CN1166173C - 视频成像设备 - Google Patents

Abstract

为了在紧随垂直回扫的几个视频行期间，精确地测量一个自动显像管偏压(AKB)电路中的一个低偏流，通过对一个动态聚焦电压放大器去激励，中断动态聚焦。放大器从一个水平回扫变压器得到其电源。为了避免动态聚焦电压放大器在一个垂直消隐期间被去激励之后被重新激励时可能出现的一个水平瞬变，动态聚焦放大器在垂直消隐期间的电流与垂直扫描期间的平均电流近似相同。

Description

视频成像设备

本发明有关视频成像设备，具体说，有关一个射束着靶聚焦校正装置。

显示在一个阴极射线管(CRT)上的图像可能例如由于扫描CRT上的射束易于发生的散焦而会不理想或失真。这种不理想或失真的出现是由于，当射束偏转时，例如在水平方向偏转时，从CRT的电子枪到荧光屏上的距离就会明显地不同。为减少这种因射束在例如水平方向上偏转而引起的散焦，可以使用一个在水平速率上有一个抛物线电压分量的动态聚焦电压，并将该动态聚焦电压加到CRT的一个聚焦电极上以动态地改变聚焦电压。从一个水平偏转输出级的一个S型电容生成的一个S形校正电容中导出水平速率上的电压分量是已知技术。

使用动态聚焦的CRT可能有内部布线，将动态聚焦电压放在，例如，蓝电子枪旁边。在一般的操作中，接近蓝色电子枪不会引起任何问题。不过，在一个自动显像管偏压(AKB)电路中，在紧跟垂直回扫的几个视频行时间期间(称为AKB测量间隔)，当进行一个低偏流测量时，动态聚焦电压的水平分量的杂散耦合会在蓝色电子枪的阴极电极的偏压中引入误差。其结果是，蓝色电子枪的偏压不与绿色和红色电子枪的偏压保持一致。这会引起无法接受的背景色温改变。

在ABK测量区间，希望从聚焦电极中消除水平动态聚焦电压，从而消除聚焦电极的不希望的耦合。在AKB测量区间，聚焦电压值可能由于动态聚焦电压分量的消除而漂移。在AKB测量区间结束以后，当聚焦电压返回其合适值时，聚焦电压会出现一个明显的瞬变。

我们希望解决画面失真的问题当一个动态聚焦高压放大器由一个偏转分支(deflect ion-derived)电流供电时，尤其是当水平频率是几倍通常的广播水平频率时，出现的画面失真。动态聚焦信号被放大为非常高的峰-峰间电压。做这项工作的放大器，在它工作在一个高频时，诸如超过30KHZ的水平偏转频率时，诸如用于多媒体和HDTV的那些频率时，与它工作在用于常规TV中的相对低的频率15KHz上时相比，要消耗更多的能量。在垂直消隐期间，当高频变化停止时，放大器取出的电流大大减少了。这引起电源的负载瞬变。若电源还为显像管提供扫描偏转，如通常方便的那样，则该负载瞬变会引起画面失真，例如宽度调制振荡，它表现为画面上部垂直线上的摆动。

偏转负载改变这一问题可通过以下方法解决，即，设计一个放大器，使它在垂直消隐期间所吸入的平均电流与正常动态聚焦操作过程中所吸引的电流近似相同。这种设计方法消除了偏转电流中不希望有的瞬变。

图1A和1B举例说明了一个按本发明的水平偏转电路输出级和一个消隐动态聚焦电源。

图1举例说明了一个具有多扫描频率能力的电视接收机的一个水平偏转电路输出级101。级101由一个稳压电源100供电，电源100生成一个电压B⁺。一个常规的激励级103响应于一个频率为所选水平扫描频率nf_H的输入信号107。激励级103生成一个激励控制信号103a，以控制输出级101的一个开关晶体管的开关操作。举例来说，一个值n＝1可以代表一个按给定标准(如广播标准)的电视信号的水平频率。晶体管104的集电极与一个回扫变压器的一个初级绕组TOW1的一个终端TOA速接。晶体管104的集电极还与一个非转换(nonSwitched)回扫电容105速接。晶体管104的集电极还与一个水平偏转线圈LY速接，以形成一个回扫谐振电路。晶体管104的集电极还与一个常规阻尼二极管108速接。线圈LY与一个线性电感LIN和一个非交换回扫或S电容CS1串联。电容CS1连接在一个终端25和一个基准电位或地GND之间，这样，终端25被插入在电感LIN和S电容CS1之间。

输出级101能够生成一个偏转电流i_y。对于从2f至2.4f范围内选择的信号103a的任意选定水平扫描频率，以及对于一个选定的水平频率1fH，偏转电流i_y具有大体相同的预定幅值。在水平频率增加时自动增加电压B⁺，反之亦然，以此来控制偏转电流i_y的幅值，从而保持一个恒定的偏转电流幅值。电压B⁺是由一个通过变压器TO的反馈线圈TOW0按闭环结构工作的常规稳压电流100控制的。电压B⁺的值是根据一个已整流的反馈回扫脉冲信号FB建立的，信号FB的幅值表示出电流i_y的幅值。一个垂直速率抛物线信号E-W是以常规方式生成的(未示出)。按惯例，信号E-W连接到电源100，以生成电压B⁺的一个垂直速率抛物线分量，提供东-西失真校正。

开关电路60用于校正一个诸如线性化的射束着靶误差。电路60有选择地将回扫或S电容CS2和CS3与回扫电容CS1连接，其方式有，CS2和CS3都不与CS1速接，CS2和CS3之一与CS1速接，CS2和CS3并联地与CS1速接。该选择速接被确定为从中选出了水平扫描频率的频率范围的一个函数。在开关电路60中，电容CS2连接在接点25和场效应管开关(FET)20的漏极之间。Q20的一个源极接地。保护电阻R20跨过Q20连接，以防止Q20两端加上过量的电压。

寄存器201提供开关控制信号60a和60b。控制信号60a通过一个缓冲器98连接到晶体管Q20的一个栅极。当控制信号60a在第一可选电平时，晶体管Q20截止，反之，当控制信号60a在第二可选电平时，晶体管Q20导通。缓冲器98以常规方式提供信号60a的所需电平转换以便完成上述开关操作。

在开关电路60中，电容CS3连接在接点25和一个FET开关Q20’的漏极之间。与控制信号60a控制FET开关Q20的方式类似，由控制信号60b控制FET开关Q20’。这样，缓冲器98’的功能与缓冲器98相似。

微处理器208响应于一个在频率-数据信号转移器209中生成的数据信号209b。信号209b有一个数值，该数值表示出一个同步信号HORZ-SYNC或偏转电流i_y的频率。转换器209包括，例如，一个计数器，它在信号HORZ SYNC的一个给定周期内，对时钟脉冲计数，并根据在该给定周期内的时钟脉冲数，生成字信号209a。微处理器208生成一个控制数据信号208a，送到寄存器201的一个输入端。根据信号HORZ-SYNC的水平速率，确定信号208a的值。寄存器201根据数据信号208，生成控制信号60a和60b，其电平是根据信号HORZ-SYNC的频率，由信号208a确定的。另一种方式，信号208a的值可由一个信号109b确定，该信号是由键盘提供的，未示出。

当水平偏转电流i_y的频率为1f_H时，晶体管Q20和Q20’导通。其结果是，S电容CS2和CS3都是电路内电容，它们并列地与非转接S电容CS1相连，得出一个最大S电容值。当水平偏转电流i_y的频率大于等于2f_H并小于2。14f_H时，晶体管Q20截止，Q20’导通，其结果是，S电容CS2不与非转接S电容CS1速接而CS3与CS1速接，得出一个中间S电容值。当水平偏转电流i_y的频率大于等于2.14f_H时，晶体管020和Q20’都截止，从而，S电容CS2和CS3都不与非转接电容CS1速接，得出一个最小S电容值。电容CS1，CS2或CS3中的偏转电流i_y生成一个S形抛物线电压V5。

电容105生成的总的回扫电容在不同的扫描频率下不改变。从而，在不同的扫描频率下，回扫周期长度相同。挑选电容CS1，CS2和CS3的值以在不同的扫描频率下，生成不同幅值的抛物线电压V5。由于回扫周期长度恒定，故要求电压V5的幅值不同。

在图1B中，晶体管Q1和晶体管Q2互相速接以形成一个差动输入级。这些晶体管具有很高的集电极电流-基极电流比，称为β，以提高Q1基极处的输入阻抗。晶体管Q1和Q2的基极-发射极结电压互相补偿并降低温度变化所引起的直流偏流漂移。电阻R15和R16形成一个分压器，它用于一个+12V的电源电压12V-P，以将晶体管Q2的基极电压偏压至+3V。连接到晶体管Q1和Q2的发射极上的一个发射极电阻R1的值应选为使最大电流大约为6mA。这能保护一个高压晶体管Q4。晶体管Q4通过一个用作开关的晶体管Q3与晶体管Q1速接。Q4以共射-共基结构通过Q3与Q1速接。Q4需防止被过激励，这是因为，Q4只能允许最大10mA的集电极电流。由于放大器在集电极电流6mA以下时有高的互导，在6mA以下时有较低互导，故可以防止Q4被过激励。Q4，Q3和Q1的共射-共基结构通过Q4的集电极-基极结隔离了Miller电容(未示出)；从而，增加了带宽。共射-共基结构还使放大器增益与高压晶体管Q4的低B值无关。

图1A中变压器T0的线圈TOW3生成一个阶梯上升回扫电压，它经二极管D4整流，并经电容C5滤波，生成一个大约1500V的电源电压，给图1B中的动态聚焦电压发生器供电。一个有源上拉晶体管Q5的集电极接电源。Q5的基极上拉电阻R4也接电源。一个二极管D1接在Q4的集电极和Q5的发射极之间。

电容C1代表聚焦极和布线的总的杂散电容。有源上拉晶体管Q5能从其发射极引出电流给杂散电容C1充电。下拉晶体管Q4能通过二极管D1从电容C1吸收电流。有源上拉装置能有利地用于以低功耗来获得快速响应时间。动态放大器通过一个反馈电阻R5为晶体管Q5发射极处的输出使用并联反馈。

在垂直消隐期间，及垂直消隐后的四个视频行时间(举例来说)，称为AKB测量周期(未示出)期间，一个周期性的控制信号V-BLANK是高电平状态。一个延时电路(未示出)将一个常规的垂直消隐信号V-BLANK延时，延时时间为适当数量的视频行时间，例如四个。延时后的信号被送入一个开关晶体管Q7的基极。Q7的集电极与Q3的基板连接。在垂直消隐及AKB测量间隔期间，Q3被Q7截止。

图1B中所示的B类放大器体现了本发明的另一方面。一般，这类放大器使用独立的上拉晶体管Q5和下拉晶体管Q4，以便交替地对一个电容负载，一个CRT10的聚焦电极17进行充放电。电容负载示为电容C1。

这样，可以选择落在电阻R4上的电压，使得在垂直消隐期间，可以保持一个接近正常动态聚焦波形最大峰值的期望输出电压。不幸的是，用一个一兆欧电阻R4进行这项工作所要求的电流非常小，远远小于正常动态聚焦操作期间放大器所取的平均电流。希望使垂直消隐期间的电流与正常动态聚焦操作期间的平均电流近似相等。

为达到这一目的并保持聚焦输出电压与正常动态聚焦波形的正峰值近似相同，必须在垂直消隐期间导通晶体管Q5。例如，若输入端的聚焦抛物线基频H-PARAB-IN是31KHZ，则在正常动态聚焦操作期间的平均电流可以是，例如，2mA。于是，在垂直消隐期间，需要2mA电流，以使电源负载一致并无瞬变。

不过，正如在正常动态聚焦操作中一样，若光耦合器PCI中的晶体管Q-PCI导通，则会出现晶体管Q5不导通，于是2mA的电流会使1兆欧上拉电阻R4上有高达2KV的压降。由于只能有1500V电压，故电流源晶体管Q4将饱和且在垂直消隐期间，聚焦输出将接近12V。

垂直消隐驱动是一个正5V或更大的脉冲，它在垂直回扫时间期间出现在输入端V-BLANK并使晶体管Q7导通。一般，光耦合器PC1中的发光二极管DPC1从12V电源V4经电阻R8和R6导通15mA电流。该电流提供光通量并使晶体管Q-PC1导通。当晶体管Q7导通时，该电流从D-PC1分流到二极管D3和晶体管Q7中。这种开关方法保持了流经电阻R6和R8的电流近似恒定，从而电阻R8上的压降在垂直回扫期间不会较大地变动。R8上压降的改变也会改变从电阻分压器R15和R16导出的3V-REF。该3V-REF校准电源12V-D的幅值。

晶体管Q7的导通也使晶体管Q3的基极电压为近似地电平，而使Q3截止。Q1的集电极一基极结的正向导通及耦合电阻C2上所充的电使得Q3发射极保持在接近3V。在Q4的发射极，Q3的集电极和电阻R2的接点上，电压为近似11V，这是因为Q4的基极电流很小，使电阻R11上有非常小的压降。

除了15KHZ常规广播TV之外，对于其它扫描模式，晶体管Q6是截止的。在垂直消隐期间，Q3用于断开由R5，R3，R1，Q1和Q2组成的聚焦放大器的常规反馈增益挖制环。从电阻R2和Q7到地的电流被代替了。同时，晶体管Q-PC1截止以允许Q5导通。如要求的那样，聚焦输出为1500V，2mA，以防止瞬变。

对于范围在31KHZ到38KHZ之间的水平扫描频率，放大器平均电流改变。不过，电阻R2的一个值就足以将瞬变最小化到一个可接受的水平。在15KHZ的常规TV扫描频率下，在该模式中，放大器功率和平均电流大约为一半，晶体管Q6导通并将Q4基极的电压降低到大约为其原值的一半。这就减少了电阻R2中的电流，因此，在该扫描频率下，放大器平均电流是匹配的。

Claims (8)

1.一种视频成像设备，包括：

一个阴极射线管，它包括一个聚焦电极；

一个聚焦电压校正输入信号源；

一个偏转电路；

一个放大器，由所述偏转电路供电，并有一个第一输入端，响应于所述聚焦电压校正输入信号，在所述放大器的一个输出端生成一个聚焦电压的动态聚焦电压部分，该聚焦电压被送给所述聚焦电极；

一个第一半导体开关，响应于一个周期性控制信号并连接到所述聚焦电压校正输入信号的一个信号通路上，用于在一个偏转周期的一个自动显像管偏压测量周期内，禁止所述动态聚焦电压部分，和

响应于所述第一半导体开关的装置，用于控制所述放大器在所述自动显像管偏压测量期间从所述偏转电路取出的电压。

2.权利要求1的视频成像设备，其中，控制所述放大器取得的电流的所述装置包含一个电阻，它连接在所述放大器取得的电流的通路内。

3.权利要求2的视频成像设备，其中，所述放大器包括一个第一晶体管和一个第二晶体管，它们的主电流通路与所述聚焦电极相连，在所述自动显像管偏压测量周期内，两个晶体管都导通。

4.权利要求3的视频成像设备，包括连接装置，用于在所述自动显像管偏压测量周期内，将所述电阻连接到一个参考电压上。

5.一个视频成像设备，包括：

阴极射线管，它包括一个聚焦电极；

聚焦校正输入信号源；

一个第一晶体管，响应于所述输入信号并连接到所述聚焦电极上，通过形成一个有源上拉装置，在第一方向上提供电流；

一个第二晶体管，响应于所述输入信号并连接到所述聚焦电极上；通过形成一个有源下拉装置，在相反方向上提供电流；

所述第一和第二晶体管在所述聚焦电极生成一个动态聚焦电压；

一个周期性聚焦电压消隐信号源；和

响应于所述消隐信号的装置，用于在聚焦电压消隐期间，保持所述第一晶体管的导通性。

6.权利要求5的视频成像设备，包括响应于所述消隐信号的装置，用于在聚焦电压消隐期间，保持所述第二晶体管的导通。

7.权利要求6的视频成像设备，包括一个连接在所述第二晶体管的主电流通路中的电阻，用于在聚焦电压消隐期间，控制其中的电流。

8.权利要求6的视频成像设备，包括一个连接在所述第一和第二晶体管的主电流通路中的电阻，用于在聚焦电压消隐期间，控制其中的电流。

Images