CN1063899C - 能防止热启动时闪光的自动显像管偏置设备 - Google Patents
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Abstract
一种接收机，包括显像管(22)、激励放大器(24)和自动显像管偏置(AKB)集成电路(IC42)。其中软启动电路(72)包括IC外的定时电容(84)和IC内的控制电路(46)，用以在开机期间将AKB电流调节范围限定到外部电容确定的时间。电容(84)因设有IC保护二极管而有效地与IC隔离开以防自身放电，从而使整个AKB电路的时间常数在热或冷启动状态下都大致相等，于是避免了显像管在热或冷启动的预热过程中出现黑电平和反差漂移等瘕疵。
Description
本发明涉及诸如电视接收机或视频监示器之类的电视系统用的一种自动显像管偏置(automatic Kinescope bias，以下简称AKB)设备。
电视接收机和监示器有时采用自动显像管偏置控制系统，供自动产生表示显像管各电子枪现时电平的合适黑图像之用。由于应用AKB系统，因而避免了显像管的工作参数例如因元组件老化或因元组件对温度变化敏感而引起的变化对显像管重现的图像产生不利的影响。
传统的AKB控制系统，其显像管阴极激励放大器中通常有一个电流取样电阻器，该放大器在AKB反馈控制回路中与控制放大器耦合，供自动调节显像管的黑电平之用。通常，这是通过在回扫间隔期间对显像管激励电平取样进行的，将样品与基准电平相比较，并往激励放大器上加校正电流，其目的是要把黑电平调节到合手要求的基准值。
本发明在某种程度上发现了，在有些情况下，取消或部分取消AKB操作可能是需要的。举例说，电视接收机或监视器第一次开机时，AKB系统可能会使显像管的激励电流升高。在这种“冷启动”的情况下，最好还是取消或部分取消AKB系统，直到显像管阴极达到其正常工作温度为止。
对“冷启动”情况，有人可能会想给AKB电路加上一个定时电路，使AKB操作在电视接收机或监示器接通电源之后延迟或改变一段固定的时间。但我们知道，“冷启动”状态期间所需的延迟在“热启动”状态期间却是要不得的。这里用的“热启动”状态一词是指原先已工作一段时间的接收机或监示器关机后很快又开机的情况。对这种情况不加以校正，AKB系统可能就会将显像管偏置到不希望有的电平程度，产生所谓显像管亮度的“热闪光”。在此情况下，最好是令AKB干脆“不理睬”电力迅速的循环变化，对显像管偏流不作任何调整。比这甚至还要好的作法是在“热启动”状态下令AKB软启动，即在通常与关机和开机之间的时间有关的一段时间内改变AKB的工作方式。这在下文中将更详细地讨论。
除上述问题外，在进行上述“热启动”和“冷启动”校正的过程中还有另外一个问题。具体说，曾发现，在AKB电路采用集成电路且时间控制是由集成电路外的RC网路控制的特殊情况下，对“冷启动”状态有效的时间控制，对于“热启动”状态可能就不行，而这是我们不希望的。具体说，业已发现，给集成电路插脚提供电压保护的集成电路保护网络会干扰RC定时网络的正常工作，即引来了不希望有的电容器放电通路，从而使“热启动”时间比“冷启动”时间短得多。
本发明实施例的AKB设备有一个集成电路的AKB控制回路，其第一插脚供接所述显像管激励放大器中的检测电流的电阻器之用，第二插脚用以将AKB校正电流提供给显像管激励放大器，第三插脚用以接所述集成电路外的回路积分电容器。集成电路中设有一个AKB范围控制开关，与控制回路中的一个点相连接，以供控制所述AKB校正电流的最大值。所述集成电路中还设有一个阈值检测器，供控制范围控制开关之用，该阈值检测器的输入端接集成电路的第四插脚。集成电路外的软启动定时网络接第四插脚，且包括一个RC网络和一个用以将RC网络耦合到所述集成电路的第四插脚的二极管。
附图中示出了本发明的上述和其它特点，该唯一的附图是本发明一个实施例的带AKB设备的电视接收机/监示器的方框图，一部分取原理图的形式。
附图的电视接收机10有一个开关12，供选择由辅助输入端14提供的基带视频信号S1或由带有天线输入端18的射频处理单元16提供的基带视频信号S2。单元16可以是一般设计的，具有例如频道选择器、中频放大器和视频检测器，用以将加到端子18上的射频输入信号S3转换成基带形式。开关12所选择的视频信号(S1或S2)加到视频处理和矩阵单元20上，由矩阵单元20产生分量视频信号RGB和垂直回扫定时信号S6。单元20可以是一般设计的，可包括例如彩色解调电路和色调、色度、亮度控制电路以及用以产生分量彩色信号R(红)、B(蓝)和G(绿)的矩阵电路。
RGB彩色信号加到显像管22的相应阴极上，以借助相应的显像管激励放大器进行显示。为简化附图，只示出了一个显像管激励放大器24。显像管22可以是在一个管中有三个阴极的直观式显像管(如图中所示)，也可以是采用三个分立的显像管和一个光学系统将各图像混合起来进行显示的投影式显像管。
显像管激励放大器24是一般设计的，它包括共发射极连接的输入晶体管25和共基极连接的输出晶体管26，该两晶体管又为共阴共栅连接。晶体管25的发射极经发射极电阻器27接地，该电阻器与晶体管26的负载电阻器28共同确定了放大器的增益。互补型PNP/NPN缓冲放大器将晶体管26的输出信号耦合到显像管22的阴极上。具体说，PNP晶体管29和NPN晶体管30的导通通路串联耦合在地34与电源B+端之间。晶体管29和30集电极电路中的电阻器31和32分别起限流作用。电阻器31在AKB方面还起检测电流的电阻器的作用，这稍后将说明。为减小交越失真，在负载电阻器28与输出晶体管26的集电极之间配置了一个二极管36，以便在互补型输出晶体管29和30的基极之间产生1Vbe的补偿电压。当然，输出激励器不一定非要为“单端”式，也可以是如图示的那种推挽式或互补发射极输出器式的。闪络保护由耦合在晶体管29和30的发射极与显像管22蓝(B)阴极之间的电阻器33提供。必要时还可以用放电间隙提供额外的保护。
检流电阻器31连接成能给AKB集成电路40的输入插脚2提供电流样品S4，AKB集成电路40的输出插脚1则连接成能给显像管激励放大器24的输出晶体管26的发射极提供校正电流S5，供调节提供给显像管22阴极的分量信号B′的黑电平之用。
AKB集成电路40(实线轮廓)有三个AKB控制回路(具有代表性的一个为42，加有虚线框)、一个取样脉冲发生器44和一个阈值检测器46。为简化附图，只示出了一个控制回路42。其它控制回路与回路42相同，且按回路42与激励放大器24耦合的同样方式耦合到相应的红(R)和绿(G)显像管激励放大器上。AKB控制回路42有一个键控比较放大器50，连接成将电流取样信号S4与基准电压Vr相比较，以控制与插脚1相连的电流源56，使之将校正电流S5提供给激励放大器24。电流调节是在视频信号S1(或S2)的垂直消隐期间借助取样脉冲发生器44与另一电流源及开关54一起进行的。具体说，取样脉冲发生器44根据经集成电路的插脚6而加到其上的垂直回扫信号S6，在垂直回扫时间终了时，产生取样脉冲SP。SP使开关54闭合，从而将电流源52产生的取样基准电流加到激励放大器24上。此取样脉冲代表基准激励电流，且用以确定加到显像管的实际激励电流。取样是在垂直扫描期间在垂直回扫时间终了时进行的，以避免受到活动的(表示图像的)视频信号的干扰。
取样脉冲发生器44的时间控制由外部的RC电路45进行，电路45由耦合在电源电压+Vcc与基准电位点(地)之间的电阻器47和电容器49构成，电阻器47和电容器49的公共连接点(即电路节点48)经集成电路的插脚5耦合到脉冲发生器44的时间控制输入端上。放大器50由取样脉冲SP键控，确定显像管阴极电流S4是大于还是小于基准电压Vr的相应值，并给电流源56提供控制信号S7，在某种程度上，是为了将显像管的黑电平调节到所要求的电平。控制信号(电压)S7由经集成电路的插脚3耦合到放大器50输出端上的积分电容器37整平。
以下简要地概括一下到此为止所述的AKB控制回路的工作情况。集成电路40中的控制回路42会达到平衡或“稳态”状况，在该状况下，提供给激励放大器24的校正电流S5正好足以在加到放大器50的基准电压Vr所确定的电平下维持显像管22的黑电平激励。该控制回路中的反馈是负反馈，因而抵消了黑电平中由于例如元组件老化或温度变化可能引起的不希望有的变化倾向。
附图所示接收机中AKB系统的其余元件起了按本发明对AKB回路控制进行软冷启动和软热启动的作用。这些元件包括一个AKB范围控制开关60，这个开关设在集成电路40内，且与控制回路中的一个点(例如插脚3，放大器50的输出端)连接，以便控制由电流源56提供的AKB校正电流的最大值。这是通过将开关60连接在基准电压源(包括箝位晶体管62)与放大器50输出端之间而实现的。开关60在闭合时，将电流源56的校正电流的大小限制到其最大值的一半，而在打开时可以在整个电流控制范围内动态工作。
开关60由集成电路40中设置的阈值检测器46控制。检测器46的输入端接到集成电路40的第四个插脚6上。该集成电路的插脚设在集成电路上，因而配有保护二极管66和68，这两个二极管将插脚6耦合到集成电路的电源7(+Vcc)和地端子8上。插脚6接收控制电压Vc，由检测器将控制电压Vc与基准电压(例如+4.0伏)相比较，以控制范围控制开关60。软启动定时网络72(在集成电路40外)接插脚6，供产生控制电压Vc之用。网络72是RC网络，它由节点80、耦合在节点80与第一电压源(+Vcc)之间的电阻器74、和耦合在节点80与第二电压源(例如图示的地)之间的电容器84组成。节点80经二极管78耦合到软启动插脚6，二极管78的负极接节点80，正极接集成电路(IC)的插脚6。
插脚6上还加有“提升”电流源。在本发明的该实例中，此电流源由并联于二极管78的电阻器88形成。不然，电阻器88也可以耦合在插脚6与任何适当的电源电压之间，而且可以在IC40内或外。对电阻器的数值要求不严，但应大致大于网络72的RC时间常数，以便不致干扰网络的时间控制。电阻器88、电阻器74和电容器84的值，举例说，可分别取1兆欧、180千欧和100微法。RC时间值选取大约等于显像管的预热时间(例如通常约为8-10秒)。提升电阻值选取大致大于定时电阻器值。
现在通过静态和动态情况的具体例子说明整个系统的工作。先说稳态情况，这时上述电容器84会充电到大于检测器64的4伏阈值电压(+Vcc)，于是开关60打开。在此稳态情况下，软启动电路(72，64，60，62)对AKB控制回路42的工作不会有影响，因为它已可靠地(因开关60已打开)脱离开控制回路。因此，回路42会如上述那样调节显像管的黑电平电流。
现在看看接收机10已关机一段比网络72的放电时间常数(即元件74和84的RC乘积)长的时间的情况。在此情况下，系统接上电源时，检测器64会检测出电容器84未充电的情况，因为电容器电压(零)会小于+4伏的检测器的基准电压。于是开关60会闭合，从而将电流源56提供的校正电流的最大值限制到其全值的大约一半。这个随显像管的预热而慢慢接通的过程防止了加到显像管22的阴极激励电流矫枉过正。就是说，在“冷启动”的情况下，外部的定时电路72产生的控制电压Vc开始时小于4伏，从而使检测器64可以使开关60闭合，并将AKB回路42的动态调节范围限制在其正常范围的1/2。Vc大于4伏时，动态范围达到全范围值，从而防止了激励电流在预热过程中过大，并避免视觉上不希望有的人为瘕疵。
现在看看热启动的情况。接收机10关机后，电源电压Vcc在几毫秒内就降到0。没有二极管78时，定时电容器84会通过集成电路保护二极管66很快放电。换句话说，如果没有二极管76的存在，电容器84的放电时间常数会比其充电时间常数小得多，这时接收机若在关机之后即刻开机，由于显像管还热，因而电子束电流会即刻出现。但若没有二极管78时，电容器84充电需要8至10秒钟，因此在这一段时间不会达到全动态调节范围。这是不希望有的，因为显像管电子枪的静态工作点可能会落在所要求的范围之外。举例说，正常的动态调节电流范围可能在0至7毫安的范围。当Vc在检测器64的阈值以下时，动态范围限定在例如3.5毫安，但若一个电子枪的静态调节电流为6毫安，则电子枪要在8-10秒之后才能达到稳态，而这8-10秒是定时电容器84充电所需的时间，因此在电容器84充电到加在检测器64的基准电平之前，显像管的白色平衡和黑电平在8-10秒的时间内都处于不正常状态。
借助于二极管78，将其如图所示那样与软启动插脚6串联连接，就可避免附图所示系统中热启动操作的上述问题。因此，当接收机/监示器10关机(+Vcc接地)时，外部的串联二极管78反向偏置，从而防止了电容器经集成电路的保护二极管向地中放电。于是，在热启动情况下，电容器的电压会以其冷启动情况下充电时相同的时间常数衰减。换句话说，二极管78通过阻止定时电容器84在接收机关机时通过IC保护二极管66瞬时放电而确保了热启动和冷启动都具有相同的时间常数。其好处在于，这就防止了原本会在上述实例中发生的不希望有的对白色平衡和黑电平的干扰。
Claims (4)
1.一种AKB设备，用以与显像管激励放大器配用，其特征在于包括：
一个AKB控制回路(42)，制成为集成电路，该集成电路的第一插脚(2)与所述显像管激励放大器中的检流电阻器(31)连接，第二插脚(1)给所述显像管激励放大器提供一AKB校正电流(S5)，第三插脚(3)与所述集成电路外的一回路积分电容器(37)连接；
一个AKB范围控制开关(60)，设在所述集成电路内，与所述控制回路中的一个点(S7)连接，用以控制所述AKB校正电流的最大值；
一个阈值检测器(46)，设在所述集成电路内，用以控制所述范围控制开关，所述检测器的输入端接所述集成电路的第四插脚(6)；和
一个软启动定时网络(72)，接所述第四插脚，且在所述集成电路外，并且包括一个RC网络(74，84)和一个二极管(78)，用以将所述网络耦合到所述集成电路的所述第四插脚上。
2.如权利要求1所述的AKB设备，其特征在于，所述RC网络(74，84)有一个电路节点(80)经一电阻器(74)耦合到第一电压源(Vcc)上，并经一电容器(84)耦合到第二电压源(地)；且其中所述二极管(78)的正极接所述集成电路的所述第四插脚(6)，其负极接所述RC网络的所述节点。
3.如权利要求1所述的AKB设备，其特征在于，所述软启动定时网络(72)包括：
一个电路节点(80)；
一个电阻器(74)，连接在所述电路节点与第一电压源(Vcc)之间；
一个电容器(84)，连接在所述电路节点与第二电压源(地)之间；并且
其中所述二极管(78)连接在所述集成电路的所述第四插脚(6)与所述电路节点之间，所述二极管的极性取为可阻止所述电容器在停止向所述集成电路的供电插脚提供供电电压时放电到所述集成电路的所述第四插脚上。
4.如权利要求3所述的AKB设备，其特征在于，所述二极管(78)的正极接所述集成电路的第四插脚(6)，而其负极接所述软启动定时网络的所述电路节点(80)。
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