CN1047687C - 电子束着屏点误差校正装置 - Google Patents

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Abstract

行频抛物波电压发生器(V3)根据行频下的复位脉冲(RESET)产生含有在水平回扫附近的脉冲的行频抛物波电压(Hp′)。该抛物波电压加到装在阴极射线管(22，图1)上的辅助线圈(78，图3)以产生垂直聚焦误差校正电流(i78)，图3)。该脉冲补偿激励着辅助线圈的放大器(76)缓慢的响应时间。此外还可以令行频锯齿波电压发生器(C4，图2；60a′，图3)也根据复位脉冲将脉冲分量加入其波形中。

Description

电子束着屏点误差校正装置
本发明涉及阴极射线管(CRT)中的一种电子束着屏点误差校正装置。
在现有技术的某些投影电视接收机中，象行频抛物波信号之类的校正信号产生之后是经放大器耦合到象电子束着屏点误差校正装置的垂直聚焦辅助线圈之类的辅助线圈上供校正例如垂直会聚误差的。Fernsler等人题为“具辅助复位功能的抛物波发生器”的美国专利5,034,664公开了这种抛物波发生器，该发生器包括斜波发生器和由复位脉冲控制的有源积分器，复位脉冲的定时与水平回扫脉冲的前沿和后沿部分一致。复位脉冲使行频抛物波发生器复位，方法是使斜波或锯齿波发生器中与有源积分电路耦合的一个电容器放电，该有源积分电路对扫描行频的斜波信号进行积分，从而产生行频抛物波。
水平回扫快结束时，辅助线圈中电流的斜率改变方向或符号。每次水平扫描结束和下一个水平周期的水平扫描开始时，辅助线圈中电流的变化率或斜率一般处于最大值。
在逐行扫描的电视接收机中，水平扫描频率高，例如达2×fH，其中fH约为16千赫。放大器中激励2×fH系统中的辅助线圈的抛物波信号，其响应时间的不适当或局限性比水平扫描频率为fH的接收机中更为关键。要使辅助线圈中电流的斜率在每次水平扫描开始和结束时合乎要求，可能最好是补偿放大器不适当的响应时间。
驱动垂直会聚辅助线圈和校正垂直会聚误差的校正信号在水平扫描结束和开始时具有最大的变化率。这期间，特别是在该偏转率的情况下，驱动辅助线圈的放大器的响应时间可能不足以在辅助线圈中获得所需的电流斜波。
本发明的目的是为了补偿这种不够长的响应时间，其方式是在扫描间隔的结束和开始部分向抛物波驱动信号施加一个脉冲。这样，在扫描间隔的结束和开始部分在辅助线圈中便得到足够大的电流斜波。
体现本发明的一种视频显示偏转设备包括：阴极射线管，它包括一个抽了真空的玻壳，玻壳的一端配置有显示屏，玻壳的另一端配置有电子枪组件，所述电子枪组件产生电子束，电子束则在所述显示屏的着屏点上产生光栅；主水平偏转线圈和主垂直偏转线圈，配置在所述阴极射线管的管颈上；偏转电流发生装置，用以在所述水平偏转线圈中产生水平偏转电流，在所述垂直偏转线圈中产生垂直偏转电流，从而在所述电子束的电子束通路中产生主偏转场，该主偏转场变化，使电子束的着屏点发生变化；信号发生器，用以产生与所述水平偏转电流同步的信号；其特征在于：信号发生装置，与所述水平偏转电流同步，在与所述水平偏转信号同步的所述信号峰值期间产生脉冲信号，所述脉冲信号耦合到所述信号发生器上，用以根据所述脉冲信号的幅值控制与所述水平偏转电流同步的所述信号的所述峰值；和放大器，对与所述水平偏转电流同步的所述信号作出响应，在配置在所述管颈上的辅助偏转线圈中产生电流，以便根据与所述水平偏转电流同步的所述信号校正电子束着屏误差。
这里有这样的好处，脉冲部分在一个偏转电流回扫结束和开始时控制放大器的响应。脉冲部分使辅助线圈中的电流其斜率大得足以满足每次结束和开始扫描时的要求。
图1是根据水平偏转电流产生复位信号的原理方框图。
图2是本发明的锯齿波发生器和根据图1的复位信号产生具脉冲部分的抛物波信号的抛物波发生器的原理图。
图3是用来说明将锯齿波发生器和抛物波发生器所产生的输出加到用来激励垂直聚焦线圈的放大器的原理方框图。
图4示出了图3放大器的原理图。
图5a和5b示出了有助于说明图2的抛物波发生器的波形。
图6示出了有助于说明图2抛物波发生器工作情况的另一些波形。
图7a和7b示出了有助于说明如何将脉冲部分插入图3电路的锯齿信号中的波形。
图1中，投影电视接收机的CRT22产生电子束。水平和垂直偏转线使电子束在CRT22屏上以水平行扫描着屏点，水平行又垂直移动从而形成光栅。行振荡器24接水平输出晶体管Q1，晶体管Q1的集电极接行回扫变压器X1。晶体管Q1的发射极接地。信号加到晶体管Q1的基极，促使晶体管Q1以频率2×fH转换，并从140伏电压的B+经变压器X1导通。变压器X1可以有各种次级线圈用以在回扫期间产生例如回扫灯丝输出脉冲V6，总的如图1中所示。晶体管Q1的集电极接阻尼二极管D1、回扫电容器CR和主水平偏转线圈L1、L2和L3组成的并联电路，线圈L1、L2和L3各个的电感为750微亨，这些线圈产生一水平偏转磁场，用来在电视接收机各CRT的重复扫描期间使电子束扫描。扫描电容器C1与各水平偏转线圈组成的并联电路串联连接。斜波水平偏转电流iH促使电子束从显示屏一侧的最大偏转通过在显示屏中心的零偏转，扫描到显示屏另一侧的极性相反的最小偏转。
水平偏转线圈L1、L2和L3并联连接，每一个分别供投影电视接收机的红、蓝、绿CRT用。但在只有一个水平偏转线圈的电视设备中则只用一个线圈。在投影电视接收机中，各CRT需用分立的水平偏转线圈L1、L2和L3，这些线圈可以如图1所示的那样并联连接。主垂直偏转线圈L4、L5和L6在CRT中起垂直偏转作用。
流过与变压器X2的初级绕组W1串联连接的线圈L1、L2和L3组成的并联电路中的主水平偏转电流iH，其峰-峰值约为10安培。水平扫描频率为2×fH或约为31,500赫，周期约为32微秒。
变压器X2为磁环式变压器，呈环形导磁铁芯CORE的形式其初级绕组W1与偏转线圈L1、L2和L3组成的并联电路串联连接。变压器X2的次级绕组W2为例如一些线圈匝或线包。初级绕组中的电流iH约为1安时，变压器X2的环形铁芯饱和。由于变压器X2中的磁通量变化，因而次级绕组W2从偏转电流iH过零之前到过零之后的那一时刻在水平扫描中心时产生7伏的电压脉冲。
图1环形磁心变压器X2的次级绕组W2中产生的脉冲PULSE经电阻器R1加到晶体管Q2的基极上，并由二极管D4箝位到相对于地基本上为正的电位。晶体管Q2的集电极经负荷电阻器R2接例如直流15伏的直流供电电压。晶体管Q2的集电极上产生负向方波脉冲V2。晶体管Q2的集电极接第一单稳态多谐振荡器或单触发器U1的负触发输入端CL1。单触发器U1的Q输出端上产生正向脉冲V3。
单触发器U1确定脉冲PULSE与复位脉冲V5前沿之间的时间长短，而脉冲PULSE则与通过主偏转线圈L1、L2和L3组成的并联电路的电流iH的过零点有关。脉冲V5出现在脉冲V3的下降边缘或后沿。这段时间由电容器C2和接在单触发器U1输入端与电源电压正极V+之间的电阻器R3的适当的R-C时间常数确定。调节单触发器U1确定的精确时间可以设定复位脉冲V5相对于回扫脉冲V6的定时。
单触发器U1的Q或正向的输出端接第二单触发器U2的负触发输入端CL2。单触发器U2在单触发器U1中产生的延迟脉冲的后沿产生复位脉冲V5。第二单触发器U2的时间常数由电容器C3和电阻器R4确定，最好在4微秒左右。单触发器U2接线路50，在线路50中产生脉冲V5。
图2示出了响应图1的脉冲V5的斜波发生部分62和包括脉冲插入部分60a的抛物波发生部分60，这些也体现了本发明的一个方面。图3示出了垂直聚焦电路201。图1、2和3中类似的符号表示类似的部件或功能。
图2的抛物波发生部分60交流耦合到来自斜波部分62的斜波信号HR，并通过对斜波的积分产生抛物波信号Hp。Truskalo题为“视频显示器中电子束着屏点误差校正装置”的待审批的美国专利申请701,725介绍了产生脉冲V5和抛物波信号Hp的方法，这里也将该专利包括进去供参考。
按照本发明的一个方面，信号Hp经电容器601交流耦合到脉冲接入电路60a。电路60a包括由电阻器602、电阻器604和开关箝位晶体管Q7组成的支路。正偏电阻器609接晶体管Q7的集电极，以便在晶体管Q7不导通时产生集电极电压。脉冲V5在水平扫描终了之前使晶体管Q7导通，在下一个周期的水平扫描开始时使晶体管Q7截止。于是，晶体管Q7的集电极上产生负向脉冲电压。晶体管Q7集电极处的脉冲电压峰一峰值接近12伏。
晶体管Q7集电极的脉冲电压在接线端子605处与信号Hp混合。端子605接在电阻器602与604之间，经电容器610交流耦合到通常的调制器或图3垂直聚焦校正电路72的输入端721上，以便在输入端721产生含有图2的晶体管Q7所产生的脉冲PS的抛物波信号Hp＇。图1-3中类似的符号和数字表示类似的元件或功能。图2信号Hp＇的直流分量由构成分压器的电阻器606、607和以及12伏直流电压确定。
垂直锯齿波信号VR获自图1的垂直输出级200，也接到垂直聚焦校正电路72上。含有至少通过用信号VR与信号Hp＇调制获取的信号分量的电路72，其输出信号经一般的功率放大器76耦合到绿色CRT的辅助垂直聚焦线圈78上，如图3中所示。图3线圈78中水平抛物波电流i78的波形按场频锯齿波的方式变化，以改变线圈78所产生的磁场的波形(图中未示出)，从而提供垂直聚焦性能。
放大器76起电压/电流变换器的作用。图4示出了放大器76的详细原理图。图1-4中类似的符号和数字表示类似的元件或功能。在图4的放大器76中，电路72的信号722经放大级202和由晶体管Q11a、Q11b和Q11组成的各级耦合到输出晶体管Q41的基极上并耦合到输出晶体管Q51的基极上。晶体管Q41和Q51的发射极都接线圈78以产生电流i78。电流反馈信号202a反馈到放大级202上。放大器76上述各级的工作情况与Rodri-gucz-Cavazos题为“双电源输出放大器”的美国专利4,961,032中所述的类似，这里也把该专利包括进去，以供参考。
图5a和5b示出了有助于说明图1-4电路工作情况的波形。图1-4和5a-5b中类似的符号和数字表示类似的元件或功能。图5b中的实线未示信号Hp＇在出现图1的脉冲V5的期间包含负向脉冲ps的波形。脉冲ps是晶体管Q7导通时产生的。图5b的波形Hp＇以虚线表示，这只是为了说明而已。如果不接入脉冲ps，则信号Hp就会在图3的输入端721处产生波形Hp″。波形Hp″的一部分HPRET比脉冲PS窄且幅值比脉冲PS小。因此脉冲PS与为其所取代的部分HPRET重叠。
图5a的实线表示插入脉冲PS时图4电流i78的波形。仅仅是为了举例说明而已，电流i78＇以虚线表示没有插入图5b的脉冲PS时图4线圈78中的电流可能会得出的波形。图5a中的波形是大致在垂直扫描开始时出现的一些波形。应该理解，电流i78或i78的幅值按场频锯齿波的形式变化。
图5b的脉冲PS在接近回扫时会产生图5a的倒V字形部分。这里有这样的好处，部分i78a在下一个周期开始水平回扫时其变化速度比没有脉冲ps补偿作用时快。因此部分i78a在垂直聚焦误差方面比部分i78a＇更接近理想波形。这里还有这样的好处，即脉冲ps的过冲部分的过充量使电流部分i78a的变化速度比部分i78a＇快，从而弥补了放大器76较慢的响应时间。脉冲PS之所以能起这个弥补作用是因为图5b的波峰幅值较大，即图5b脉冲PS的脉冲宽度比部分HPRET的大，脉冲PS的边缘也比部分HPRET的边缘过渡得早。因此，在接近回扫时在图5a电流i78的波峰幅值就较大。
图3的常规垂直聚焦电路72a对蓝色或红色CRT进行了垂直聚焦校正。图3中，水平锯齿波信号HR″在调制器73中被场频信号VR调制。调制器73的调制输出信号73a与电路72a调制器(图中未示出)的输出加起来，电路72a的工作情况与谈到电路72时所述的一样。电路72a将此获得的输出信号73b经放大器76a加到例如蓝色CRT的垂直聚焦线圈778a上。红色和蓝色CRT对脉冲PS所作补偿的程度可以比绿色CRT的小。因此，按照本发明的一个特点，采用与图2的部分60a类似的部分60a＇将图3预定大小的脉冲PS2插到图2水平锯齿波信号H＇的波形来产生水平锯齿波信号HR″。信号HR″的脉冲PS2对线圈778a中电流的影响与脉冲PS相反。这样，脉冲PS2防止了脉冲PS将蓝色和红色CRT补偿得过头。图7a示出了信号HR＇的波形，图7b示出了信号HR″的波形。图2、3、7a和7b中类似的符号和数字表示类似的元件或功能。
图2的斜波发生部分62有一个恒定电流源晶体管Q3，这是一个PNP型晶体管，晶体管的发射极经串联电阻R7接电源电压的正极V+。晶体管Q3的基极由电源电压V+与地之间由电阻器R5和R6串联连接形成的分压器调定到预定的电压值(约5.4伏)。电容器C8使晶体管Q3的基极与电源正极不耦合。晶体管Q3无论其集电极电压如何变化都以恒定的电流电平导通。只要晶体管Q4不导通，来自晶体管3集电极的恒定电流就会给电容器C4充电。这样，脉冲V5就使斜波发生部分62同步。其结果是，信号HR的各部分在整个水平扫描期间在由脉冲V5确定的相应时间内出现。
图6示出了有助于说明图2抛物波发生部分60工作情况的波形。图1-4、5a、5b和6中类似的符号和数字表示类似的元件或功能。图6复位脉冲V5的前沿在回扫脉冲V6即将出现之前出现。因此脉冲V5在相位上以比回扫脉冲V6导前比图2变压器X2中产生的脉冲滞后的形式在时间上漂移。由于复位脉冲V5是通过检测水平偏转电流iH的过零产生的，因而有这样的好处，即电流iH相位的变化使脉冲V5产生相应的相移。此外，部分62和60的复位定时与特定的回扫行密切相关，且校正输出是按扫描行精确定时的。行频复位脉冲V5在主水平偏转电流iH过零之后的精确控制的时间上使图2的校正电路复位。
线50上的正复位脉冲V5经串联电阻器R10加到开关晶体管Q4的基极上，且由二极管D2箝位到相对于地为正的电位。晶体管Q4与电容C4并联连接，且在复位过程中有脉冲V5产生时导通，使电容器C4的电压确定了在水平扫描频率下的锯齿波信号HR。
电容器C4接PNP晶体管Q5的基极。晶体管Q5与串联电阻器R8配置在一起组成作为跟随器的放大器，晶体管Q5的发射极跟踪电容器C4两端的锯齿波电压。晶体管Q5的发射极经串联电容器C5和串联电阻器R9耦合到运算放大器U3的反相输入端上。放大器U3耦合到反馈电容器C6上，因而对来自晶体管Q5的这个跟随器放大器的交流锯齿波信号起积分作用。放大器U3的输出是行频抛物波信号Hp。
复位脉冲V5最好如图2中所示那样安排，使其使反馈电容器C6和斜波信号电容器C4放电。反馈电容器放电时，放大器U3就实际上成了跟随器放大器，使输出调定到不反相输入端的电压电平，即地电位。反馈电容器C6借助于与电阻器R13串联连接与电容器C6并联连接开关晶体管Q6放电。晶体管Q6的集电极通过电阻器R14接电源电压的正极V+，从而使电阻器R13和R14成了晶体管Q6的偏压电阻。
反馈电容器C6比斜波电容器C4小，因而可以快速放电。电容器C6最好在复位脉冲V5的前沿时放电。复位脉冲V5是线50上的正方波脉冲，它通过串联电阻器R11、串联电容器C7和并联电阻器R12耦合到晶体管Q6的基极上。电容器C7和电阻器R12一起形成在复位脉冲V5的上升边缘产生正向窄脉冲在下降边缘产生负向窄脉冲的微分器。二极管D3将负向脉冲相对于地箝位，该二极管如图所示可以是个齐纳二极管，因而还起限定晶体管Q6基极正电压的作用。经微分的脉冲上升期间，电容器C6放电，反馈电容器也放电，从而将放大器U13的输出调到零。
由于斜波发生器和抛物波发生器都用图示的电路复位。因而校正电路不会有积累误差的倾向。在每一个水平扫描期间消除了场频出现与校正电路之间的耦合，且校正电路能很快从诸如频道变化之类的干扰下恢复过来，这些在这里所包括进来供参考的Fernsler等人的专利中有详细的介绍。
图6脉冲V5的前沿领先脉冲V6的前沿部分例如1.5微秒是有利的。脉冲V5的后沿部分领先脉冲V6的后沿部分也是有利的。这样，与V6和V5相重合的情形相比较，其优点是图2斜波信号HR和抛物波信号Hp的波形在偏转周期内出现得较早。其结果是线圈78中电流i78所产生的场波形与脉冲V5同步。这样就有利地补偿了经放大器76引起的延迟，而这种延迟在更高的2×fH行频下可能会更危险。

Claims (11)

1.一种视频显示偏转设备，包括：
阴极射线管(22)，包括一个抽了真空的玻壳，玻壳的一端配置有显示屏，玻壳的另一端配置有电子枪组件，所述电子枪组件产生电子束，电子束则在所述显示屏的着屏点上产生光栅；
主水平偏转线圈(L1)和主垂直偏转线圈(L4)，配置在所述阴极射线管的管颈上；
偏转电流发生装置(Q1，200)，用以在所述水平偏转线圈中产生水平偏转电流(iH)，在所述垂直偏转线圈中产生垂直偏转电流，从而在所述电子束的电子束通路中产生主偏转场，该主偏转场变化，使电子束的着屏点发生变化；
信号发生器(60，62，601，602)，用以产生与所述水平偏转电流(iH)同步的信号(Hp＇或HR)；
其特征在于：
信号发生装置(Q7)，与所述水平偏转电流(iH)同步，在与所述水平偏转信号同步的所述信号峰值期间产生脉冲信号(PS)，所述脉冲信号(PS)耦合到所述信号发生器上，用以根据所述脉冲信号的幅值控制与所述水平偏转电流同步的所述信号的所述峰值；和
放大器(76)，对与所述水平偏转电流同步的所述信号作出响应，在配置在所述管颈上的辅助偏转线圈(78)中产生电流(i78)，以便根据与所述水平偏转电流同步的所述信号校正电子束着屏误差。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脉冲信号(PS)在所述一个偏转电流(iH)扫描时间间隔开始时提高所述辅助偏转线圈电流(i78)的变化率。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，第二抛物波信号(HP)发生装置(60)，该装置与所述信号发生器连接，使所述信号发生器产生与所述水平偏转电流同步的所述信号(Hp＇)，从而使所述第二抛物波信号的波形在所述第二抛物波信号的每个周期中不受所述脉冲信号(PS)的影响。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器(60，62，601，602)包括电容器(C6)、开关装置(Q6)和第一抛物信号发生装置(601，602)，电容器(C6)用以在其中产生波形由其电容值确定的第二抛物波信号(Hp)，开关装置(Q6)用以对所述电容器中产生的电容器电压进行箝位，装置(601，602)则根据所述脉冲信号(Hp＇)和电容器电压产生所述第一抛物波信号(Hp＇)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述辅助偏转线圈(78)有一个垂直聚焦校正线圈。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于包括开关(Q4)，用以产生与所述脉冲信号(PS)过渡边缘同步的第二锯齿波信号(HR＇)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征还在于包括积分器(L6，V3)，用以根据所述第二锯齿波信号(HR＇)产生加到所述信号发生器上的第二抛物波信号(Hp)。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于包括装置(V1，V2)用以产生复位信号，所述信号发生器(60，62，601，602)根据所述复位信号产生与当所述复位信号出现时复位的所述水平偏转电流同步的一个信号(Hp＇或HR)。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一脉冲信号(PS)在回扫时间间隔产生。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脉冲信号在远离与所述水平偏转电流同步的所述信号(Hp＇或HR)的所述峰值处对与所述水平偏转电流同步的所述信号无影响。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一脉冲信号(PS)的前沿和后沿都在所述信号(Hp＇或HR)的所述峰值期间出现。
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