CN1552086A - 具有抗减幅振荡线圈的阴极射线管 - Google Patents

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CN1552086A CNA028173414A CN02817341A CN1552086A CN 1552086 A CN1552086 A CN 1552086A CN A028173414 A CNA028173414 A CN A028173414A CN 02817341 A CN02817341 A CN 02817341A CN 1552086 A CN1552086 A CN 1552086A
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D·W·哈伯特斯
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Abstract

本发明涉及阴极射线管，包括用于生成电子束(6、7、8)的装置(5)、用于偏转电子束的装置(51)和用于影响电子束(6、7、8)的偏转的线圈(14’)。线圈(14’)包括导电线圈支持器(46)和具有导电外层(44)的线圈绕组(47、48)。线圈导线(41)的导电层(44)和线圈支持器(46)互相协作，以便在接连的线圈绕组(47、48)之间形成导电路径A。由于导线的外层(44)和导电线圈支持器(46)，而在接连的绕组(47、48)之间建立导电路径A，它提供了阻尼并且由此抑制减幅振荡。

Description

具有抗减幅振荡线圈的阴极射线管
本发明涉及阴极射线管，它包括用于生成电子束的装置、用于偏转电子束的装置、和用于影响电子束偏转的线圈。
WO 99/34392(代理人档案PHN 16，716)描述包括阴极射线管的彩色显示设备，阴极射线管包括用于生成三个电子束的电子枪、颜色选择电极、用于偏转位于偏转板的电子束的偏转装置、以及第一和第二影响装置，用来动态影响电子束的会聚，以减小在偏转板位置处的电子束之间的距离。偏转装置包括一组行线圈、一组帧线圈(由线圈支持器与行线圈分开)，还包括包围帧线圈的轭环。第一和第二影响装置被放置成互相隔开某个距离。第一影响装置放置在靠近电子枪处，且其被称为“枪四极(gun quadrupole)”，而第二影响装置包括缠绕该轭环的、用于生成四极磁场的线圈，且其被称为“轭四极(yoke quadrupole)”。
已经观测到，在运行期间，在屏幕的一侧可看见交替的较浅的和较深的垂直条的图案。这个图案是由于轭四极的减幅振荡造成的。减幅振荡是一种由线圈中的高频电磁振荡引起的现象。减幅振荡也可以在影响电子束的偏转的其他线圈中出现。
本发明的一个目的是抑制由影响电子束偏转的线圈造成的减幅振荡。按照本发明的阴极射线管的特征在于，该线圈包括导电的线圈支持器和具有导电外层的线圈绕组。结果，线圈导线的导电层和线圈支持器互相协作，以致在接连的线圈绕组之间形成导电路径。
轭四极包括许多线包，它们是部分地或完全地互相分开的。而且，在每个线包内导线不是很紧密地绕在一起，而是甚至趋向于散开，即，在线包内导线几乎互不接触。在线圈绕组之间的导电路径为减幅振荡现象提供阻尼机制，通过该机制可以完全抑制减幅振荡。
象这样为了抑制减幅振荡而使用导电的线圈支持器可以从JP09320488中获知。具有相当高的阻抗的该支持器被使用在偏转单元中，它包括一组行和帧偏转线圈，并且由混合有碳的模压材料制成。这种类型的减幅振荡被称为共模减幅振荡，它可被解释如下。在偏转单元中，行线圈被放置成靠近帧线圈。在相对高的频率下，位移电流可以流过在行与帧线圈之间存在的寄生电容。这样，共模电流流入行和帧线圈，并且可通过驱动电子装置返回。通过使得线圈支持器成为弱导电的，建立了屏蔽结构，它可防止共模电流从行线圈流到帧线圈。应当指出，即使存在这样的屏蔽结构，单独的线圈的减幅振荡仍旧会发生，在这种情形下，所谓的差模电流从线圈的一端(通过线圈)流到线圈的第二端。所以，应用屏蔽结构并不防止差模减幅振荡，差模减幅振荡是例如在轭四极线圈中出现的减幅振荡类型。
从WO 99/66526中可以获知，在行和帧线圈中这样地使用具有导电外层的绕组，优选地是通过使用所谓的无减幅振荡导线而进行。行偏转线圈系统和帧偏转线圈系统可被看作为具有固有频率的谐振电路。电路的阻抗是依赖于频率的，并且它在该谐振电路的固有频率处或在其附近呈现最大值。谐振特性的斜率越陡，就会出现越多的减幅振荡。谐振特性的斜率的度量是谐振峰值的宽度。导电层的应用增加了谐振峰值的宽度，使得行偏转线圈系统中的谐振被更快速地阻尼，这减小减幅振荡。为了有效地抑制减幅振荡，重要的是将线圈紧密地包装，因此使得在各个线圈绕组的导线的导电外层之间的紧密接触。这可以在线圈制造过程期间、当对线圈实施按压和支持(backing)步骤时、在贻贝型(mussel-type)的行和帧线圈中而达到的。
在轭四极线圈的情形下，单独使用无减幅振荡导线并不能阻止减幅振荡。这个线圈的绕组没有被紧密包装，因为没有进行紧凑处理，以及该线圈绕组互相没有进行足够的电接触。
本发明有效地抑制导线没有被紧密包装的线圈中的减幅振荡，例如在轭四极线圈的情形下。导电线圈支持器提供在线圈的不同线包的绕组之间的导电路径。线圈支持器也改进了在线包内绕组(即，与线圈支持器相接触的绕组)之间的电接触。在这种情形下，应当指出，线圈支持器并不充当屏蔽，而是被要求用于提供电路径。只是在线圈支持器与无减幅振荡导线之间的协作下，才防止了减幅振荡的出现。
本发明的这个方面与其他方面由独立的权利要求规定。
本发明的有利的实施例由从属权利要求规定。
参照此后描述的实施例，阐述本发明的这些和其他方面。
在附图中，
图1是阴极射线管的截面图，
图2是按照本发明的轭四极的截面图，
图3是具有导电外层的绕线的横截面，
图4是按照本发明的线圈的一部分的横截面，以及
图5显示各种线圈的磁场频率响应。
这些附图没有按比例绘出。通常，在图上，相同的部件用相同的参考数字表示。
图1所示的显示装置包括阴极射线管，在本例中，是彩色显象管，具有真空封装1，它包括显示窗口2、圆锥部分3、和管颈4。在管颈4中，安排有成行的电子枪5，用于生成三个电子束6、7、8，它们在一个平面(成行的平面，在本例中，是图的平面)上延伸。在不偏转的状态下，中心电子束7基本上与管的轴线9一致。
显示窗口的内表面配备有显示屏幕10。显示屏幕10包括以红色、绿色和蓝色发光的大量磷元素。在电子束到显示屏幕的路程上，电子束被电磁偏转单元51偏转跨越该显示屏幕，以及经过颜色选择电极11，后者被安排在显示窗口2之前而且包括具有孔隙12的薄板。三个电子束6、7、8互相之间以小角度通过颜色选择电极的孔隙12，所以，每个电子束只撞击在一种颜色的磷元素上。偏转单元51除了线圈分隔器13以外，还包括行和帧偏转线圈13’，用于在两个互相垂直的方向上偏转电子束；以及包围行和帧线圈的轭环21。显示装置还包括用于生成电压的装置，该电压在运行期间经馈通而被馈送到电子枪部件。示意性地示出了偏转平面20以及在这个平面内电子束6和8之间的距离ρ。
彩色显示装置包括两个电子束会聚影响单元14，14’，由此，在运行时第一单元14被用来使最外面的电子束动态地向彼此弯曲(即，作为一个方向上的偏转函数)，以及第二单元14’用来以相反方向动态地弯曲最外面的电子束。
两个单元14，14’互相放置成彼此相距某个距离，以用来使距离ρ作为偏转的函数来改变，使得距离ρ作为在至少一个方向上的偏转的函数而减小。第一单元14被放置成靠近枪，且被称为“枪四极”，而第二单元14’位于偏转单元附近，且将被称为“轭四极”。
本发明的另一个方面包括显示设备，它包括按照本发明的阴极射线管，以及电路60，用于提供控制信号62与显示信号64到显示器。
图2显示轭四极14’的示意横截面，它包括导电线包，导线近似地按照绕组密度N(φ)＝N0cos(2φ)螺旋形地缠绕在轭环21周围。N0表示在φ＝0°处的绕组密度，以及N(φ)的正负号表示绕线方向。轭环21被用作为四极线圈的线圈支持器。线圈具有许多线包47、48，它们互相是完全分开的。而且，在每个线包内导线不是紧密地绕在一起，而是甚至趋向于散开，即，在线包内导线几乎互相不接触。例如，轭环21的内表面是导电的，它提供在接连的线圈绕组47、48之间的电路径。
在不同的线包中的线的外层之间，由例如在线圈支持器上或在铁氧体磁芯上(在此处导电路径接触线包)的弱导电层提供(弱)导电路径。应当指出，这个导电层的用途是提供弱的导电路径。它不是用作为例如电屏蔽。当导电层被提供在铁氧体磁芯之上的线圈支持器上时，这一点尤其明显，因为此导电层不是放置在不同类型的线圈之间的。还应当指出，电屏蔽有时被用来阻止共模电流从一个线圈流到另一个线圈。在线圈内的振荡仍旧可能发生，而在按照本发明的装置中，所有的高频振荡都被阻尼。
图3显示被优选用于缠绕按照本发明的线圈的导电线(无减幅振荡线)的示意图。无减幅振荡线41具有由铜制成的导电芯40，所述导电芯被电绝缘层42和外层44包围，外层44包括石墨颗粒，因此使得外层是导电的。在替换实施例中，通过把线圈14’浸入导电的悬浮物中，给线圈14’加上导电外层，如WO 99/66526中所描述的。
图4显示按照本发明的线圈的一部分的横截面。线圈14’包括线圈支持器46，围绕该支持器缠绕了具有导电外层44的无减幅振荡线的线包47、48。对于适当的抗减幅振荡功能，必须使无减幅振荡线41的外层和导电支持器46互相协作以便在接连的线圈绕组47、48之间形成弱导电的或阻尼的路径A。只要线圈支持器的外表面，特别是在线圈绕组侧面被做成导电的，这就足够了。线圈支持器46也改进了在一个线包内的绕组之间的电接触(即，接触线圈支持器的那些绕组)。通过本发明，差模以及共模减幅振荡得到抑制。
导电的线圈支持器46可以从弱导电性合成材料制成。替换地，传统的线圈支持器可被涂敷以或刷上例如包含石墨颗粒的悬浮物，以获得弱导电外层。
减幅振荡抑制的结果被显示在图5。曲线50是常规的轭四极的减幅振荡特性。图上显示了线圈的减幅振荡情形，由作为频率F的函数的所谓始动拾取电压(pick-up voltage)PUV表示。这个减幅振荡测量技术的细节可以在D.W.Haberts，Proceedings of the SID InternationalSymposium，1999年5月，Digest of Technical Papers，Vol.15，第898-901页中找到。高而陡的谐振峰值在2-3MHz的范围内被找到，这对应于减幅振荡的高敏感性。
曲线52代表使用具有传统的非导电支持器的无减幅振荡线的轭四极的结果。在绕组内无减幅振荡线的外层造成某些电接触，但由于线圈的开放结构，不是所有的绕组都互相紧密接触。因此，减幅振荡只是部分地被抑制，并且线圈对于谐振的敏感性仍旧存在，正如从1-2MHz范围内的峰值所看到的。
曲线54代表轭四极的减幅振荡情形，其中无减幅振荡线与导电线圈支持器放置在一起。谐振峰值很低，也很宽，显示抑制减幅振荡的有效性。
通过以上的磁场频率响应测量方法，线圈支持器的导电率可被最佳化。当导电率太低时，减幅振荡的抑制就不充分。另一方面，当导电率太高时，将出现涡电流，这会由于不想要的功率耗散，而恶化轭四极的电子光学性能。当线圈支持器的导电层的特定电阻率处在100和1000欧姆/平方的范围时，可以得到良好的结果。
所描述的用于抑制减幅振荡的方法也可成功地应用于影响电子束偏转、和没有被紧密包装的其他类型的线圈。这样的线圈的例子是枪四极、所谓的扫描速度调制(SVM)线圈、其他辅助线圈以及被螺旋形缠绕的帧线圈，因此它确实具有相对开放的结构。
总之，本发明涉及阴极射线管，包括用于生成电子束6、7、8的装置5，用于偏转电子束6、7、8的装置51，和用于影响电子束的偏转的线圈14’。线圈包括导电线圈支持器46和线圈绕组47、48。优选地，线圈绕组47、48是由导电线41制成，并具有导电外层44。线圈导线的导电层44和线圈支持器46互相协作，以便在接连的线圈绕组47、48之间形成导电路径A。由于在接连的绕组47、48之间的导电路径A，而导致提供阻尼和抑制减幅振荡。
应当指出，上述的实施例只是说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替换实施例，而不背离附属权利要求的范围。在权利要求中，括号之间的任何参考符号不应被视为限制权利要求。单字“包括”不排除存在有不同于权利要求中列出的那些单元或步骤。在单元前面的单字“一”不排除存在多个这样的单元。

Claims (6)

1.一种阴极射线管(1)，包括：
用于生成电子束(6、7、8)的装置(5)，
用于偏转电子束的装置(51)，和
用于影响电子束(6、7、8)的偏转的线圈(14’)，该线圈(14’)包括导电线圈支持器(46)和具有导电外层(44)的线圈绕组(47、48)。
2.按照权利要求1的阴极射线管，其中导电线圈支持器(46)的电阻在100与1000欧姆/平方之间变化。
3.按照权利要求1的阴极射线管，其中线圈支持器(46)包括导电外层。
4.一种用于影响阴极射线管的电子束(6、7、8)的偏转的线圈(14’)，该线圈(14’)包括导电线圈支持器(46)和具有导电外层(44)的线圈绕组(47、48)。
5.按照权利要求4的线圈(14’)，其中导电线圈支持器(46)的电阻在100与1000欧姆/平方之间变化。
6.一种显示设备，包括：
按照权利要求1所述的阴极射线管，以及用于提供控制信号(62)和显示信号(64)给该阴极射线管的装置(60)。
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