DE1075145B - Schaltungsanordnung zur Korrektur der Konvergenz der Elektronenstrahlen in Farbfernseh-Bildröhren - Google Patents

Description

In einem in Amerika bereits eingeführten Farbfernsehsystem wird eine Empfangsröhre verwendet, deren Leuchtschirm von drei Kathodenstrahlen beaufschlagt wird, welche durch ein vor dem Leuchtschirm liegendes Blendenraster so ausgeblendet werden, daß die Strahlen jeweils nur eines von drei verschiedenfarbigen Rastern von Leuchtstoffpunkten treffen. Da die Schirmfläche und die Fläche des Blendenrasters gekrümmt sind, da ferner die drei Kathodenstrahlen in dem magnetischen Ablenksystem in verschiedenem Maße abgelenkt werden und das Ablenksystem selbst kaum vermeidbare Fehler erzeugt, ist es nötig, die Strahlen durch eine Vorablenkung in ihrem Verlauf so zu korrigieren, daß die gewünschte Zuordnung jedes Strahles zu einer Schirmfarbe an allen Stellen des Schirmes eindeutig ist und die Strahlen selbst möglichst in einem Punkt auf dem Schirm zusammentreffen. Zu dem. Zweck wurden in der Nähe der Erzeugungssysteme der drei Elektronen-Strahlen Korrekturablenksysteme mit vier getrennt auf die einzelnen Strahlen einwirkenden Ablenkfeldern vorgesehen, von denen drei ebenso wie die Strahlerzeugungssysteme auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind und eine Baueinheit bilden, während ein zweites Hilfsablenksystem ledig-Hch zur Beeinflussung des blauen Strahles angebracht ist.

Zur Korrektur der Ablenkfehler wurden bisher den Spulen dieser Hilfsablenksysteme lediglich Ströme von Parabel- und Sägezahnform mit Bild-oder Zeilenfrequenz konstanter Amplitude zugeführt, die einander additiv überlagert waren. Dieses Korrektursystem, das an sich dazu bestimmt war, die von den drei Strahlen gezeichneten Raster auf der ganzen Bildfläche Punkt für Punkt zur Deckung zu bringen, erreichte eine vollständige Deckung der drei Farbraster nur in der Nähe des Achsenkreuzes durch die Bildmitte, wobei die horizontale Achse nur näherungsweise gedeckt war. Ferner ergaben sich bei diesem System starke Abweichungen in den vier Ecken, die überdies unter sich unähnlich und daher nicht mit gleichen Mitteln korrigierbar waren. Zur Einstellung der verschiedenen Korrekturströme wurden bei den Standardempfängern sechzehn Knöpfe benötigt. Eine vollständige Korrektur schien nur durch einen sehr hohen Aufwand und eine erhebliche Vermehrung der Einstellmöglichkeiten erreichbar zu sein. Es wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung bestimmter Wellenformen die Zahl der Regelknöpfe nur unwesentlich erhöht werden muß, aber eine praktisch vollständige, d. h. bei 625 Zeilen voll ausreichende Deckung des Dreifarbenrasters erzielt werden kann.

Zur Ausführung der Erfindung werden den Korrekturmagneten für Rot und Grün Gleichströme und Schaltungsanordnung zur Korrektur

der Konvergenz der Elektronenstrahlen

in Farbfernseh-Bildröhren

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,

Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Dipl.-Ing. Siegfried von Hase,

Jugenheim (a. d. Bergstraße),

ist als Erfinder genannt worden

Wechselströme der üblichen Form und zusätzlich zu diesen zeilenfrequente Ströme einer sägezahn-, parabel- und sinusförmigen Wellenform zugeführt, die mit einem bildfrequenten Sägezahn moduliert sind.

Zusätzliche Verbesserungen werden erreicht, wenn man gemäß der weiteren Erfindung den Fehlernullpunkt nicht wie bei dem bekannten Korrektursystem in Bildmitte festlegt, sondern in der Mitte der oberen Bildkante fixiert, wobei die Bezeichnung »oben« durch die Lage des »blauen« Strahlsystems an der oberen Spitze des Dreiecks des Dreistrahlsystems definiert ist. Dies besagt, daß der modulierende Sägezahn an der oberen Bildkante etwa die Amplitude Null und an der unteren Bildkante die Maximalamplitude hat. Hierdurch werden die Fehler in den Ecken zu symmetrischen Fehlern. Ferner wird die Einstellung der Farbdeckung erleichtert und eine praktisch gleichmäßige und vollkommene Fehlerkorrektur über das ganze Bild ermöglicht.

Durch diese Maßnahmen kann man eine Deckung der drei Farben besonders in allen horizontalen Linien und auch einen schon recht befriedigenden Farbeindruck nicht nur im mittleren Bildteil, sondern auch in den Ecken erzielen. Zur Verwirklichung der Wellenform kann den annähernd sinusförmigen plus sägezahnförmigen, mit Bildfrequenz modulierten Strömen die Gestalt einer kubischen Parabel (χ^Ά —χ) gegeben werden, die eine etwas genauere Annäherung als ein Sinus gibt.

An den seitlichen Rändern macht sich eventuell noch ein restlicher Fehler bemerkbar, welcher in einer parallelogrammförmigen Scherung des grünen und roten Rasters in Zeilenrichtung besteht. Diese äußert sich dadurch, daß weiße Bilddetails oberhalb oder unterhalb der horizontalen Mittellinie des Bildes in zunehmendem Maße rote und grüne Säume aufweisen.

909 729/182

Zur Kompensation werden gemäß der weiteren Erfindung zeilenfrequente, mit Bildfrequenz modulierte Parabelströme den Spulen für Rot und Grün zugeführt.

Vorzugsweise erfolgt die Modulation der Korrekturströme mittels linearer Modulationsdrosseln, insbesondere solcher mit einem keilförmig verlaufenden Luftspalt. Es können jedoch auch andere Modulationsschaltungen, etwa mit Ringmodulatoren, verwendet werden. Insgesamt werden zur Erzielung der Korrektur zweckmäßig folgende Korrekturströme in Kombination angewandt:

im Rot-Magnet:

1. Ströme von Zeilenfrequenz, unmoduliert, und zwar Parabeln

im Grün-Magnet: Parabeln } g^lei<*phasig, sägShne } im Blau-Magnet: Parabeln Sägezähne

} ***>«<* iSSE™ S^leichP^hasig

2. Ströme von Bildfrequenz, unmoduliert, und zwar

im Rot-Magnet: Parabeln
im Grün-Magnet: Parabeln
im Blau-Magnet: Parabeln

gleichphasig, Sägezähne

Sägezähne J
Sägezähne

\ gleichphasig

3. Ströme von Zeilenfrequenz, mit Bildfrequenz von Sägezahnform moduliert, und zwar

im Rot-Magnet: Parabeln 1 , . , , . kubische Parabeln 1 , . Sägezähne 1 , .

im Grün-Magnet: Parabeln f^chphasig, _{kubische Parabeln} jgegenpha_S1g, _Sä|_ezahne } gegenpha_S1g

im Justiermagnet: kubische Parabeln Sägezähne

Die in der letzten Zeile erwähnten Korrekturen können bei weiterer Verringerung der Röhrentoleranzen und weiterer Verbesserung des Hauptablenksystems entfallen, ebenso die gegenphasigen Sägezahnströme in 1.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert:

Von diesen stellt Fig. 1 eine schematisierte Zeichnung von Farbdeckungsfehlern bei der bisherigen Schaltung dar, die durch die Lage und Form einiger Rasterlinien der drei Farben Rot, Blau und Grün charakterisiert werden,

Fig: 2 zeigt die sich ergebende Lage und Form dieser Rasterlinien bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Maßnahme zur Einstellung des Fehlernullpunktes,

Fig. 3 Strom- und Spannungsformen für gemäß der Erfindung verwendete Komponenten der Korrekturströme,

Fig. 4 eine besondere Form von durch Modulation zweier Spannungen entstandenen Korrekturströmen, Fig. 5 einen Restfehler des Rasters,

Fig. 6 die Komponente zusätzlicher Korrekturströme in den Darstellungen α und b und die durch Modulation entstandene zusammengesetzte Form,

Fig. 7 ein Schaltschema zur Erzeugung der modulierten Korrekturströme und

Fig. 8 eine besondere Ausführung einer Modulationsschaltung.

In Fig. 1 sind 1, 2 und 3 die Spuren der drei Kathodenstrahlen für die Farben Grün, Blau und Rot am oberen Rand des Rasters und 1', 2' und 3' die entsprechenden Formen an der unteren Rasterkante. Diese zur Verdeutlichung etwas vergrößerten Abweichungen der Farbzeilen voneinander ergeben sich nach optimaler Einstellung des bisher bei handelsüblichen Empfängern verwendeten Korrektursystems. Die Zeichnung zeigt weiter ein Achsenkreuz aus je drei nicht getrennten Linien, wodurch angedeutet wird, daß die Nullpunktseinstellung auf dem Mittelpunkt des Rasters in diesen Linien eine annähernd vollständige Fehlerkorrektur ergibt. Weiter wird durch die Zeichnung verdeutlicht, daß der Charakter der Fehler an der oberen und unteren Bildkante verschieden ist. Während die Abweichung an der oberen Kante annähernd linear mit der Zeilenamplitude zu verlaufen scheint, ist sie an der unteren Bildkante nicht mehr linear, sondern wellenförmig.

Man gelangt nun nach der Erfindung zu einer verhältnismäßig guten Korrektur, wenn man den Korrekturströmen der drei Strahlsysteme außer den üblicherweise verwendeten parabel- und sägezahnförmigen Strömen zusätzliche Ströme hinzufügt, deren Form etwa den in Fig. 3 a angegebenen entspricht. Vorzugsweise haben diese Ströme die Gestalt einer kubischen Parabel von der allgemeinen Form ax + bx² + ex³, die z. B. durch Integration einer parabelförmigen, mit Horizontalfrequenz verlaufenden Spannung entsprechend Fig. 3 b und gegebenenfalls Überlagerung mit Parabel- und Sägezahnströmen erhalten wird. Zur weiteren Erleichterung der Einstellung verwendet man aber zweckmäßig einen anderen Nullpunkt der Fehlerkorrektur, der in Fig. 2 angedeutet ist. Man erkennt aus dieser Figur, daß dann die obere Zeile und die vertikale Achse praktisch fehlerfrei wiedergegeben werden, da dort die untere Zeile wesentlich größeren Fehler als in Fig. 1 aufweist. In diesem Falle erreicht man eine vorzügliche Farbreinheit der Kanten in der ganzen Bildfläche, wenn man die kubische Parabel der Fig. 3 a mit einer sägezahnförmigen Spannung entsprechend der Fig. 4 moduliert, derart, daß die Amplituden der kubischen Parabeln, welche gegenphasig dem grünen und dem roten Strahlsystem zugeführt werden, an der oberen Bildkante Null sind und an der unteren Bildkante einen Maximalwert nach einer annähernd linearen Modulationsfunktion erreichen. Bei Anwendung solcher Korrekturströme wird auch der Fehler an der unteren Bildkante praktisch zu Null, so daß sich an den Bildecken und Bildrändern ebenso wenig Farbabweichungen der Kanten zeigen wie im mittleren Bereich. Es verbleibt jedoch eventuell noch ein restlicher Fehler, der in Fig. 5 schematisch dargestellt ist, und zwar bedeuten die strichlinierten Linien die Lage des grünen Rasters und die ausgezogenen Linien die Lage des roten Rasters. Man erkennt, daß beide Raster um einen Winkel zueinander geschert sind, während in der Vertikalachse keinerlei Abweichung auftritt. Dieser Fehler kann durch zusätzliche Korrekturströme im roten und grünen Ablenksystem ausgeglichen werden, indem man diesem einen zeilenfrequenten Parabelstrom zuführt, der mit einer Sägezahnfunktion von Vertikalfrequenz derart

1 UYb 14b

moduliert ist, daß die Amplitude der Parabeln in Bildmitte ein Minimum erreicht und dann unter Wechsel der Phase einem neuen Grenzwert zustrebt. Die Parabelströme (Fig. 6 a) können durch Integration einer Sägezahnspannung (Fig. 6b) gewonnen werden. Die zusammengesetzte Natur der mit einem Sägezahn von Vertikalfrequenz modulierten Parabelströme ist in Fig. 6 c dargestellt.

Fig. 7 zeigt ein Schaltschema, wie es zweckmäßig zur Erzeugung und Verwendung der Korrekturströme ausgeführt werden kann. Den Modulationsgeräten 5 und 6 wird eine Sägezahnspannung 7 von Vertikalfrequenz und eine Parabelspannung 8 bzw. eine Sägezahnspannung 9 von Horizontalfrequenz zugeführt. Am Ausgang des Modulationsgerätes 5 entsteht eine modulierte Spannung der Form 10, die aus Parabelbögen und Impulsspitzen wachsender Amplitude zusammengesetzt ist. Diese Spannung wird über einen Verstärker 11 und den Transformator 12 in Gegenphase den Korrekturgeräten G bzw. R zugeführt, in denen die sonstigen Korrekturspannungen erzeugt werden. Man erhält dann in den Ablenksystemen 13 und 14 gegenphasige Spannungen der in Fig. 4 gezeigten Form. Der am Ausgang des Modulationsgerätes 6 erhaltene modulierte Sägezahn gelangt über den Verstärker 15 sowie den Transformator 16 an die gleichen Geräte G und R und erzeugt in den Korrekturspulen 13 und 14 Parabelströme der in Fig. 6 c dargestellten Art. Durch diese werden die parallelogrammförmigen Fehler der Fig. 5 ausgeglichen.

Eine Modulationsschaltung, wie sie beispielsweise in den Geräten 5 und 6 der Fig. 7 erforderlich ist, kann vorteilhaft nach Art der Fig. 8 ausgeführt werden. In Fig. 8 sind 17 und 18 zwei Modulationsdrosseln mit keilförmigem Luftspalt des Kernes der Drossel. Die Keilform des Luftspaltes kann durch schrägen Anschliff oder durch Neigen der plangeschliffenen Kerne gegeneinander erzielt werden. Vorzugsweise werden Ferritkörper als Drosselkerne verwendet. Die keilförmige Gestalt des Luftspaltes bietet den besonderen Vorteil, daß infolge der sich ergebenden linearen Sättigungslinie der Drossel eine lineare Modulationscharakteristik erhalten werden kann. Den beiden Drosseln 17 und 18 werden über die Wicklungen 19 und 20 einerseits Sägezähne von Vertikalfrequenz bei 21 über eine Drossel 25 großen Wechselstromwiderstandes und andererseits Parabelspannungen von einem Generator 26 über einen Kondensator 27 zugeführt. An den Ausgangswicklungen 28 und 29 entsteht dann eine modulierte Parabelspannung, die an den Klemmen 30 und 31 abgenommen werden kann. Zur Einstellung des Arbeitspunktes auf der Kennlinie dienen die Klemmen 32 und 33, an die ein regelbarer Gleichstrom angeschlossen ist.

Zur Erleichterung der Einstellung werden die in der vorhergehenden Tabelle (Spalte 3) zusammengefaßten gleich- bzw. gegenphasigen Ströme für Rot und Grün (s. geschweifte Klammern) durch je einen gemeinsamen Einstellknopf geregelt, wodurch auf dem Bildschirm eine symmetrische Bewegung der beiden Raster gegeneinander entsteht. Eine solche symmetrische Bewegung begünstigt die Erkennung der optimalen Korrektur.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Herbeiführung einer praktisch vollständigen Überdeckung der drei Farbraster einer Dreistrahl-Farbfernsehröhre, bei der die Korrektur durch drei gesonderte Farbkorrekturmagnete, die zwischen Ablenksystem und Kathode der Braunschen Röhre in 120°-Winkelabstand angeordnet sind und die drei Elektronenstrahlen einzeln beeinflussen, sowie durch einen Justiermagneten erfolgt, der zwischen den drei Korrekturmagneten und der Kathode liegt und zur Symmetrierung eines, vorzugsweise des blauen Strahles dient, dadurch gekennzeichnet, daß den Korrekturmagneten für Rot und Grün zusätzlich zu den üblicherweise verwendeten Sägezahn- und Parabelströmen Ströme einer zeilenfrequenten Wellenform zugeführt werden, die mit einem bildfrequenten Sägezahn moduliert sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichströme und Wechselströme der üblichen Formen in solcher Zusammensetzung zugeführt werden, daß die vertikale Bildachse und der obere Bildrand einschließlich der oberen Ecken praktisch genau korrigiert sind (Fig. 2).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierten Ströme an der oberen Bildkante etwa die Amplitude Null und an der unteren Bildkante die Maximalamplitude haben.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilenfrequente Wellenform von der allgemeinen Form y=ax-\-bx²-\-cx³ ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parabelströme aus kubischen und quadratischen Parabeln zusammengesetzt sind.

6. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination folgende Korrekturströme angewandt werden:

1. Ströme von Zeilenfrequenz, unmoduliert, und zwar

im Rot-Magnet: Parabeln] . . , , .^ Sägezähne] _σ u ·_σ Sägezähne

im Grün-Magnet: Parabeln/^{g eic p asig}' Sägezähne J ^ge^^enP ^asig> Sägezähne im Blau-Magnet: Parabeln Sägezähne

2. Ströme von Bildfrequenz, unmoduliert, und zwar

im Rot-Magnet: Parabeln] , . Sägezähne] , .

im Grün-Magnet: Parabeln j g^eS^enP^bas*g' Sägezähne j ^genphasig, im Blau-Magnet: Parabeln Sägezähne

gleichphasig

3. Ströme von Zeilenfrequenz, mit Bildfrequenz von Sägezahnform moduliert, und zwar

im Rot-Magnet: Parabeln! , . kubische Parabeln Ί , . Sägezähne] , . , , ·

im Grün-Magnet: Parabeln j ^genphasag, _{kubische Parabeln} } gegenphasig, _Sä|_ezähne } gleichphasig

im Justiermagnet: kubische Parabeln Sägezähne

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gleich- und gegenphasigen Korrekturströme jeweils durch nur eine Einstellvorrichtung eingestellt werden.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturströme aus den Ablenkspannungen für Bild- und Zeilenkipp abgeleitet werden.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kubisch verlaufenden Ablenkströme durch Kom-

bination einer Sinusschwingung von Zeilenfrequenz mit einem Sägezahn erhalten werden.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne der Modulationsdrosseln gegeneinander schwenkbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
RCA-Review, März 1955, S. 160 bis 166;
Radio and Television News, September 1955, S. 68

bis 70;

Journal of the Television Society, Juli 1956, S. 95

bis 102.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen