DE1084754B

DE1084754B - Circuit arrangement for protecting the luminous layer of cathode ray tubes, especially for televisions

Info

Publication number: DE1084754B
Application number: DET16303A
Authority: DE
Inventors: Paul Theisen
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1959-02-19
Filing date: 1959-02-19
Publication date: 1960-07-07
Also published as: FR1247880A; DE1412201A1; DE1139537B; US3112425A; GB945145A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte mit Kathodenstrahlröhren, insbesondere auf Fernsehgeräte, bei denen der Elektronenstrahl während des Betriebes über einen Leuchtschirm abgelenkt wird. Zum Schutz des Leuchtschirmes, der bei einem Ausfall der Ablenkung durch den punktförmigen Leuchtfleck zerstört oder zumindest in seiner Leuchtkraft geschwächt werden würde, ist es bekannt, die Intensität des Kathodenstrahl bei Ausfall der Ablenkung herabzusetzen. Bei Fernsehgeräten, bei denen die Hochspannung für die Kathodenstrahlröhre aus der Zeilenablenkschaltung gewonnen wird, schien es bisher nicht erforderlich zu sein, zusätzliche Mittel zur Herabsetzung der Strahlintensität vorzusehen, da mit dem Ausfall der Zeilenablenkung auch keine Hochspannung mehr erzeugt wird. Ein Schutz der Bildröhre kann jedoch auch dann erforderlich werden, wenn das ganze Gerät z. B. bei Sendeschluß abgeschaltet wird. Dies beruht darauf, daß bei Geräten die Hochspannung durch Gleichrichtung einer Impulsspannung gewonnen wird und bereits eine kleine Kapazität ausreicht, um die nach der Gleichrichtung noch vorhandenen Impulsanteile auszusieben, und daß für diesen Zweck meist die durch die Glaswandung und die innen und außen auf dieser aufgebrachten leitenden Schichten gebildeten Bildröhrenkapazität von etwa 500 pF verwendet wird. Wird ein solches Gerät abgeschaltet, so fließt die Ladung dieser Kapazität im günstigsten Falle, d. h. bei einem hellen Bild, so weit über den Strahlstrom ab, daß die noch verbleibende Restladung zu gering ist, um noch einen Strahlstrom in der Röhre zu bewirken. Wird aber das Gerät bei einem dunklen oder schwarzen Bild abgeschaltet, so kann es vorkommen, daß die dann noch verbleibende Restladung dieses Kondensators verhältnismäßig groß ist und wegen des hochwertigen Dielektrikums des Glases der Bildröhrenwandung noch tagelang vorhanden ist. In diesem Fall kann also noch lange nach dem Abschalten des Gerätes eine Hochspannung von über 10 kV an der Röhre wirksam sein. Bei Röhren, die noch längere Zeit nach dem Abschalten emissionsfähig sind, sind nach einer bestimmten Zeit die die Bildhelligkeit bestimmenden Elektrodenspannungen abgeklungen, und es setzt je nach der Anordnung der Elektrodensysteme ein Strahlstrom ein, der die Restladung teilweise oder gänzlich abfließen läßt. In diesem Fall kann wegen der fehlenden Ablenkung bereits ein außerordentlich geringer Strahlstrom die Leuchtschicht der Kathodenstrahlröhre beschädigen. Zur Vermeidung dieses Nachteiles war es bisher üblich, an die entsprechenden Elektroden der Bildröhre, z. B. an den Wehneltzylinder, ein so großes Zeitkonstantennetzwerk anzuschließen, daß an dieser Elektrode auch nach dem Abschalten des Gerätes eine Spannung noch längere Zeit bestehen bleibt. Bei schneller abklingen-Schaltungsanordnung zum Schutz derThe invention relates to devices with cathode ray tubes, in particular to televisions which the electron beam is deflected via a fluorescent screen during operation. For protection of the luminescent screen, which is destroyed by the point-like light spot if the deflection fails or at least its luminosity would be weakened, it is known the intensity of the cathode ray if the distraction fails. For televisions where the high voltage for the Cathode ray tube is obtained from the line deflection circuit, it did not seem necessary until now be to provide additional means to reduce the beam intensity, since with the failure of the line deflection also no more high voltage is generated. A protection of the picture tube can also then become necessary when the whole device z. B. is switched off at the end of transmission. This is based on that in devices the high voltage is obtained by rectifying a pulse voltage and already a small capacity is sufficient to filter out the pulse components still present after rectification, and that for this purpose mostly those applied through the glass wall and the inside and outside on this picture tube capacitance of about 500 pF formed by conductive layers is used. Becomes a If such a device is switched off, the charge of this capacity flows in the most favorable case, i. H. with a bright one Image so far above the beam current that the remaining charge is too low to generate another To effect beam current in the tube. But if the device is switched off with a dark or black picture, so it can happen that the remaining charge of this capacitor is proportionate is large and still because of the high-quality dielectric of the glass of the picture tube wall is present for days. In this case, a high voltage can still exist long after the device has been switched off of over 10 kV can be effective at the tube. In the case of tubes that last a long time after being switched off are emissive, are the electrode voltages that determine the image brightness after a certain time decayed, and depending on the arrangement of the electrode systems, a beam current sets in, the the residual charge can partially or completely drain away. In this case, it can be because of the lack of distraction even an extremely low beam current can damage the luminescent layer of the cathode ray tube. To avoid this disadvantage, it has been customary to connect to the corresponding electrodes of the picture tube, for. B. to the Wehnelt cylinder to connect such a large time constant network that to this electrode too voltage remains for a long time after the device has been switched off. With faster decay circuitry to protect the

Leuchtschicht von Kathodenstrahlröhren,Luminescent layer of cathode ray tubes,

insbesondere für Fernsehgeräteespecially for televisions

Anmelder:Applicant:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken G. mb H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Paul Theisen, Hannover,
ist als Erfinder genannt wordenPaul Theisen, Hanover,
has been named as the inventor

der Kathodenspannung, bei der die Zeitkonstante bei galvanischer Ankopplung durch das Netzgerät gegeben ist, fließt dann nach abgeklungener Kathodenspannung ein Strom, der die negative Raumladung an der Kathode beseitigt und somit trotz der Restladung der Hochspannungskapazität einen Strahlstrom verhindert. Diese Maßnahme ist jedoch dann nicht mehr möglich, wenn die Emissionsfähigkeit der Kathode relativ lange erhalten bleibt und außerdem ein gerades Elektrodensystem vorhanden ist, wie es z. B. bei 110° Ablenkröhren der Fall ist. In diesem Fall müßte nämlich das Zeitkonstantenglied derart groß bemessen werden, daß sich die Elektrodenspannung bei einer Änderung der Helligkeitseinstellung erst nach längerer Zeit ändern würde. Es ist daher vorgeschlagen worden, bei Abschaltung des Gerätes durch einen zusätzlichen Kontakt den Bildröhrenbelag zu entladen. Diese Maßnahme versagt jedoch, wenn das Gerät ohne Bedienung des Netzschalters außer Betrieb gesetzt wird. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, ohne daß ein zusätzlicher Schalter oder eine besonders große Kapazität Verwendung findet.the cathode voltage, at which the time constant is given in the case of galvanic coupling by the power supply unit is, then after the cathode voltage has decayed, a current flows which creates the negative space charge eliminates the cathode and thus prevents a beam current despite the residual charge of the high voltage capacitance. However, this measure is no longer possible if the emissivity of the cathode is maintained for a relatively long time and there is also a straight electrode system, as is the case, for. B. at 110 ° Deflection tubes is the case. In this case, the time constant element would have to be dimensioned to be so large that the electrode voltage only changes after a longer period of time when the brightness setting is changed Time would change. It has therefore been proposed that when the device is switched off by an additional Contact the picture tube coating to discharge. However, this measure fails if the device is not operated the power switch is put out of operation. These disadvantages are avoided by the invention, without an additional switch or a particularly large capacity being used.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung zum Schutz der Leuchtschicht einer an einer Elektrode durch eine veränderliche Spannung gesteuerten Kathodenstrahlröhre, deren Arbeitspunkt von der Anodenspannung der Videoendröhre und einer zur Einstellung der Bildhelligkeit dienenden veränderbaren Vorspannung einer anderen Elektrode abhängt, die über einen Kondensator mit einem Punkt eines gegenüber der Vorspannung unterschiedlichen Potentials verbunden ist, darin, daß die zur Einstellung der Helligkeit dienende Elektrode über einZeitkonstanten-The invention consists in a circuit arrangement for protecting the luminous layer one on one Electrode by a variable voltage controlled cathode ray tube, its working point from the anode voltage of the video output tube and a variable used to adjust the picture brightness The bias voltage of another electrode depends on a capacitor with a point of one is connected to the bias of different potential, in that the setting of the Brightness serving electrode via a time constant

009 549/178009 549/178

netzwerk mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung der Vorspannung entgegengerichtet ist, so daß nach der Abschaltung des Gerätes durch unterschiedliche Entladeströme des Kondensators auf Grund der verschiedenen Spannungsquellen das Potential an der Kathode der Kathodenstrahlröhre schneller abklingt als das Potential an der anderen Elektrode.network is connected to a voltage source, the voltage of which opposes the bias voltage is, so that after switching off the device due to different discharge currents of the capacitor Because of the different voltage sources the potential at the cathode of the cathode ray tube is faster decays as the potential at the other electrode.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das aus der Serienschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes, bestehende Zeitkonstantenglied zwischen die zur Helligkeitseinstellung dienende Elektrode und einem Sehaltungspunkt eingeschaltet, an dem eine durch Gleichrichtung der am Zeilentransformator stehenden Impulsspannung gewonnene Gleichspannung liegt.In a preferred exemplary embodiment of the invention, this is made up of the series connection of a capacitor and a resistor, existing time constant element between the one used for brightness adjustment Electrode and a point of view switched on, at which one by rectifying the am Line transformer standing impulse voltage is obtained DC voltage.

In Fig. 1 ist eine Bildröhrenschaltung mit einer Kathodenstrahlröhre 1 dargestellt, der von der Anode einer Videoverstärkerröhre 2 das Bildsignalgemisch 3 mit positiv gerichteten Synchronimpulsspitzen 4 zugeführt wird. Die Hochspannung für die Kathodenstrahlröhre 1 wird durch Gleichrichtung der am Zeilenablenktransformator 5 während des Zeilenrücklaufes auftretenden Spannungsspitzen mittels einer Diode 6 gewonnen, wobei als Ladekondensator für diese Diode die Kapazität der durch die leitfähigen Belege 7 und 8 auf der Glaswandung der Bildröhre 1 gebildet wird. Zur Einstellung der Helligkeit des auf dem Leuchtschirm 9 der Röhre 1 dargestellten Bildes ist an das Steuergitter 10 bzw. den Wehneltzylinder der Röhre 1 der Abgriff 11 eines Potentiometers 12 über einen Widerstand 13 angeschlossen. Außerdem werden diesem Steuergitter 10 über einen Kondensator 15 negativ gerichtete Impulse 16 zugeführt, die den Strahlstrom während der Dauer des Rücklaufes sperren.In Fig. 1, a picture tube circuit is shown with a cathode ray tube 1, the from the anode a video amplifier tube 2 is supplied with the composite image signal 3 with positively directed sync pulse peaks 4 will. The high voltage for the cathode ray tube 1 is rectified by the line deflection transformer 5 voltage peaks occurring during the line retrace by means of a diode 6 won, with the capacity of the conductive documents 7 and 8 as the charging capacitor for this diode is formed on the glass wall of the picture tube 1. To adjust the brightness of the on the luminescent screen 9 of the tube 1 is to the control grid 10 or the Wehnelt cylinder of the tube 1 the tap 11 of a potentiometer 12 is connected via a resistor 13. Also be this control grid 10 via a capacitor 15 negatively directed pulses 16 fed to the Block the jet stream for the duration of the return movement.

Es hat sich gezeigt, daß bei der soweit bekannten Schaltung eine Beschädigung des Leuchtschirmes 9 dann auftreten kann, wenn das Gerät bei einem dunklen oder schwarzen Bild, d.h. bei einem außerordentlich geringen Strahlstrom abgeschaltet wird. In diesem Fall kann nämlich die an der Kapazität 1, 8 stehende Ladung nicht abfließen, so daß wegen des außerordentlich guten Dielektrikums (Glaswandung) die Hochspannung noch »tagelang« an der Bildröhre stehen kann. Dies würde an sich nicht stören, wenn nicht die Kathode noch emissionsfähig wäre, wenn die übrigen Elektrodenspannungen bereits abgeklungen sind. In diesem Fall würde nämlich die Ladung an der Anode in Form eines Strahlstromes abfließen, der wegen der fehlenden Ablenkung den Leuchtschirm zerstören würde.It has been shown that with the circuit known so far, damage to the luminescent screen 9 can occur if the device is switched off in the event of a dark or black image, that is to say in the case of an extremely low beam current. In this case, the charge on capacitance 1, 8 cannot flow away, so that due to the extraordinarily good dielectric (glass wall) the high voltage can remain on the picture tube for "days". This would not be a problem if the cathode were not still capable of emitting when the remaining electrode voltages have already subsided. In this case the charge at the anode would flow off in the form of a beam current which, due to the lack of deflection, would destroy the luminescent screen.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung vermieden, indem zwischen das Steuergitter 10 und eine im Gerät erzeugte negative Spannung ein Kondensator 17 geschaltet wird. Die im Gerät erzeugte negative Gleichspannung kann beispielsweise vom negativ vorgespannten Steuergitter der Ablenkendröhre abgeleitet oder dadurch gewonnen werden, daß aus der während des Rücklaufes an dem Ablenktransformator stehenden Spannungsspitze durch Gleichrichtung mittels einer Diode 18 oder eines nichtlinearen Widerstandes oder einer Verstärkerröhre eine negative Spannung gewonnen wird. Eine solche negative Spannung ist oft in Fernsehgeräten bereits vorhanden, um Regel funktionen in der Zeilenablenkschaltung zu erfüllen.This disadvantage is avoided according to the invention by between the control grid 10 and an im Device generated negative voltage a capacitor 17 is connected. The negative DC voltage generated in the device can for example be derived from the negatively biased control grid of the deflection tube or obtained in that from the standing on the deflection transformer during the flyback Voltage peak due to rectification by means of a diode 18 or a non-linear resistor or a negative voltage is obtained from an amplifier tube. Such negative tension is often in Televisions already exist in order to fulfill the rule functions in the line deflection circuit.

Während des Betriebes stellt sich an dem Kondensator 17 ein Gleichgewichtszustand ein, wobei eine Beeinflussung der Zeitkonstanten der Helligkeitsregelung kaum gegeben ist, da der Kondensator relativ klein gewählt werden kann. Durch die an beiden Elektroden des Kondensators liegenden Spannungen fließen beim Abschalten des Gerätes im Kondensator 17 zwei Entladeströme, die bei einer positiven Zusatzspannung gleichgerichtet und bei negativer Zusatzspannung jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Durch die Wahl der zusätzlichen Spannungsquelle kann daher die Gesamtentladedauer des Kondensators verändert werden. Wenn die beiden Entladeströme entgegengesetzt gerichtet sind und der Zusatzstrom in der Größenordnung des normalen Entladestromes liegt,During operation, a state of equilibrium is established at the capacitor 17, with an influence the time constants of the brightness control is hardly given, since the capacitor is relatively small can be chosen. The voltages on both electrodes of the capacitor flow through them when switching off the device in the capacitor 17 two discharge currents, which in the case of a positive additional voltage rectified and with negative additional voltage, however, are directed in the opposite direction. Through the Choosing the additional voltage source can therefore change the total discharge time of the capacitor will. If the two discharge currents are directed in opposite directions and the additional current in the Order of magnitude of the normal discharge current,

ίο wird die Spannung am Steuergitter 10 gegen Masse verzögert abgebaut und damit die Wirkung eines größeren Kondensators erzielt. Übersteigt der entgegengesetzte Strom den normalen Entladestrom, so kann die Spannung am Steuergitter 10 sogar kurzzeitig positivere Werte erhalten. Durch die Bemessung der negativen Stromquelle kann man daher die Wirkung eines mechanischen Schalters, d. h. kurzzeitiges Hochlegen des Steuergitters ohne einen Schalter auf elektronischem Wege erreichen. Die Abschaltzeitkonstante der negativen Zusatzspannung ist bei dem dargestellten Schaltbild durch den die Impulsspannung liefernden Zeilentransformator gegeben, der wiederum von der Abschaltgeschwindigkeit der Betriebsspannung abhängig ist. In einem bereits bestehenden Gerät mit gegebener Betriebsspannungsquelle und Ablenkschaltung ist daher die Zeitkonstante der negativen Zusatzspannung festgelegt.ίο the voltage on the control grid 10 is against ground degraded with a delay and thus achieved the effect of a larger capacitor. Exceeds the opposite If the current is the normal discharge current, the voltage at the control grid 10 can even briefly get more positive values. By dimensioning the negative power source, one can therefore see the effect a mechanical switch, d. H. Briefly raising the control grid without a switch electronically. The switch-off time constant of the negative additional voltage is the one shown Circuit diagram given by the flyback transformer supplying the pulse voltage, which in turn depends on the cut-off speed of the operating voltage. In an existing device with a given operating voltage source and deflection circuit, the time constant is negative Additional voltage specified.

In Fig. 2 ist die Entladekurve der am Steuergitter liegenden Spannung dargestellt, wenn der Kondensator 17 direkt mit Masse, also nicht mit einer Zusatzspannung verbunden ist.In Fig. 2 the discharge curve of the voltage applied to the control grid is shown when the capacitor 17 is directly connected to ground, i.e. not to an additional voltage.

In Fig. 3 ist die Entladekurve für den Fall dargestellt, daß der Kondensator gemäß der Erfindung an ein negatives Potential geschaltet ist, wobei der Wert des Kondensators dem in Fig. 2 entspricht. In Fig. 3 ist deutlich erkennbar, daß die Entladekurve zunächst nach der Abschaltung einen positiven Anstieg aufweist, der ausreicht, den Anodenbelag der Bildröhre auch dann restlos zu entladen, wenn Helligkeits- und Kontrastregeier vor dem Abschalten auf dunkelstes Bild eingestellt sind. Es hat sich gezeigt, daß die gleiche Wirkung wie mit diesem relativ kleinen Kondensator bei einer bekannten Schaltung, d. h. wenn der Kondensator mit Masse verbunden ist, zur Erzielung der gleichen Wirkung einen Kondensator von 2,5 μΊ> erfordern würde, der dann aber keinen zusätzlichen Spannungsimpuls am Steuergitter liefert, sondern die Spannung nach Fig. 4 verzögert absinken läßt. Ein solcher Kondensator würde jedoch eine Zeitkonstante von etwa 2,5 see ergeben und damit für diese Zwecke indiskutabel sein. Der Wert des Kondensators für die Kurven nach Fig. 2 und 3 beträgt 0,47 μΕ.FIG. 3 shows the discharge curve for the case that the capacitor according to the invention is connected to a negative potential, the value of the capacitor corresponding to that in FIG. In Fig. 3 it can be clearly seen that the discharge curve initially shows a positive rise after switching off, which is sufficient to completely discharge the anode coating of the picture tube even if the brightness and contrast controls are set to the darkest picture before switching off. It has been shown that the same effect as with this relatively small capacitor in a known circuit, ie if the capacitor is connected to ground, would require a capacitor of 2.5 μΊ> to achieve the same effect, but then no additional one Provides voltage pulse at the control grid, but lets the voltage drop in accordance with FIG. 4 with a delay. However, such a capacitor would result in a time constant of about 2.5 seconds and thus be out of the question for these purposes. The value of the capacitor for the curves according to FIGS. 2 and 3 is 0.47 μΕ.

In Fig. 5 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach Fig. 1 dargestellt, bei dem gleiche Schaltungselemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zur Vermeidung von Helligkeitssprüngen bei Netzspannungsschwankungen ist bei dieser Schaltung in Serie zum Kondensator 17 ein Widerstand 19 geschaltet, durch den sich zugleich der Widerstand 14 erübrigt. In diesem Falle wird die impulsförmige Spitze der Entladekurve verkleinert, wobei die gleiche Wirkung wie bei einem großen Kondensator (Fig. 4) ohne die die Regelung störende große Zeitkonstante erzielt wird.In Fig. 5 a practical embodiment of a circuit according to Fig. 1 is shown, in which the same circuit elements as in Fig. 1 are provided with the same reference numerals. In order to avoid jumps in brightness in the event of mains voltage fluctuations, a resistor 19 is connected in series with the capacitor 17 in this circuit, which at the same time makes the resistor 14 superfluous. In this case , the pulse-shaped peak of the discharge curve is reduced, the same effect being achieved as with a large capacitor (FIG. 4) without the large time constant which interferes with the regulation.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Circuit arrangement for protecting the luminescent layer one on an electrode by a variable Voltage controlled cathode ray

tube, whose operating point depends on the anode voltage of the video output tube and one for setting the variable bias voltage of another electrode, which is used for the brightness of the image, depends on the via a capacitor with a point different from the bias voltage Potential is connected, characterized in that the serving to adjust the brightness Electrode is connected to a voltage source via a time constant network, the voltage of which the bias is opposite, so that after switching off the device by different Discharge currents of the capacitor due to the various voltage sources determine the potential at the cathode of the cathode ray tube decays faster than the potential at the other electrode.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the generated in the device

The voltage is dimensioned in such a way that the charge or discharge current flowing after the disconnection the current caused by the voltage at the control grid predominates, so that after the Shutdown at the control electrode is positive or negative at the cathode Impulse occurs.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the generated in the device Voltage by rectifying a pulse voltage used in high voltage generation is produced.

4. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the time constant element consists of the series connection of a capacitor and a resistor.

Considered publications:
French patent specification No. 1 050 624.

1 sheet of drawings