CN1063003C - 用于扫描束速度调制的放大器 - Google Patents

Abstract

一种电子来偏转装置包括具有扫描电子束的阴极射线管。用于辅助电子束偏转的线圈(L)安装在所述阴极射线管上。在电源和返回电路之间连接有一个放大器(Q5，A6)，它的输入端与代表视频信号边缘过渡的信号相连，输出端与线圈(L)相连，用于产生脉冲电流(11，16)，根据该信号使电子束偏转。放大器(Q5，Q6)和线圈(L)的配置使得脉冲电流主要在线圈(L)和放大器(Q5，QA6)输出中循环，而在电源和返回电路中基本没有脉冲电流流动。

Description

用于扫描束速度调制的放大器

本发明总的来说涉及扫描束速度调制(SVM)，更具体地说涉及其中采用的放大器电路。

已经知道通过根据导出视频显示信号调制扫描束速度，可以提高可见图像的清晰度。导出信号或SVM信号可以从视频显示信号的亮度分量得到，并用来产生扫描束速度的改变。减慢电子束速度导致显示变亮，而使速度增加则使显示变暗。于是，通过改变关于边缘过渡的显示亮度，可以看到提高了行频边缘。这种提高清晰度的方法比起视频频率高频补偿有各种优点，例如，避免了峰化高亮度图像单元的模糊，此外没有增强出现在视频加重高频设备的带宽中的视频噪声。

扫描束速度可以由产生辅助偏转场的SVM线圈调制。SVM场连同主偏转场根据SVM线圈中电流的极性使得电子束加速或减速。电子束加速或减速的量与SVM电流量成比例。典型的SVM线圈的偏转灵敏度例如可以在1安培电流使屏幕中央的电子束偏转1至3毫米的范围内。

由于SVM信号一般代表高频视频内容，所以可以理解SVM线圈具有容易耦合产生不希望的无关的串扰分量的幅度谱和频谱。这种串扰可以由通过电源和/或返回电路的耦合产生。因此，最好是使SVM线圈电流在没有明显的地或电源传导条件下产生和循环。

电子束偏转装置包括具有扫描电子束的阴极射线管。用于辅助电子束偏转的线圈安装在阴极射线管上。在电源和返回电路之间连接有一个放大器，该放大器的一个输入端与代表视频信号边缘过渡的信号相连。放大器具有一个输出端，它与线圈相连，用于产生脉冲电流，根据该信号使电子束偏转。配置放大器和线圈使得脉冲电流主要在线圈和放大器输出中循环，而在电源和返回电路中基本没有脉冲电流流动。

图1表示本发明的扫描束速度调制驱动放大器和辅助偏转线圈。

图2表示图1的SVM线圈驱动器，以对称桥式配置画出。

图3表示SVM信号和由此产生的电流。

图4表示图1电路的本发明的实施例，以桥式配置画出。

在图1中，在端点A和B之间输入扫描束速度调制信号或SVM信号。为了说明的目的，将端点A的SVM信号表示为脉冲波形，具有对称的峰峰值，为1.5伏。获取SVM信号和对它进行处理的过程不构成本申请部分。下部或来自SVM信号发生器的信号地导体通过一个电阻器与驱动放大器信号地相连，以防止不希望的瞬态干扰或噪声等。图1和2所示的信号地导体全都与偏转地导体相连。

图1所示本发明的驱动放大器可以考虑包括一个电压增益大约为5的放大器和去除低幅噪声(coring)部分100，以及辅助偏转线圈驱动放大器200，它基本是关于在电源和驱动器地之间的中点建立的电压Vc对称的。在N和P的交流耦合输入信号也是关于电压Vc对称偏置的，以便耦合到补偿驱动晶体管。辅助偏转或SVM线圈连接在Q点的电压Vc和驱动晶体管的集电极的连接点R之间。驱动晶体管是以B类偏置的，因此SVM信号的负跳变使PNP晶体管导通，而正信号跳变使NPN晶体管导通。于是通过从集电极到电路Q点的SVM线圈驱动双向偏转电流，只有相当小的电流分量在各个集电极至发射极电路的外面循环。为了控制功耗，特别是控制驱动器级的功耗，从发射极电流取样提供反馈。这一被衰减和滤波的信号SVM CTL与SVM信号处理电路相连，该电路不构成本申请部分。

峰峰值为标称值1.5伏的SVM信号在端点A输入，SVM处理器信号地与端点B相连，以便减小寄生的不希望的瞬态地电流串扰和噪声。在端点A的信号经电阻器R1连接到NPN晶体管Q1的基极，该晶体管构成共发射极放大器，增益大约为5。晶体管Q1的发射极与接地的串联电阻器R3和R4相连，这两个电阻器的连接点即端点B与SVM处理器地相连。晶体管Q1的集电极通过电阻器R2与例如26伏的电源相连，该电源通过串联电阻器R7和去耦电容器C1去耦。Q1晶体管的集电极还与NPN晶体Q2的基极相连，晶体管Q2构成一个射极跟随放大器。晶体管Q2的集电极与去耦的26伏电源相连，而发射极直接与NPN晶体管Q3的基极端相连。晶体管Q2的发射极也与串联的电阻器RS和电阻器R6相连，电阻器R6与地相连。这两个电阻器的连接点与PNP晶体管Q4的基极端相连。晶体管Q3和Q4构成射极跟随放大器，由于电流流经电阻器R5，晶体管Q4的基极处的SVM信号相对于晶体管Q3的基极有一个直流偏移。这一直流偏移引起去除低幅噪声或SVM信号的小信号幅度衰减。Q3的发射级通过电阻器R8与交流耦合电容器C2相连，类似地，Q4的发射极通过电阻器R10与交流耦合电容器C3相连。晶体管Q3和Q4的发射极通过电阻器R9连在一起，电阻器R9控制RFI的产生。电容器C2处的SVM信号被与地相连的电容器C4滤波，减小RFI。电容器C3处的信号被与地相连的电容器C5进行RFI滤波。PNP驱动晶体管Q5的基极端与电容器C2和C4的连接点以及电阻器R11和R12的连接点相连。类似地，NPN驱动晶体管Q6的基极端与电容器C3和C5的连接点以及电阻器R13和R14的连接点相连。

电阻器R11、R12、R13和R14形成一个串联分压器，连接在电源电压+V和地之间。例如大约135伏的电源电压+V由串联电阻器R20和旁路电容器C6去耦，电容器C6接地。由于由电阻器R11、R12、R13和R14构成的分压器是对称的，所以在电阻器R12和R13连接的中点Q产生具有电压+V的一半值的电压Vc，例如大约67伏，该电压由接地的电容器C8去耦。PNP晶体管Q5的发射极通过串联电容器C7和电阻器R17与中点Q相连。类似地，NPN晶体管Q6的发射极通过串联电容器C9和电阻器R19与电阻器R12和R13的连接点相连。这两个串联耦合反馈通路有效地减小了中点Q的交流阻抗。PNP晶体管Q5的发射极通过串联电阻器R22和R20与135伏电源相连。如上所述，电阻器R20对电源去耦。在Q5发射极的电阻器R22提供直流负反馈控制直流工作点。类似地，NPN晶体管Q6的发射极通过控制直流工作点的电阻器R21接地。

SVM线圈L位于CRT管颈上，可以非常接近信号地或一个低阻抗导体，例如主偏转线圈LX。如此接近导体将产生用电容器CS表示的杂散耦合电容，它不仅通过降低线圈电流的上升时间来削弱SVM性能，而且还可能为高频脉冲SVM线圈电流提供干扰或串扰耦合通路。SVM电流的特性是辐射和容性耦合到相邻的导体。此外，非常需要从电源和返回电流通路如地导体中排除脉中SVM电流。不希望的SVM干扰可能引入其中信号分量超前从中产生SVM驱动信号的视频信号的电路。于是不希望的串扰信号或低频干扰不是隐藏的，而是可见的，预先考虑了SVM电路的清晰度提高作用。因此，由于SVM工作频率的提高和驱动电流增大，将脉冲SVM驱动电流局限于驱动放大器和辅助偏转或SVM线圈就越来越重要。

图2表示图1的本发明SVM放大器，重新画出以表示拓朴对称桥式电路200。桥用节点S和T、R和Q表示，对应于图1所示的相同节点，其中节点S和T分别连接在135伏电源和地之间。晶体管Q5的发射极即节点S通过电阻器R22和R20与电源相连，并经电容器C6对地去耦。晶体管Q6发射极处的节点T通过电阻器R21与地相连。晶体管Q5和Q6的集电极连在一起，形成桥的驱动节点R，辅助偏转或SVM线圈连接在桥的中央和节点Q之间。为清楚起见已经省略了与SVM线圈L并联的调谐和阻尼元件。节点Q经电容器C8对地去耦，并通过串联电阻器R11、R12、R13和R14构成的电阻分压器被直流偏置到大约一半电源电压，例如67伏。在晶体管Q5的发射极电路中，串联连接着电容器C7和电阻器R17，电容器C7与节点Q相连。由电阻器R19和电容器C9构成的相同的串联网络连接在晶体管Q6的发射极和节点Q之间。于是，晶体管Q5和Q6构成桥的一侧，而串联连接的电容器和电阻器网络构成另一侧。

一般在桥式电路中，电流可以在相对节点例如R和Q之间流动，不会与另一相对节点例如S和T之间流动的电流产生显著的相互影响。这样，在节点R和T之间流动的SVM线圈电流被主要局限在桥式电路中循环，而在电源和地之间基本无该电流。因此，避免了高频脉冲SVM电流通过电源或回路潜在干扰传导。

经处理和放大的SVM信号分别经电容器C2和C3交流耦合到桥式驱动器晶体管Q5和Q6。晶体管Q5和Q6作为B类放大器工作，基极由电阻分压器R11、R12、R13和R14作截止偏置。如果需要信号进一步去除低幅噪声，通过适当控制电阻器的阻值可以进一步偏置截止晶体管Q5和Q6。在N点的负SVM信号脉冲使得晶体管Q5导通，并使得脉冲电流I1通过SVM线圈到节点Q，和电容器C7、C8、C9和CS循环。电流I1基本包括两部分，其中I1=I2+I3，I2在桥内循环，而I3通过电容器CS和C8流经线圈，并通过电容器C6和电阻器R22返回。当晶体管Q5导通时，形成低阻抗电路，使得C7引起的电流通过SVM线圈L和串联电阻器R17循环。由于电阻器R17的阻值3.3欧小于电阻器R22的阻值51欧，所以电流I2大于电流I3。例如，采用图1所示的数值，电流I3大约是电流I2的1/15。晶体管Q5的导通持续时间由SVM脉冲的宽度决定，例如可以是150纳秒。这样，当晶体管Q5导通时，形成了一个放电通路，忽略晶体管Q5的饱和电阻，由于电阻器R17和电容器C7的作用，该放电电路具有大约75微秒的放电时间常数。因此，由于电容器C7引起SVM电流只达大约150纳秒，所以电容器两端的电压并没有显著变化或放电。电容器C8还引起流经SVM线圈、晶体管Q5、电阻器R22和电容器C6的150纳秒的脉冲电流，该电流表现为串行的电流I3。杂散电容器CS也通过一个电流通路经地和电容器C6和C8放电。然而，由于杂散电容器的值与电容器C6、C7和C8相比非常小，大约为25微微法，所以杂散导通的SVM电流与在桥内循环的电流相比也非常小。一般电流I1的峰值大约为600毫安，而I3一般为40毫安。

在P点的正SVM信号脉冲使得晶体管Q6导通，脉冲电流I6从节点Q经SVM线圈L流动，该电流基本是由电容器C9引起的。由晶体管Q6到SVM线圈L流动的电流基本包括两个分量，即I6=I7+I8，I7在桥内循环，而18通过电容器CS和电阻器R21流经线圈，并通过电容器C8返回。由于电阻器R19的阻值3.3欧小于电阻器R22的阻值51欧，所以电流I7大于电流I8，电流I8大约是电流I7的1/15。流经杂散电容CS的SVM电流通过地和C8循环。杂散电容CS的任何减小都将直接减小流经地的电流I3和I8的幅度。由电阻器R19和电容器C9形成的放电时间常数的功能与对晶体管Q5的说明一样。由于晶体管Q6导通大约150纳秒，它对应于放电时间常数的1/500，所以电容器C9两端的电压没有显著变化。

图3A表示出现在一TV行的水平周期的“脉冲和条”视频信号。图3B表示在图1的端点A的SVM信号，基本包括边缘或水平过渡，它是从图3A所示的信号得出的，但是是用扩展的时间标度表示的。图3C表示出现在时间t1和t2的电压和电流脉冲，但是是用扩展的时间标度表示的。波形P表示出现在P点的SVM电压波形，用它来使SVM电流在晶体管Q6中流过。在P表示的信号波形与施加在图1的电路N点的信号相同，并对负信号值引起SVM电流流通。波形I6表示在桥部件，SVM线圈L、电阻器R19和电容器C9中循环的晶体管Q6的集电极电流。波形I8表示在晶体管Q6导通期间流出桥电路的电流，它大约是集电极电流I6的1/15。

图4表示对图2的桥式SVM放大器的一种发明改进。在图4中，节点S和T再次分别位于包括电阻器R17和电容器C7以及电阻器R19和电容器C9的串联反馈网络的连接点。电路的运行大部分与图2所示的相同。然而，在图4所示的实施例中，对应于输入信号的适当极性，或者晶体管Q5导通，或者晶体管Q6导通，使得由电容器C7或C9引起脉冲电流。例如，负的输入脉冲，一般具有大约150纳秒的持续时间，使得晶体管Q5导通，电流从电容器C7流经电阻器R17和SVM线圈。脉冲电流I1和I2基本相等，而脉冲电流I3实际上减小，基本包括由于杂散电容CS引起的电流。当晶体管Q5不导通时，由电容器C7引起的脉中电流经电阻器R22再充电。对晶体管Q6来说情况类似，正的输入脉冲使晶体管Q6导通，电流从电容器C9流经电阻器R19和SVM线圈。放电电流I6和I7基本相等，电流I8基本是由于杂散电容CS引起的。在晶体管Q6的非导通期间，电容器C9经电阻器R21再充电。这样，图4的实施例产生在桥内循环的脉冲或SVM电流，并且基本不存在于电源和回路中。

本发明的桥式SVM线圈驱动放大器将脉冲电流主要局限在桥式电路中循环，因此极大地避免了高频SVM电流通过电源或回路的潜在干扰传导。

Claims (9)

1．一种用于扫描束速度调制(SVM)信号的放大器，包括：

对所述放大器供电的电源；

所述放大器的电源回路；其特征在于：

具有第一(S)、第二(R)、第三(T)和第四(Q)节点的桥结构；

向桥的所述第一(S)、第二(R)节点产生第一SVM输入信号的第一装置(Q5)；

向桥的所述第二(R)、第三(T)节点产生第二SVM输入信号的第二装置(Q6)；

桥接所述第二(R)和第四(Q)节点的SVM线圈(L)，

桥接所述第一(S)和第四(Q)节点的第一反馈通路(C7，R17)；

桥接所述第三(T)和第四(Q)节点的第二反馈通路(C9，R19)；

所述第一和第二反馈通路分开所述第一和第二SVM电流(I1，I6)，以便在所述桥中循环，并且在所述电源和所述电源回路中的分布不显著。

2．权利要求1的装置，其特征在于所述放大器(Q5，Q6)和所述线圈(L)具有对称的结构。

3．权利要求2的装置，其特征在于所述对称结构是一个桥(R，S，Q，T)。

4．权利要求3的装置，其特征在于所述桥(R，S，Q，T)包括分压器，用于确定所述脉冲电流分量的所述较小的幅度。

5．权利要求1的放大器，其特征在于所述第一装置(Q5，Q6)包括作为互补射极跟随器配置的放大器(Q2，Q3，Q4)。

6．权利要求1的放大器，其特征在于所述第一装置(Q5，Q6)包括去除低幅噪声放大器(Q2，Q3，Q4)。

7．权利要求1的放大器，其特征在于所述桥式结构包括具有公共集电极端点(R)和基本相等的发射极端反馈通路(C7，R17，C9，R19)的互补晶体管(Q5，Q6)。

8．权利要求1的放大器，其特征在于所述第一反馈(C7，R17)和所述第二反馈(C9，R19)包括电阻一电容反馈通路。

9．权利要求1的放大器，其特征在于所述第一反馈(C7，R17)和所述第二反馈(C9，R19)包括一电容反馈通路。

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