CN1251282C - 用于阴极射线管的具有改进的振动衰减的张力面罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于阴极射线管(10)且具有改进的振动衰减的频率分布的张力面罩。该张力面罩包括在两个边缘部分(52)之间的中央部分(50)。该张力面罩还具有该边缘部分之间的抛物线频率分布，由此该中央部分具有中央频率分布值，并且该边缘部分具有相对较低的外围频率分布值，其特征在于该中央和边缘部分的频率分布值之间的振动范围处于大约为8Hz≤Δ≤12Hz的闭区间中。

Description

用于阴极射线管的具有改进的振动衰减的张力面罩

发明领域

本发明总体上涉及阴极射线管，更具体而言，涉及到一种具有改进的振动衰减的频率分布的张力面罩。

发明背景

彩色显像管包括电子枪，该电子枪用于形成三个电子束，并且将它们引导到该管的屏幕上。屏幕位于管的前面板的内表面上，并且包括发出三种不同颜色的荧光材料的元素的阵列。网孔面罩被插入在枪和屏幕之间，以便允许每个电子束仅仅打中与那个束相关联的荧光材料元素。该网孔面罩是一种诸如钢这样的金属的薄板，该金属薄板被轧成与所述管的前面板的内表面有些平行。网孔面罩可以被印制或者被拉伸。

网孔面罩容易受到来自外部源(例如，在管附近的扬声器)的振动的影响。这种振动会改变所述电子束通过的网孔的位置，导致可见的显示波动。在理想情况下，这些振动需要被消除，或者至少被减轻以便生产商业上可行的电视显像管。

发明内容

本发明提供一种用于阴极射线管且具有两个边缘部分之间的中央部分以及该边缘部分之间的抛物线频率分布的张力面罩。中央部分具有中央频率分布值，并且边缘部分具有相对较低的外围频率分布值，其特征在于中央和边缘部分频率分布值之间的振动范围处于大约在8Hz＜＝Δ＜＝12Hz的闭区间。

附图简述

通过结合附图来考虑如下的详细描述能够更加容易地理解本发明，在这些附图中：

图1是彩色显像管的在轴向断面的部分的侧面试图，该彩色显像管包括根据本发明的张力面罩框架装置；

图2是根据本发明的一个方面的图1的张力面罩框架装置的平面试图；

图3是描绘各种张力分布的模态形状的图形；

图4描绘的是条形图，该条形图展示由扫描频率所限制的面罩张力范围；

图5描绘的是展示面罩应力对频率的图形；

图6描绘的是展示总框架负载对频率的图形；以及

图7描绘的是比较现有技术的张力面罩频率分布和根据本发明的张力面罩频率分布的图形。

为了便于理解，相同的附图标记在可能的地方都自始至终地指定对这些图是公共的相同元件。

详细描述

图1展示的是具有玻璃外壳12的阴极射线管10，玻璃外壳12包括矩形前面板的面板14，以及由矩形漏斗18所连接的管颈16。漏斗18具有内部导电性涂层(未示出)，该涂层从正极按钮20向颈16和向面板14沿展。面板14包括观看面板22和外围法兰或者侧壁24，侧壁24被玻璃料26封装到漏斗18。三色荧光屏28由前面板22的内表面所支撑。屏幕28是具有按照三合一组安排的荧光材料线的线屏幕，每个三合一组包括这三色中的每一种颜色的荧光材料线。具有张力面罩的张力面罩框架装置30可拆卸地且与屏幕28保持预定空间关系地被安装。电子枪32(在图1中用虚线示意性的示出)被安装在颈16的中央，以便生成沿着通过面罩到屏幕28的会聚路径的三条同轴的电子束，一条中央束和两条边束。

管10被设计成与诸如在颈关节的漏斗的邻区所表示的轭34这样的外部磁偏转轭一起使用。当被激活时，轭34使三条束受到磁场的影响，该磁场使得这些束在屏幕28之上的矩形光栅内垂直和水平地进行扫描。

面罩框架装置30的张力面罩，如图2中所更加详细地展示的，与外围框架39互相连接，外围框架39包括两个长边36、38，两个短边40、42。张力面罩的这两个长边36、38与管的中央长轴X相互平行。张力面罩包括网孔部分，该网孔部分包括多个金属带44，多个金属带44之间具有多个拉伸的裂缝46，多个拉伸的裂缝46与张力面罩的短轴相互平行。

具体而言，在图中所示的张力面罩的开孔部分是连接杆或网状系统。张力面罩具有中央部分50、从短边40、42的边缘起的大约0.5英寸的面罩边缘部分52以及从长边36、38的边缘起的大约1.0英寸的面罩边缘长部分51。这两个面罩边缘部分52与管10的中央短轴Y相互平行。这两个面罩边缘长部分51与管10的中央长轴X相互平行。两个面罩边缘长部分51被沿着这两个长边36、38连接到外围框架39。

跨过张力面罩的任何完全的水平(中央长轴，X)维度的固有频率分布提供一种比较任何管对任何其他管的有用的方式，而不管大小。实际上，固有频率分布是对应张力分布和张力面罩的垂直维度的函数，它是规定管的颤噪声的行为的通用度量。

在优选实施例中，固有频率分布基本上是抛物线函数，该函数基本上是平滑和连续的。固有频率分布包括中央部分50的中央频率分布和边缘部分52的外围频率分布，其中，中央频率分布值在图上要大于外围频率分布值。在中央频率分布的最大值和外围频率分布的最小值之间的差异大约是10Hz。

当中央部分50处于比面罩边缘部分52的更大的张力以下时，该条件被称为面罩“皱纹”。面罩‘皱纹’具有振动的基本模式，该振动的基本模式在原理上涉及到面罩的边缘部分52。更宽的衰减系统(BDS)，即，减震器，能够有效地使振动能力衰减，因为该BDS被在面罩的边缘部分52的振动触发。

当中央部分50处于比面罩边缘部分52的更小的张力以下时，该条件就被称为面罩‘微笑’。同样地，中央频率分布值小于外围频率分布值。对于‘微笑’条件，振动的衰减趋向于不良，因为振动面罩具有受到中央部分50的运动支配的基本模式，并且不触发该BDS。

当固有频率分布是均匀的或平的之时，中央频率分布值和外围频率分布值基本上是相同的。这个例子是难以实现的。此外，在制造张力面罩期间或者阴极射线管操作期间所导致的张力分布的微小变化就可能产生‘微笑’，这并不是所希望的。

图3是描绘各种张力分布的模态形状的图形300。图形300由正常位移(轴302)和长轴位置(轴304)加以定义。具体而言，图形300展示的是张力面罩的哪个部分被平的、‘微笑’的或者‘皱纹’的张力的振动激励。‘微笑’的(曲线306)张力面罩比‘皱纹’(曲线308)的张力面罩在中央部分50展示出多得多的振动。此外，在具有均匀张力分布(曲线310)的张力面罩的中央部分50比具有‘皱纹’的张力面罩的存在更多的振动。

具有‘皱纹’的张力面罩具有引起共鸣的频率，该频率要比具有‘微笑’的或者平的分布的张力面罩占据更宽的空间。因此，当存在振动时，来自干扰的第一模式的能量并不馈送到第二模式，从而不延长振动的效果。

根据本发明的张力分布产生大约80Hz-90Hz范围的抛物线‘皱纹’，在给定面罩位置的频率可以用如下方程来表示：

f(x)＝-BX²/L²+A       表达式1

该优选实施例具有如下的规定：

92≥A≥88                表达式2

12≥B≥8                 表达式3

12≥f(Xmax)-f(Xmin)≥8   表达式4

此处，f(X)代表X上的频率分布，L代表张力面罩沿着长轴的总长度的一半，并且X代表从-L +L的长轴位置，其中L的绝对值被归一化为1。f(Xmax)和f(Xmin)分别代表频率分布在中央部分50的峰值，和频率分布在边缘部分52的最小值。优选地，在中央部分50和边缘部分52之间所维持的至少8Hz差异被维持。

当面罩频率振动以扫描频率或者以谐波发生时，脉动效应就会发生，其中低振幅调制变为持久的。图4提供一些在构造具有良好颤噪效应性能的张力面罩上的指导。图4中的条形图400展示由扫描频率所限制的面罩张力范围(轴402)。具体而言，不同的条占据具有大约为20Hz的缓冲的确定扫描频率。额外振动(条404)发生在0Hz-大约40Hz的频率范围之内。50Hz的欧洲电视广播制式1H逐行倒相线(PAL)(条406)排除了大约40Hz-大约60Hz的频率范围。60Hz美国电视广播制式1H(NTSC)(条408)排除大约50Hz-大约70Hz的频率范围。100Hz的欧洲广播制式2HPAL(条410)排除大约90Hz-大约110Hz的频率范围。120Hz美国广播制式2H NTSC(条412)排除大约110Hz-大约130Hz的频率范围。为了利用大约130Hz-大约200Hz的频率范围，额外的框架重量是必须的，因为只有这样的框架才可以将面罩拉伸到足以达到这些较高的频率。图形400展示在70Hz和90Hz之间存在窄的20Hz窗口(间隔416)，其中面罩频率足以将标准扫描频率和它们的谐波分隔开。

而且，因为振动振幅与面罩张力成反比，所以希望有尽可能高的总面罩张力。在表达式4中所描述的10Hz的边缘-至-中央差异提供在保留所必须的‘皱纹’张力分布的同时使振动最小化的希望的解决方案。

图5描绘的是展示面罩应力(轴502)对频率(轴504)的图形500。具体而言，图形500展示不同大小的阴极射线管的面罩应力(轴502)对频率(504)。通过改变各种大小的管的张力面罩上的应力，就能够达到所希望的频率。本发明实际上在所有当前的管大小上都能够实现。更具体而言，图形500描绘的是在各种大小的管之间的层次关系，其中较小的管能够比较大的管实现具有较低的面罩应力负载的希望的频率分布。例如，图形500展示A90(曲线514)36英寸大小的管在特定频率(轴504)比A80(曲线512)32英寸大小的管经受更大的面罩应力(轴502)。A80(曲线512)32英寸大小的管在特定的频率(轴504)比A68(曲线510)27英寸大小的管经受更大的面罩应力(轴502)。A68(曲线510)27英寸大小的管在特定的频率(轴504)比W76(曲线508)30英寸的电影屏幕经受更大的面罩应力(轴502)。最后，W76(曲线508)30英寸的电影屏幕管在特定频率(轴504)比W66(曲线506)26英寸的电影屏幕管经受更大的面罩应力(轴502)。

图6描绘的是展示不同大小的阴极射线管的总框架负载(轴602)对频率(轴604)的图形600。总框架负载(轴602)是张力面罩所经受的合力，该合力与外围框架39的两个长边36、38所施加的相等且相反的向外的力一样，由此拉伸了张力面罩的中央部分50和边缘部分52。图6展示的A9036英寸大小的管(曲线612)在任意频率(轴604)比A8032英寸大小的管(曲线610)经受更大的总框架负载(轴602)。A8032英寸大小的管(曲线610)在任意频率(轴604)比A6827英寸大小的管(608)和W7630英寸的电影屏幕管(曲线608)经受更大的总框架负载(轴602)。最后，A68和W76管(曲线608)，反过来，在任意频率(轴604)比W6626英寸的电影屏幕管(曲线606)经受更大的总框架负载(轴602)。

图7描绘的是图形700，它比较了在长轴(轴704)上的现有技术张力面罩频率(轴702)和位置与根据本发明的在长轴(轴704)上的张力面罩频率(轴702)和的位置。具体而言，现有技术频率分布并不遵循方程1的频率分布。更具体而言，一个现有技术频率分布(曲线708)接近高阶多项式的形状(曲线706)。第二个现有技术频率分布(曲线712)接近另一个高阶多项式的形状(曲线710)。根据本发明的频率分布(图714)具有抛物线的形状，并且处于优选的范围之内。

因为已经展示并且详细地描述了包括了本发明的教导的实施例，所以本领域熟练技术人员能够容易地设计出许多其他有所改变的实施例，这些实施例仍然包括这些教导而不背离本发明的精神。

Claims (2)

1.一种用于阴极射线管(10)的张力面罩框架装置(30)，包括：

外围框架(39)；

固定到所述外围框架且具有中央部分(50)和边缘部分(52)的张力面罩，所述边缘部分贴近该张力面罩的两个相对端，所述中央部分具有中央频率分布，所述边缘部分具有外围频率分布，其中所述中央频率分布大于所述外围频率分布，并且从所述边缘部分到所述中央部分的频率分布用抛物线公式表示，其中该频率分布在中央部分的峰值和该频率分布在边缘部分的最小值之间的振动范围Δ处于8Hz≤Δ≤12Hz的闭区间内。

2.权利要求1的装置，其中，所述中央频率分布范围在88Hz-92Hz，并且所述外围频率分布范围在76Hz-84Hz。

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