CN1065731A - 阴极射线管特性的测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明的CRT特性测定系统包括：多个摄象机 12、一个视频处理器30、一个监示器40、一个 CPU60、一个磁场控制器50、一个选择器20、一个输 出部分70。因此，在CPU的控制下，使用选择器可 同时在被测试CRT的各不同点处按时间计算电子 束的着靶状态，并测出热漂移量，因而缩短了测定时 间，并实现准确的测定。

Description

本发明涉及一种用以测定阴极射线管（CRT）特性的系统，具体涉及测定CRT热漂移的系统。

CRT的热漂移量作为评价CRT特性的一个主要因素，是因CRT中荫罩和机壳等金属部件热膨胀而引起的电子束着靶值的变化量。

按照常规，测定因CRT内金属部件热膨胀而引起的电子束非正常着靶，是用特殊的CRT，并用显微镜手动测定进行的。由于人为误差，这种方式测不出精确的热漂移值。

图1是常规CRT特性测定系统的方框图。

图1中，把图象转换成电信号的摄象机1经摄象镜头1a接收测试CRT2的图象。电信号输出到视频处理器3，转换成数字信号，并存入内设的存储器中。监示器4将存入视频处理器3的存储器中内的数据作为模拟信号显示出来。中央处理机（CPU）5分析存入视频处理器3的存储器内的数据，并根据所分析的数据给磁场控制器6发送适当的数据，从而迫使电子束运动。经CPU5分析的数据还显示在另一个监示器7上，或由打印机8打印出来。

这里，电子束运动之后的显示状态由CPU5再进行分析，通过比较电子束运动前后的状态，计算出电子束的着靶值，通过逐点比和每隔预定长的时间反复进行计算，测定热漂移的程度。然而，这样的CRT热漂移的测定需要较长的时间。

为此，本发明的目的是为CRT提供这样一种热漂移测定系统，该系统能够随着时间的推移同时在CRT的许多点上自动测定热漂移量，从而缩短测定时间，并通过热漂移量的量化，实现标准化的测量。

为实现上述目的，本发明的CRT热漂移测定系统包括：一些摄象机，用以接收被测CRT的图象，将其转换成电信号;一个视频处理器，用以转换摄象机的模拟信号输出，将其存入内设的存储器中;一个CPU，用以分析存入视频处理器的存储器中的数据，以根据分析后的数据来输出一个适合的控制信号;一个磁场控制器，用以按照CPU的控制信号来控制电子束的运动;一个选择器，用以在CPU的控制下选择来自摄象机的模拟视频信号，并在CPU的控制下将来自磁场控制器的磁场转换信号传送到摄象装置上;一个输出部分，用以量化CPU分析的数据，以便将合格的数据显示或打印出来。

本发明的上述目的和其它优点将结合附图阅读本发明的一个最佳实施例就会更加明了。

图1是常规的CRT特性测定系统的方框图;

图2是本发明的CRT特性测定系统的方框图;

图3是本发明CRT特性测定系统的摄象机选择装置的方框图;

图4是图3的摄象机选择装置的详细电路图;

图5是本发明CRT特性测定系统的磁场移动线圈选择装置的方框图;

图6是图5磁场移动线圈选择装置的详细电路图;

图7示出安装了本发明CRT特性测定系统的摄象机和CRT的安装部分的侧视图;

图8示出本发明CRT特性测定系统的摄象机安装部分的正视图;

图9A和9B示出本发明CRT特性测定系统摄象机安装部分的摄象机支架的剖视图和侧视图。

参看图2，本发明的CRT热漂移测定系统包括;摄象机10、选择器20、视频处理器30、监示器40、磁场控制器50、CPU60和输出装置70。

摄象机10包括：多个镜头11，用以接收来自被测试CRT1的图象;呈现一个3×4矩阵中的多个CCD（电荷耦合器件）摄象机12（例如12个），用以输出作为电信号的自各镜头接收的图象;多个磁场线圈13，设在各镜头11前部，用以在CPU60的控制下经选择器20接收来自磁场控制器50的磁场转换信号，以使电子束运动;以及一个XYZ支承架14，用以支承各CCD摄象机。

本发明CRT热漂移测定系统的工作情况将按照上述结构来描述于下：

CPU60将视频处理器30、磁场控制器50和选择器20初始化。镜头11接收来自被测试CRT1的一个点的图象，CCD摄象机12将该图象转换成电信号。视频处理器30在CPU60的控制下将选择器20所选取的一个CCD摄象机的模拟视频信号输出转换为数字信号，并将其存入内设的存储器中。这里，所存储的数据随不断变化着的模拟信号而变化，并且具有在被测试的CRT1上显示的一个图象点的一个X-Y座标值和亮度信息。

监示器40将存入视频处理器30的存储器中的数据作为模拟信号显示出来。CPU60分析此数据，以评价电子束特性的当前状态，并将适当的数据传送到磁场控制器50。磁场线圈13根据从CPU60X经选择器20传送的数据形成磁场并使电子束运动。

选择器20与XY支承架14所支承的12个CCD摄象机12相连接，并与耦合到各镜头11的12个磁场线圈13相耦合，且选定一个摄象机12来接收一个图象点和选定装在其上的一个电磁线圈13。

同时，CPU60接收电子束运动以后的状态，并将该状态与电子束运动前的状态相比较地进行分析，以读出第一点处的着靶值。在一个点测定完毕时，监示器70a显示出由CPU60分析过的数据值。

按上述方法完成第一个点的测定之后，测定其余12点的初始着靶值，并在预定时间之后，再次测定它们的着靶值，以计算热漂移量。这里，热漂移值可被量化，并在监示器70a上与每点的位置值、图形或图不一起显示出来。12个点的测定值可以同时借助于打印机70b输出出去。

在本发明的系统中，12个点的热漂移值可以微米为单位读出，且由于读出一个点的着靶值所需时间不到5秒钟，因而每分钟可以读取12个热漂移值。

参看图3。摄象机选择装置包括：CPU60;视频处理器30;多个摄象机CA1-CA12，位于CRT1前面的各相应点上;及摄象机选择装置100，用以从摄象机CA1-CA12中选择一个摄象机，输出其视频信号。

在摄象机选择装置100中，来自CPU60的、利用控制程序控制整个系统并选取一个摄象机的控制信号输入到锁存器110和地址控制器120中。地址控制器120根据CPU60的这个控制信号来控制锁存器110的时钟信号。

锁存器110的输出端与摄象机选择器130的输入端A0～A3相连接，位于CRT前面的摄象机CA1-CA12的各输出端选择器130的输入端C1-C12相连接。摄象机选择器130的输出端与输出稳定电路140的输入端相连接。锁存器110根据来自CPU60的数据和来自地址控制器120的时钟信号产生其输出。

参看图4。锁存器110把输出端D0至D3中的输出信号D3作为摄象机选择器130的“使能”信号。

摄象机选择器130包括两个视频复用器（MUX）131和132，这两个MUX各具八个频道CH1-CH8和CH9-CH16。两个MUX131和132的地址输入端A0、A1和A2共同连接到锁存器110的数据输出端D0、D1和D2上。锁存器110的输出端D3直接与视频MUX132的使能端EN相连接，并经反相器133与视频MUX131的使能端EN相连接。

视频MUX131和132各自的频道CH1-CH6和CH9-CH14与摄象机CA1-CA12相连接。视频MUX131和132的输出端与输出稳定电路140的输入端相连接。

输出稳定电路140包括：并联连接的电容器C1和C2，用以补偿高频分量和隔直流;电阻R1，用以控制输入电平;非反相放大器OP1;电阻R2，与非反相放大器OP1的非反相端相连接，用以提供电源电压V_CC;分压电阻器R3和R4;电容器C3，通过反馈非反相放大器OP1的输出来提供参考电压;电容器C4，用以消除非反相放大器OP1输出信号中的直流分量;电阻R5，用以控制输出电平;电阻R6，用以将来自电源电压V_CC的适当直流电源施加到输出视频信号上。

下面说明本发明CRT特性测定系统的工作情况。

CPU60按预定的控制程序产生5比特控制信号。锁存器110锁存控制信号，地址控制器120在CPU60的控制下控制锁存器110。来自锁存器110的输出端D0、D1和D2的相应控制信号输入到摄象机选择器130的视频MUX131和132的相应输入端A0、A1和A2上。来自输出端D3的控制信号输入到视频MUX132的使能端EN上，同时由反相器133反相，以馈到视频MUX131使能端EN上。

因此，若锁存器110的输出D3为逻辑“1”，则视频MUX131不工作，视频MUX132工作，来选择CH9-CH14的其中一个频道，从而经视频MUX132输出所拍摄的视频信号。

视频信号输出馈到输出稳定电路140上。因信号弱，故电容器C1和C2补偿其高频分量，消除其直流分量。视频信号然后经电阻R1输入到非反相放大器OP1上。

由非反相放大器OP1放大到适当的幅值的视频信号经电阻R5输入到视频处理器30，由电容器C4消除其直流分量。电源电压V_CC经电阻6供应适合于输入到视频处理器30的直流分量，以稳定视频信号。

另一情况是，若锁存器110的输出D3为逻辑“0”则视频MUX131被驱动。这样，根据锁存器110输出端D0、D1和D2的控制信号来选取CH1-CH6的其中一个频道，选取一个相应的摄象机，并由输出稳定电路140稳定视频信号，并钭其输入到视频处理器30。

换句话说，由于在摄象机选择器130的后面设置输出稳定电路140用以稳定视频信号，从而提高了视频信号的质量和消除了噪声。

参看图5。本发明选择装置中的磁场线圈选择装置包括：CPU60，用以控制整个系统，并输出数据，以根据预定程序选择磁场运动线圈;地址控制器120，用以借助CPU60来控制地址;锁存器110，用以锁存由地址控制器120控制的地址信号和从CPU60传送来的数据;解码单元200，用以根据来自锁存器110的输出数据和使能信号对数据进行解码;电源分隔单元300，由解码单元200的输出来驱动，用以单独地供应计算机的驱动电源和磁场运动线圈电源;开关单元400，用以根据电源分隔器300的驱动情况从多个继电器中选择一个继电器，以切换该选定的继电器;磁场控制器500，用以借助于开关单元400提供磁场控制信号;以及磁场运动线圈单元600，用以经开关单元400接收来自磁场控制器500的控制信号，以控制一个点的磁场运动线圈。

这里，解码单元200包括两个3比特/8比特解码器201和202。鉴于3比特至8比特解码器201经反相器203接收锁存器110的反相的使能信号而且3比特8比特解码器202接收非反相的使能信号，因而只选取这两个3比特/8比特解码器中的一个，而被驱动。

解码单元200的输出，输入到电源分隔单元300。电源分隔单元300的多个电源分隔器301-306和307-312中的一个相应的电源分隔器被驱动，以给开关单元400提供电压V_CC，于是其余的电源分隔器不工作。

开关单元400只接通由电源分隔单元300选定的继电器，并将磁场控制器500的控制信号供应给相应的磁场运动线圈600。这样，一个所需点的磁场运动线圈可以选定以在该点执行特性测定。

参照图6，电源分隔器301-306和307-312各自包括一个LED（发光二极管）（D1-D12）和一个光耦合器（PT1-PT12），LED（D1-D12）经反相器（I1-I12）相应接收来自解码器201和202的相应输出。这里，各电源分隔器301-312的第一电阻（R1-R23，奇数指定符）是各LED的限流电阻器，第二电阻（R2-R24，偶数指定符）是光耦合器的发射极电阻器。

各光耦合器（PT1-PT12）的发射极还与开关单元400的继电器401-412各自的驱动线圈相连接。继电器401的两个可动触头与磁场控制器500相连接，继电器401的两个固定触头与磁场运动线圈单元600的磁场运动线圈601的两个输入点相连接。这里，磁场运动线圈在磁场中垂直和水平地运动，因而既可用于点式的也可用于带式的。

垂直运动线圈和水平运动线圈601的一侧与继电器401的两个固定触头连接，其另一侧共同与磁场控制器500的输出端相连接。

据此，磁场控制器500总共有四个输出端。两个输出端共同与各磁场运动线圈601-612的两个端口相连接，另外两个输出端经各相应的继电器401-412共同与磁场运动线圈601-612另外两个端口相连接。如上所述，解码单元200的12个可利用的输出端的每一个都对应于一个电源分隔器、一个继电器和一个磁场运动线圈。

下文将按照上述结构来描述磁场运动线圈选择装置的工作情况。

CPU60按照预定的控制程序产生信号，以用以选择磁场运动线圈，地址控制器120给锁存器110发送清零和时钟信号。

锁存器110接收来自CPU60的四个数据信号d0-d3，并将其锁存。锁存器110还根据来自地址控制器120的时钟脉冲在输出端Q1-Q4产生输出。来自锁存器110四个输出端中的三个输出端（Q1，Q2和Q3）的信号输入到各解码器201和202的三个输入端A、B和C上。输出Q4作为“使能”信号施加到解码器202上，并作为“非使能”信号经反相器203施加到解码器201上。因此，若锁存器110输出端Q4为逻辑“1”，则解码器202被选取而被驱动。反之，若锁存器110输出端Q4为逻辑“0”，则解码器201被选取而被驱动。

解码单元200的输出状态如下表所示：

例如，当锁存器110的输出Q1-Q4如表中的序号1所示时，因解码器201 Y0-Y7输出端中只有输出端Y0为“0”，经倒相所以经反相器I1施加在光耦合器PT1逻辑“1”，于是光耦合器PT1被驱动，LED D1发光而被驱动。因此，由于在磁场运动线圈侧上的电源电压V_CC通到光耦合器PT1上，而施加在继电器401的线圈上，并且耦合到解码器201的其它输出端Y1-Y7上的电源分隔器302-306和307-312都是断开的，因而只有继电器401被接通。这样，只在磁场运动线圈601设在测试屏前面的位置上才能产生磁运动，于是可以在该点进行特性测定。

如上所述，磁场运动线圈借助于CPU60的d0-d3的输出信号而被选取，磁场运动线圈的垂直和水平运动线圈则借助磁场控制器500的输出选择而被选是和被控制。

图7是试验夹具的侧视图，该图示出本发明的特性测定系统的一列摄象机和CRT是如何装设的。

参看图7。试验夹具700包括：一个摄象机安装部分702，其上安装摄象机701;一个CRT安装部分704，其上安装CRT703;以及支架705，用以可转动地支撑摄象机安装部分702和CRT安装部分704。

在CRT安装部分704上设有固定CRT703用的CRT夹持器706，并用螺栓707安装，以使夹持器706的上和下两部件可分离地固定在摄象机安装部分702上。支架705与摄象机和CRT安装部分702和704之间设有具轴承708的支架转动装置709。

同时，如图8所示，摄象机安装部分702的中央有一个盘716，盘的中心固定到支架711上。支架711的上和下两部件分别用螺栓713固定到摄象机安装部分702的上和下两部件上。为螺栓713形成一个槽孔（图中未示出），以使支架711可以前后移动一预定的距离。

在摄象机安装部分702的对角线方向和水平方向上分别安装第一导杆715和第二导杆717。第一导杆715的一侧有一个滑块721，设置在摄象机安装部分702的周边上，与第一关节头718一样，可以垂直和水平移动，因而是可移动的。第一导杆715的另一侧有第二导杆717和第二关节头719可移动。第二导杆717的另一侧与盘716和第三关节头720连接，使其可移动。第一和第三关节头718和720的转动方向相同，且垂直于第二关节头。

另一方面，一个第一导杆715至少有两个摄象机701，固定摄象机710用的摄象机夹持器722即安装在第一导杆715上，可以在第一导杆715的长度方向上可从左到右或从右到左移动。

如图9A和9B中所示，摄象机夹持器722包括：固定部分723，用以固定摄象机701;挡块724，固定到第一导杆715上;滑块725，用以使固定部分723水平滑动。挡块724安装在第一导杆715上，以使摄象机夹持器724安装在第一导杆715上，以使摄象机夹持器722沿第一滑杆715滑动，由一个控制螺钉726使滑块725来回滑动，以控制摄象机701的距离。转孔725a与螺栓725b相配合使用。

如图7中所示，在本发明的装置中，CRT安装部分704用螺栓707固定以成为一个整体，因而在测定大小相同的CRT时，无需重新调节CRT703的屏幕与摄象机701之间的距离和垂直关系，从而缩短了CRT的测定时间。若想拆开CRT703而松开螺栓707时，CRT安装部分704就与摄象机安装部分702分开。

垂直安装在摄象机安装部分702上的支架711，其上部件和下部件上设有槽孔，支架711本身用螺栓713通过该槽孔固定，使支架711可以偏离摄象机安装部分702来回移动一段距离。这里，固定到支架711的盘716也可借助于第一和第三关节头718和720前后移动，因而可以调节摄象机701与CRT703之间的距离。

由于与第一导杆715的一侧连接的滑块721可以垂直移动，因而若滑块721在任何方向移动，则第一滑杆715转动，使第二关节头719处于中心位置，从而改变摄象机701的位置。

鉴于摄象机夹持器722的挡块724固定在第一导杆715上，因而摄象机夹持件722可沿第一导杆715移动，使摄象机移动，而且可绕第一导杆715的轴线转动。在图9A和9B中，操动控制螺钉726时，由于滑块725可水平运动，因而摄象机可来回移动。由于固定到摄象机701上的固定部分723用螺钉727与滑块725连接，因而固定部分723可沿滑块725上形成的长孔725a移动，从而使摄象机可以在任何方向上移动。

因此，摄象机701可相对于CRT703安置在任何所要求的位置，又由于各摄象机可以在任何方向上运动，因而可以将其相对于CRT703的屏幕任意调节，从而精确测定受测试的CRT的特性。

另外，设在支架705上的支架转动装置709可任意带动摄象机安装部分702和CRT安装部分704转动，便于在所要求的方向上进行测定。

如上所述，在本发明的CRT特性测定机构中，由于摄象机安装部分和CRT安装部分固定成一个整体，因而缩短了测定任务的准备时间。CRT安装部分可与摄象机安装部分分开。此外，由于安装到摄象机安装部分上的多个摄象机可沿第一导杆移动，且在任何方向上运动，因而不难将摄象机调节到CRT的屏幕上，从而可以精确测定CRT的特性。

其结果是，由于本发明的CRT特性测定系统能使用选择装置，因而在CPU的控制下可在CRT的许多点上同时测定热漂移量，因此缩短了测定时间，并且通过将热漂移量量化成微来值，可以得出精确、标准的测定值。

虽然参照本发明的一些最佳实施例具体展示和描述了本发明，但熟悉本领域的技术人员都能理解，在不脱离本发明在所附权利要求书的精神和范围的前提下在形式和细节上还可作出各种修改。

Claims (15)

1、一种CRT特性测定系统，其特征在于包括：

摄象机装置，用以接收被测试CRT的图象，以将其转换成为电信号和运动的电子束；

视频处理装置，用以将来自所述摄象装置的模拟信号输出转换成数字信号，以将其存入内设的存储器中；

一个CPU，用以分析存入所述视频处理装置的所述存储器中的数据，以便根据所分析的数据输出适当的控制信号；

磁场控制装置，用以借助于所述CPU的控制信号控制电子束的运动；

选择装置，用以在所述CPU的控制下选择来自所述摄象装置的模拟视频信号，并在所述CPU的控制下将来自所述磁场控制装置的磁场转换信号传送到所述摄象装置；和

输出装置，用以量化所述CPU所分析的数据，将所述经分析的数据显示或打印出来。

2、如权利要求1所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述摄象机装置包括：

多个镜头，用以接收测试中的CRT的图象;

多个磁场线圈，设置在CCD摄象机的所述镜头前面，用以借助于多个CCD摄象机接收来自所述磁场控制器的控制信号，输出作为电信号的、来自所述镜头和所述选择装置的图象，及运动中的电子束;和

一个XYZ支承架，用以支撑多个CCD摄象机。

3、如权利要求2所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述摄象机装置的所述磁场线圈装在所述多个CCD摄象机的颈部上。

4、如权利要求3所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述选择装置包括：第一装置，用以选择所述多个CCD摄象机;第二装置，用以选择所述磁场线圈。

5、如权利要求4所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述第一装置包括：

一个锁存器，用以锁存来自所述CPU的控制信号，燕产生摄象机选择信号;

一个地址控制器，用以根据所述CPU的控制信号控制所述锁存器的时钟脉冲;

一个摄象机选择器，用以对来自所述锁存器的输出进行解码，从而选择多个与输入端连接的CCD摄象机中的一个CCD摄象机;和

一个输出稳定电路，用以稳定来自所述摄象机选择器所选择的摄象机的视频信号输出，并将该信号输出到所述视频处理装置上。

6、如权利要求5所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述摄象机选择器包括两个视频复用器，每个复用器有16个频道，且轮流被驱动。

7、如权利要求6所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述输出稳定电路包括：

并联的电容器，用以补偿所述摄象机所拍摄的视频信号的高频分量，并消除其直流分量;

一个非反相放大器，用以放大经所述并联的电容器输入的弱视频信号;

反馈分压电阻和电容器，用以提供所述不倒相放大器的参考电压;

一个电阻，用以提供所述非反相放大器的偏压;

一个电容器，用以隔离从所述非反相放大器输出的视频信号中的直流分量;和

一个电阻电路，用以将适当的直流分量加到所述视频输入信号上，并输出该信号。

8、如权利要求4所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述第二装置包括：

一个地址控制器，用以根据所述CPU的选择指令控制地址;

一个锁存器，用以锁存所述地址控制器的地址信号和所述CPU传送来的数据;

解码装置，用以根据来自所述锁存器的输出数据和启动信号对数据进行解码;

电源分隔装置，具有多个电源分隔器，且根据所述解码装置的输出有选择地加以驱动，用以单独地提供给所述CPU的驱动电源和所述磁场运动线圈;

开关装置，由多个继电器组成，用以根据所述待切换的电源分隔器的驱动情况选择一个继电器，并提供来自所述磁场控制器的控制信号;和

磁场运动线圈装置，用以经所述开关装置接收所述磁场控制器的控制信号，从而在一点控制磁场运动线圈。

9、如权利要求8所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述解码装置包括：

第一解码器，用以经一个反相器接收所述锁存器使能信号;和

第二解码器，用以直接接收使能信号。

10、如权利要求9所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述电源分隔装置的各电源分隔器包括一个LED和一个光耦合器，LED用以指示所述各解码器的主动（active）输出，光耦合器按所述解码装置的输出而被切换。

11、如权利要求1所述的CRT特性测定系统，其特征在于，安装所述摄象机和CRT的试验装置有一个摄象机安装部分和一个CRT安装部分，前者用以安装摄象机，后者用以安装CRT，两者固定成一个整体，但可以彼此分开;所述摄象机安装部分前面配置有能前后移动的一个支架用以支撑一个盘;在所述摄象机和CRT安装部分与支撑各部分的另一个支架之间设有一个支架转动装置。

12、如权利要求11所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述摄象机安装部分包括：

多个第一和第二导杆，配置在所述盘的对象方向和水平方向上;

多个第一滑块，与所述第一滑杆的一侧连接，且安装在所述摄象机安装部分上，供水平和垂直移动用;和

多个摄象机夹持器，装在所述第一导杆中，供水平和垂直带动所述摄象机转动。

13、如权利要求12所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述盘、第一和第二导杆和第一滑块由第一、第二和第三关节头连接起来。

14、如权利要求13所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述第一和第三关节头和第二关节头彼此垂直运动。

15、如权利要求12所述的CRT特性测定系统，其特征在于，所述摄象机夹持器包括：一个挡块，固定到所述第一导杆上;一个第二滑块，通过操动安置在所述块件中的一个控制螺钉可以使其转动;和一个固定部分，用固定螺钉固定到所述第二滑块上，且沿所述第二滑块上形成的一个细长孔移动，用以固定所述摄象机。

Images