Projekt LION - ein Monitor-Projekt der TU Berlin
- die Beschreibung eines Projekts aus dem WS2005/6

von der TU Berlin und Henry Westphal


Die Idee.
Im Wintersemester 2004/5 und Im Sommersemester 2005 wurde ein Monitor realisiert. Hierbei wurde der Bildkippteil versuchsweise in Röhrentechnik realisiert.
Im Übermut entstand dann noch die Idee, den kompletten Monitor in Röhrentechnik zu realisieren. Dieser wurde, mit Unterstützung der Fa. Tigris-Elektonik GmbH, im Wintersemester 2005/6 erfolgreich umgesetzt.

Das Ergebnis.
Hier ist die Bildschirmdarstellung unseres Monitors zu sehen:


Hier ist der Gesamtaufbau unseres Monitors zu sehen:


Die gesamte Funktionalität des Monitors konnte mit nur 29 (!) aktiven Bauelementen realisiert werden: 13 Röhrensysteme (incl. Bildröhre)
16 Dioden
In heutigen Geräten finden sich dagegen Tausende bis Millionen von Transistoren, integriert in monolithische ICs.
Viele Bauteile erfüllen mehrere Aufgaben gleichzeitig. Dadurch entstehen, im Gegensatz zum heute üblichen Schaltungsentwurf, teilweise komplexe wechselseitige Abhängigkeiten, die sich jeder praktikablen mathematischen Beschreibung entziehen.
So sind beispielsweise die Parameter Amplitude, Frequenz und Linearität des Vertikal-Ablenkgenerators nicht unabhängig voneinander einstellbar.

Die Entwicklung des Originalgerätes (1961) (Bild weiter unten) erfolgte wahrscheinlich zu großen Teilen empirisch.

Zur Entstehungszeit des Originalgeräts waren aktive Komponenten sehr teuer und menschliche Arbeitskraft vergleichsweise günstig. Heute ist dagegen menschliche Arbeitskraft sehr teuer (einseitige Belastung der festen Arbeitsverhältnisse duch heute 42% Lohn"neben"kosten), während aktive Bauelemente kostengünstig praktisch vollautomatisch hergestellt werden.

Man kann hier also sehr gut sehen, wie gesellschaftliche Randbedingungen prägend auf die zu einer bestimmten Zeit verwendete Technologie wirkt.

Bemerkenswert war die hervorragende Dokumentation von Loewe-Opta. Die Schaltungen waren problemlos reproduzierbar.

Allgemein ist zu erwähnen, dass die Dokumentation der Grundstein für das Gelingen zukünftiger Reproduktionen ist. Deswegen sollte diese immer sorgfältig geführt und aufbewahrt werden. Alle Projekte, Schaltpläne, Begleitdokumentationen und dergleichen, die in Papierform aufbewahrt werden, kommen schnell abhanden, wenn man sie lose „herumfliegen“ lässt. Es empfiehlt sich diese in ein Ringbuch zu heften, dadurch wird alles an einem Ort gesammelt und Informationen können schnell gefunden werden. Der Vorteil gegenüber einer Mappe ist, dass man auch Papiere zwischenheften oder umsortieren kann ohne zunächst alles bereits eingeheftete wieder heraus nehmen zu müssen. In der heutigen Zeit kann man Ringbücher online bestellen, wie beispielsweise im Onlineshop von Schlender oder im Schreibwarenhandel kaufen. Wenn man größere Mengen zum Beispiel für den eigenen Betrieb benötigt, so lohnt es sich jedoch meistens auf die Angebote im Internet zurückzugreifen um Geld zu sparen.

Abschließend kann gesagt werden, daß die Beschäftigung mit dieser Schaltungstechnik für alle Beteiligten sehr interessante Schlüsselerlebnisse gebracht hat. Wir hatten sozusagen "direkten Kontakt mit den Elementen". Es erstaunt und bewegt, wie man mit einigen wenigen vergleichsweise einfach aufgebauten Bauelementen wie Röhren, die im Prinzip "nur" eine geschickte Anordnung von Metallteilen in einem evakuierten Glaskolben darstellen, zu einem Live-Videobild kommt.
Hier der Schaltplan Teil 1, als PDF-File,
und hier der Schaltplan Teil 2, ebenfalls als PDF-File.

Der Hintergrund.
Die Anfänge der Fernsehtechnik (ab 1936) nutzten die Röhrentechnik. Bis zu Beginn der 1970-er Jahre wurden Röhren in Fernsehempfängern eingesetzt.
Es handelt sich hierbei um eine besonders interessante und reizvolle Schaltungstechnik. Das heutige Videosignal wurde in den 1950-er Jahren definiert und basiert auf der damaligen Schaltungstechnik.

Ein Bild der Radio-FS-Kombination "Graetz-Reichsgraf" von 1958:


Eine Chassisansicht des "Graetz Burggraf", ca. 1956:


Die Vorgehensweise.
Ein Buch von Loewe-Opta "Schaltungstechnik der Loewe-Opta-Fernsehempfänger" von Ing. F. Möhring aus dem Jahr 1964 mit ausführlichen Schaltungsbeschreibungen diente als Grundlage.
Mehrere der in dem Busch beschriebenen Fernsehgeräte wurden im Laufe eines Jahres bei Ebay ersteigert, um an die nicht mehr erhältlichen Spezialbauteile wie z.B. Zeilentrafos zu kommen.
Die Originalschaltung wurde detailliert analysiert.
Der zusätzlich benötigte Video-Breitbandverstärker wurde vollständig selbst entworfen.
Die Schaltung wurde so verändert, daß anstelle der ursprünglichen 110° Großbildröhre eine 70° Kleinbildröhre verwendet werden kann.
Es wurde eine Impedanzanpassungsschaltung hinzugefügt, da die Ablenkeinheit der verwendeten Kleinbildröhre eine deutlich geringere Impedanz als die des Originalgerätes hat, es wurde ein Layout erstellt, die Schaltung wurde aufgebaut und in Betrieb genommen.

Das verwendete Buch:


Ein aus einem ersteigerten Loewe - Fernseher ausgebauter Zeilentrafo:


Das Originalgerät.
Loewe-Opta "Ariadne 688" aus dem Jahr 1961.
Aber keine Sorge, aus diesem schönen Gerät haben wir nicht frevelhafterweise Teile ausgebaut, dazu hatten wir einige wesentlich schlechter erhaltene Exemplare zur Verfügung.:

Die Frontansicht:


Die Chassisansicht:


Das Blockschaltbild.


Röhrenbestückung: ECC83  Video-Vorverstärker
ECL84   Video-Endverstärker
ECH81  Impulsabtrennung
ECL82   Vertikalablenkung
ECC82  Horizontal-Oszillator
EL36     Horizontal-Endröhre
EY88    Boosterdiode
DY86    Hochspannungsgleichrichter
M14-120AW  Bildröhre
Der Video-Vorverstärker.
  • Vollständiger Eigenentwurf ohne Bezug zum Originalgerät.
  • Klassischer Differenzverstärker.
  • sehr breitbandig, ca. 10 Hz bis 5 MHz.
  • Verstärkung ca. 5.
  • Anpassung des Kamera-Normsignals (1Vss )an das interne Videosignal des Originalgeräts (5Vss)

  • Die Video-Endstufe.
  • Video-Ausgangssignal 50Vss
  • Sehr breitbandig, ca. 10Hz bis 5 MHz.
  • Schwarzwertkorrektur

  • Die Impulsabtrennung.
  • Erzeugt vom Bildinhalt unabhängige Synchronimpulse
  • Abschneiden des Bildinhalts durch übersteuerung der Röhre
  • Ausblendung von Störimpulsen durch invertierte Ansteuerung der Röhre mit unterschiedlichen Amplituden
  • Verwendung einer Spezialröhre mit 5 Gittern

  • Der Vertikal-Ablenkgenerator.
  • Astabiler Multivibrator als Sägezahngenerator.
  • Multivibrator nimmt auch Leistungsverstärkung vor.
  • Eingang für direkte Synchronisation.

  • Der Horizontal-Oszillator.
  • Astabiler Multivibrator mit Kathodenkopplung
  • Indirekte Synchronisation verhindert das "Ausbrechen" einzelner Zeilen.
  • "Nachziehen" der Schwingfrequenz durch Ausgangsspannung des Phasendetektors.
  • Phasendetektor mit 2 Germaniumdioden.

  • Die Horizontal-Endstufe.
    System aus übertrager und Ablenkspule hat zwei unterschiedliche Resonanzfrequenzen.
  • Hohe Resonanzfrequenz für Zeilenrücklauf (ca. 100 kHz)
  • Niedrige Resonanzfrequenz für Zeilenhinlauf (ca. 5 kHz)
  • Selektive Zuschaltung von C277 (56nF) durch Schaltdiode EY88
  • Nutzung der in der Ablenkspule gespeicherten Energie zur Erzeugung der Beschleunigungsspannung (13 kV)


    Gruss, Henry Westphal

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