrößerung des Anodenstroms Il durch eine Verkleinerung des Anodenstroms I
derart zu kompensieren, daß der Gesamtstrom Igel -- I -f- h praktisch konstant
bleibt.
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Durch die vorstehend beschriebene Kombination des Stromlieferungsgeräts
r mit der Hilfsröhre 4 wird eine Wirkung erzielt, als ob der scheinbare innere Widerstand
R'lg"n des die Fernsehröhre speisenden Stromlieferungsgeräts den Wert annimmt
wobei Ri den inneren Widerstand der Hilfsröhre und Rge, den inneren
Widerstand des Stromlieferungsgeräts ohne Hilfsröhre bezeichnet.
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Bei der dargestellten Schaltanordnung werden nur die durch Schwankungen
der mittleren Bildhelligkeit verursachten Änderungen des Anodengleichstroms durch
die Hilfsröhre kompensiert, während die von den mit verhältnismäßig hoher Frequenz
um die mittlere Bildhelligkeit schwankenden einzelnen Bildpunkthelligkeiten hervorgerufenen
schnellen Schwankungen des Anodenstroms durch die vorhandenen Siebmittel des Anodenstromlieferungsgeräts
ausgeglichen werden. Die Zeitkonstante von R und Kondensator C muß aber kleiner
sein als die Dauer eines Zeilenzugwechsels der Fernsehsendung.
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In gewissen Fällen kann es zweckmäßig sein, den erforderlichen Siebmittelaufwand
dadurch noch weiter zu verringern, daß die Hilfsröhre nicht nur die Schwankungen
der mittleren Bildhelligkeit ausgleicht, sondern auch die durch die Bildmodulation
bewirkten Anodenstromschwankungen. In diesem Fall muß der den Widerstand R überbrückende
Kondensator fortgelassen werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung wird mit besonderem Vorteil in Verbindung
mit Fernsehröhren verwendet, welche helligkeitsrichtig gesteuert werden, d. h. also,
denen eine veränderliche, vom jeweiligen Bildinhalt abhängige Gleichstromkomponente
zugeführt wird. Bei den solcher Art gesteuerten Fernsehröhren sind die Schwankungen
des Anodenstroms besonders stark und sprunghaft. Diese Schwankungen können sich
besonders bei unbedienten Geräten störend bemerkbar machen, bei denen die Bildgüte
nicht vom Beschauer oder vom Bedienungspersonal fortlaufend kontrolliert wird. Solche
Geräte werden beispielsweise zur Überwachung der Qualität von Fernsehsendungen verwendet,
wobei zu gewissen periodisch wiederkehrenden Zeiten oder unter Einwirkung einer
Fernsteuerung einzelne Zeilenzüge aus der Fernsehsendung herausgegriffen und fotografisch
festgehalten werden.
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In Fig. 2 ist eine derartige Schaltanordnung dargestellt, bei der
die Fernsehröhre 3 mittels einer sogenannten Schwarzsteuerung helligkeitsrichtig
gesteuert wird. Die Schaltung entspricht in verschiedenen Einzelheiten der vorbeschriebenen
Schaltanordnung, und eiinandee entspreichende Teile sind in beiden Figuren mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die ankommenden Fernsehbildsignale werden über
die !Klemmen 5 und 6 und den Koppelkondensator 7 an die Steuerelektrode der Fernsehröhre
geführt. An diese Steuerelektrode ist die Kathode einer Diode io angeschlossen,
deren Anode mit dem Abgriff 13 des Widerstandes R verbunden ist. Die Diode ist mittels
eines Widerstandes i i, der an den Abgriff 12, des Widerstandes R angeschlossen
ist, entsprechend vorgespannt, wodurch in an sich bekannter Weise eine helligkeitsrichtige
Aussteuerung der Fernsehröhre gewährleistet wird. In gewissen Fällen kann es zweckmäßig
sein, geeignete Vorrichtungen vorzusehen, um den Arbeitspunkt der Hilfsröhre 4 einzustellen,
z. B. um im Bereich größter Steilheit zu arbeiten. Zu diesem Zweck ist .das der
Fernsehröhre abgewendete Ende des Widerstandes R an den verschiebbaren Abgriff 14
des Widerstandes 15 geführt, welcher mit einer Hilfsspannungsquelle 16 derart verbunden
ist, daß er von einem Strom durchflossen wird. Die ,Stärke dieses Stroms kann gegebenenfalls
durch Verändern des Regelwiderstandes 17 eingestellt werden, und dadurch o,d:ir
durch Verschieben des Abgriffs 14 läßt sich die Gittervorspannung und damit der
Arbeitspunkt der Hilfsröhre leicht auf den günstigsten Wert einstellen.
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Di,e Erfinid-ung wi rdmit besonderem Vorteil in'Verbindung mit Transformatorkippgeräten
verwendet, bei denen die während der Rücklaufperiode auftretenden hohen Spannungsimpulse
gleichgerichtet werden und zur Hochspannungserzeugung für Fernsehröhren dienen,
da diese Anordnungen zur Anodenspannungsgewinnung einen sehr hohen scheinbaren Innenwiderstand
besitzen, insbesondere wenn eine mehrstufige Gleichspannungserzeugung erfolgt.