DE1261545B

DE1261545B - Schaltung zur Einstellung der dynamischen Konvergenz in einem Farbfernsehgeraet

Info

Publication number: DE1261545B
Application number: DEE25016A
Authority: DE
Inventors: Robert De Peignefort Galloway; Eric William Bull
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1963-06-19
Publication date: 1968-02-22
Also published as: US3273008A; NL294283A; GB1043244A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-34/31

Nummer: 1261545

Aktenzeichen: E 25016 VIII a/21 al

Anmeldetag: 19. Juni 1963

Auslegetag: 22. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Farbfernsehgeräte, insbesondere auf eine Schaltung zur dynamischen Konvergenzregelung für Dreistrahlkathodenstrahlröhren, wie sie in Farbfernsehempfängern Verwendung finden.

Es sind Farbfernsehempfänger bekannt, die für die Farbwiedergabe eine Dreistrahl-Schattenmasken-Röhre benutzen, wie sie z.B. in der RCA-Review, Vol. XVI, März 1955, S. 122 ff., beschrieben ist. Für eine korrekte Wirkungsweise solcher Röhren ist es erforderlich, daß alle drei Strahlen im Bereich des Bildschirmes für alle möglichen Ablenkwinkel ideal konvergieren. Infolge elektronenoptischer Aberration ist jedoch die Konvergenz in den Randbezirken des Bildschirmes nicht mehr korrekt, wenn die Konvergenz für den Zentralbereich des Bildschirmes exakt eingestellt ist. Zu solchen Fehlern trägt beispielsweise die Kurvenform des Fokussierfeldes, der Astigmatismus des Ablenksystems und die gewölbte Ausbildung des Bildschirmes bei. Zur Verringerung der Konvergenzfehler ist es bekannt, Schaltungen zur Erzeugung einer dynamischen Konvergenz der Elektronenstrahlen vorzusehen. Diese Schaltungen speisen je einen Elektromagneten für jedes Strahlsystem mit von der Zeilen- und Bildablenkung abhängigen Strömen und verschieben die Elektronenstrahlen jedes Strahlensystems so, daß an allen Punkten des Bildschirmes Konvergenz besteht. Bekannte Konvergenzschaltungen erfordern eine große Anzahl von Betätigungsgliedern, deren Wirkungen noch voneinander abhän- gig sind und nur von geübten Fachleuten eingestellt werden können.

Es ist eine Schaltung bekannt (USA.-Patentschrift 2 880 362), bei der jeweils einem Elektromagneten für einen Elektronenstrahl sowohl eine horizontalfrequente als auch eine vertikalfrequente Konvergenzspannung zugeführt wird, deren Amplituden mit zwei getrennten Potentiometern unabhängig voneinander einstellbar sind. Diese Schaltung erfordert noch zwei Betätigungsglieder für jeden Elektromagneten, so daß bei drei Elektromagneten wenigstens sechs Betätigungsglieder erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der Betätigungsglieder zu verringern und damit die Einstellung der Konvergenz zu vereinfachen, so daß sie auch von weniger geübten Kräften ausgeführt werden kann.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltung zur Einstellung der dynamischen Konvergenz in einem Farbfernsehgerät mit einer Kathodenstrahlröhre mit drei Elektronenstrahlen, denen je ein Konvergenzelektromagnet zugeordnet ist, der über Amplitudeneinstell-Schaltung zur Einstellung der dynamischen
Konvergenz in einem Farbfernsehgerät

Anmelder:

Electric & Musical Industries Ltd.,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,

3000 Hannover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:

Robert de Peignefort Galloway,

Weybridge, Surrey;

Eric William Bull,

Hounslow, Middlesex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. Juni 1962,

vom 13. Juni 1963 (23 683)

glieder mit zwei Spannungen mit Zeilen- und Bildfrequenz gespeist wird und zwei entsprechende Magnetfelder erzeugt, darin, daß die Einstellglieder für einen Elektromagneten mit einem einzigen Betätigungsglied in der Weise betätigt werden, daß das Amplitudenverhältnis der zwei Magnetfelder bei der Einstellung konstant bleibt.

Es ist zwar für einen Schwarz-Weiß-Fernsehempfänger eine Schaltung bekannt (USA.-Patentschrift 2 510 670), bei der der horziontalfrequente und der vertikalfrequente Ablenkstrom für das Bildraster mit einem gemeinsamen Betätigungsglied in der Amplitude so einstellbar sind, daß ihr Verhältnis bei der Einstellung konstant bleibt. Hierbei handelt es sich aber nicht um eine Schaltung zur Einstellung der Konvergenz. Diese bekannte Schaltung dient dazu, das gesamte Bildformat bedarfsweise zu vergrößern oder zu verkleinern und dadurch beispielsweise einen Bildausschnitt vergrößert darzustellen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Einstellung der Amplituden des horizontalfrequenten und des vertikalfrequenten Konvergenzstromes für einen Elektromagneten mit einem einzigen Betätigungsglied erfolgen kann, wenn dafür gesorgt wird, daß bei der Einstellung das Amplitudenverhältnis zwischen diesen beiden Konvergenzströmen konstant

809 509/232

Ströme, die die zugehörigen Ablenkspulen des Joches 2 speisen. Die sägezahnförmigen Spannungen der Schaltungen 21 und 22 werden ebenfalls Integratoren 23 bzw. 24 zugeführt, die parabolische zeilen-5 und bildfrequente Wellenformen erzeugen. Die parabolische zeilenfrequente Spannung der Schaltung 23 wird einem Spannungsteiler 26 und gleichfalls über die Leitung 32 einem summierenden Verstärker 25 zugeführt. Ähnlich wird die bildfrequente para-

bleibt. Durch die Erfindung wird erreicht, daß für
jeden Elektromagneten nur ein einziges Betätigungsglied erforderlich ist und somit verschiedene Einstellmöglichkeiten, die einen Einfluß aufeinander ausüben, vermieden werden. Dadurch wird erreicht, daß
die Einstellung der Konvergenz auch durch weniger
geübte Personen erfolgen kann. Insbesondere läßt
sich mit dem einzigen Betätigungsglied auch durch
einen Laien eine Nachstellung der Konvergenz ermöglichen, die beispielsweise nach einem längeren io bolische Spannung des Integrators 24 einem Span-Betrieb des Empfängers erforderlich werden kann. nungsteiler 28 und gleichfalls über eine Leitung 31 Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im einem summierenden Verstärker 27 zugeführt. Die folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Spannung am einstellbaren Abgriff des Spannungs-Zeichnungen beschrieben. teilers 26 liegt über die Leitung 30 am summierenden In Fig. 1 ist der Teil eines Farbfernsehempfängers 15 Verstärker 27, und ähnlich wird die Spannungswellendargestellt, der eine Dreistrahl-Schattenmasken- form des einstellbaren Abgriffs am Spannungsteiler 28 Wiedergaberöhre und eine Konvergenzschaltung über die Leitung 33 dem summierenden Verstärker 25 gemäß der Erfindung enthält. F i g. 1 enthält daher zugeführt. Die Einstellung der Abgriffe der Spankeine Teile, die nicht für die Erläuterung der Wir- nungsteiler 26 und 28 steuert die relativen Amplikungsweise der Erfindung erforderlich sind. Die 20 tuden der Zeilen- und Bildfrequenzkomponenten, die Wiedergaberöhre 1 des Empfängers ist bei dem dar- den summierenden Verstärkern 25 und 27 zugeführt gestellten Beispiel eine Dreistrahl-Schattenmasken- werden. Die summierenden Verstärker 25 und 27 Röhre 21AXP 22 der RCA. Die Zeilen- und Bild- erzeugen daher zwei Ausgangsspannungen, von ablenkspulen für diese Röhre sind auf einem Ab- denen jede die Summe einer Zahl ähnlicher Spannunschirmjoch 2 der Type 79 605 der RCA angeordnet. 25 gen ist, und die lediglich in den relativen Amplituden Eine Konvergenzmagnetanordnung 3 ist auf dem dieser Spannungen differieren. Wie dargestellt, wer-HaIs der Röhre 1 so angeordnet, daß sie auf die den diese Ausgangswellen den bereits genannten Elektronenstrahlen der drei Strahlsysteme einwirkt, Potentiometern 15 bzw. 19 zugeführt, deren Schleifer bevor die Strahlen das Ablenkfeld des Joches 2 er- 14 bzw. 18 mit Windungen der Elektromagneten der reichen. Als Konvergenzmagnetsystem kann z. B. das 30 Konvergenzmagnetanordnung 3 verbunden sind. Vorauf den Seiten 158 und 159 der erwähnten RCA- zugsweise sind diese Potentiometer linear, und die Review beschriebene verwendet werden. Die drei Spitzenwerte der Konvergenzfelder können dann Kathoden in der Röhre sind so befestigt, daß ihre gleichzeitig durch einen Handregler 20 geregelt wer-Achsen in gleichen Winkelabständen über der opti- den, der die Lage der Abgriffe 14 und 18 der sehen Achse der Röhre verteilt sind. Wie in F i g. 2 35 Potentiometer 15 und 19 zugleich einstellt, ohne dargestellt, enthält die Konvergenzmagnetanordnung 3 dabei die Wellen des resultierenden Feldes zu verdrei Elektromagneten 4, 5 und 6 individuell für drei ändern.

Strahlsysteme. Die kleinen Kreise7, 8 und9 (Fig. 2) Die Teilerverhältnisse der Spannungsteiler 26 und

stellen die Strahlquerschnitte der von den Kathoden 28 sind durch physikalische Parameter der Röhre ausgehenden Elektronenstrahlen dar, wobei 7 der 40 und ihrer zugeordneten Ablenkspulensysteme beblaue Strahl und 8 bzw. 9 die roten und grünen stimmt und bleiben daher im wesentlichen konstant. Strahlen sein sollen. Die Elektromagneten 4, 5 und 6 Wenn diese Verhältnisse einmal eingestellt sind, werhaben hufeisenförmige Kerne außerhalb der Röhre den sie dementsprechend im allgemeinen keine und nach innen gerichtete Polstücke 10, 11, 12 weitere Einstellung erfordern und können somit innerhalb der Röhre. Die Polstücke 10 beeinflussen 45 voreingestellt werden. Diese Verhältnisse können die Wege des Strahles 7 bei seiner Annäherung an das durch Berechnung bestimmt werden. Es kann gezeigt Ablenkfeld, desgleichen in ähnlicher Form die Pol- werden, daß die Stromkomponenten auf den Leitunstücke 11 und 12 die Wege der Strahlen 8 und 9. gen 30 bis 33 durch jeweils eine der folgenden vier Der Elektromagnet 4 hat eine Erregerwicklung 13, Formeln dargestellt werden können, die sich auf die die von dem Abgriff 14 des Potentiometers 15 einen 50 besondere Form der Röhre und des Ablenkjoches Korivergenzstrom erhält. Die Elektromagneten 5 beziehen:
und 6 sind mit Erregerwicklungen 16 und 17 versehen, die parallel geschaltet sind und vom Abgriff 18
eines Potentiometers 19 mit Konvergenzströmen gespeist werden. Bei Erregung irgendeines der Elektro- 55
magneten 4, 5 oder 6 wird ein magnetisches Feld
senkrecht zur Achse der zugehörigen Strahlen 7, 8
oder 9 erzeugt, wie durch die Pfeile in der Nähe der
Strahlen angedeutet ist. Durch diese magnetischen
Felder wird eine Konvergenzbewegung der Strahlen 60
in einer radialen Ebene bewirkt, in der auch die
Achse der Röhre 1 liegt. Diese Bewegung ist natürlich verschieden von der Ablenkung des Strahles
durch die Ablenkspulen des Joches 2. Leitung 31: Bildfrequenzkomponenten der roten

Die Rechtecke 21 und 22 stellen die Zeilen- und 65 und grünen Konvergenzströme: Bildablenkschaltungen des Empfängers dar. Diese

Schaltungen sind in üblicher Weise ausgeführt und gi [ | _r L

erzeugen zeilen- und; bildfrequente sägezahnförmige \ L_ey L_ay R

Leitung 30: Zeilenfrequenzkomponenten der roten und grünen Konvergenzströme:

Leitung 32: Zeilenfrequenzkomponente des blauen Konvergenzstromes:

β*¹

Leitung 33: Bildfrequenzkomponente des blauen Konvergenzstromes:

2
Lay

In diesen Formeln ist L der Abstand des Ablenkzentrums vom Bildschirm, R der Wölbungsradius des Bildschirmes und Θ_χ bzw. 0_y die Ablenkwinkel in den χ und y Koordinaten (auf dem Schirm).

Die Konstanten L_ax und L_ex sind ein Maß für den Astigmatismus und die Kurvenform des Feldes der Ablenkspulen mit Bezug auf die Zeilenablenkung der Strahlen und können durch Experimente in bekannter Weise bestimmt werden. Mathematisch können diese Konstanten wie folgt ausgedrückt werden:

2 Lax⁼⁼ ,fax Θχ >

Z Lex —,/ ex ^x >

20

wobei f_ax die Brennweite (focal length) bezüglich des Astigmatismus und f_ex die Brennweite (focal length) betreffend die Feldform ist. Die Konstanten L_ay und L_ey beziehen sich in ähnlicher Weise auf die vertikale Ablenkrichtung (Bild). Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausdrücke innerhalb der Klammern in jeder Formel Konstanten sind, die durch die Dimensionierung der Wiedergaberöhre 1 und des Ablenkjoches 2 bestimmt werden.

Andererseits können die Teilerverhältnisse auch experimentell durch Einstellung der Potentiometer 26 und 28 bei gleichzeitiger Betrachtung eines Farbmusters auf der Röhre 1 eingestellt werden. Die so bestimmten Einstellungen können dann fixiert werden.

Bei Verwendung lediglich der horizontalen bifilaren Windungen jedes Elektromagneten der Konvergenzanordnung gemäß RCA-Review, S. 158, 159, ergab sich eine gute Konvergenz bei folgenden Spitzenamplituden der Stromkomponenten in den Windungen des Konvergenzsystems 3:

Rot und Grün (Zeile) 5 mA,
Rot und Grün (Bild) 6 mA,
Blau (Zeile) 8 mA,
Blau (Bild) Null.

45

Die Leitung 33 war somit nicht verbunden. Die Konvergenz war am besten entlang der mittleren Vertikalen und der mittleren Horizontalen des Bildes. Eine geringe restliche Divergenz blieb an den Ecken.

Bei Verwendung von Ablenkspulen mit einer kosinusförmigen Wicklungsverteilung sind die Konstanten L_ax und L_ay gleich und die Konstanten L_ex und L_ey ebenfalls. Der Astigmatismus der Spulen ist radialsymmetrisch. In diesem Fall wird beste Konvergenz erzielt, wenn der blaue Konvergenzstrom aus Komponenten gebildet wird, deren Amplituden sich von den der entsprechenden Komponenten der roten und grünen Konvergenzströme unterscheiden. Restliche Fehler verbleiben auch hier in den Ecken. Wenn jedoch kosinusförmige Ablenkspulen so angeordnet werden, daß L=L_ax=L_ay, so ist aller Astigmatismus eliminiert, und ein anastigmatisches System ist erzielt. In diesem Fall haben alle Ausdrücke in den Klammern gleichen Wert (L_ex=L_ey vorausgesetzt), so daß beste Konvergenz erzielt wird, wenn alle den summierenden Verstärkern 25 und 27 zugeführten Zeilenfrequenzkomponenten gleiche Amplitude haben und ebenso alle Bildfrequenzkomponenten. Die Konvergenzströme sind dann für alle Konvergenzmagneten 4, 5 und 6 identisch, und es verbleibt selbst in den Ecken nur ein vernachlässigbarer Konvergenzfehler. Es sei darauf hingewiesen, daß die praktischen Details der Erfindung an die jeweiligen Bemessungen angepaßt werden können. Der dargestellte Konvergenzmagnet hat eine bekannte Form. Es können aber auch andere Formen von Konvergenzmagneten verwendet werden.

Statt einer gekuppelten Amplitudeneinstellung der Ausgangsspannungen der Summenverstärker 25 und 27 kann der gleiche Effekt einer Amplitudeneinstellung, die die Wellenform der Konvergenzströme nicht beeinflußt, durch eine gekuppelte Regelung linearer Potentiometer erreicht werden, die zur Einstellung der Amplituden der parabolischen zeilen- und bildfrequenten Komponenten vor ihrer Zusammenführung dienen. Diese Komponenten brauchen nicht durch lineare Kombinationsnetzwerke kombiniert zu werden, wie beschrieben, sondern können abweichend durch getrennte Zuführung dieser Komponenten zu entsprechenden Windungen der Konvergenzmagneten kombiniert werden. Diese Windungen sind so bemessen, daß die Komponenten ihren Strahlkonvergenzeffekt im erwünschten Verhältnis bewirken.

Sollten aus irgendwelchen Gründen der Asymmetrie sägezahnförmige zeilen- und bildfrequente Komponenten im Konvergenzfeld erforderlich sein, z. B. für Korrekturzwecke, so können diese Komponenten dem System jeweils in geeigneten Proportionen an den gleichen Punkten zugeführt werden, an denen die parabolischen zeilen- und bildfrequenten Komponenten eingeführt werden. Die Proportionen dieser Sägezahnkomponenten können durch Voreinstellungsmittel eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Einstellung der dynamischen Konvergenz in einem Farbfernsehgerät mit einer Kathodenstrahlröhre mit drei Elektronenstrahlen, denen je ein Konvergenzelektromagnet zugeordnet ist, der über Amplitudeneinstellglieder mit zwei Spannungen mit Zeilen- und Bildfrequenz gespeist wird und zwei entsprechende Magnetfelder erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder (15, 19) für einen Elektromagneten (4, 5, 6) mit einem einzigen Betätigungsglied (14, 18) in der Weise betätigt werden, daß das Amplitudenverhältnis der zwei Magnetfelder bei der Einstellung konstant bleibt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannungen in einem summierenden Verstärker (25,27) in einem festen Amplitudenverhältnis zu einer resultierenden Spannung zusammengesetzt werden, die dem Elektromagneten (4, 5, 6) über ein gemeinsames Einstellglied (14, 15; 18, 19) zugeführt wird (Fig.l).

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes gemeinsames Einstellglied (18) für die Spannungen für den roten und grünen Elektronenstrahl und ein zweites Einstellglied (14) für die Spannungen für den blauen Elektronenstrahl vorgesehen sind (F i g. 1).

4. .Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellglieder (14,15; 18,19) für die einzelnen Elektromagnete (4, 5, 6) miteinander gekuppelt sind (Fig.l).

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichret, daß die beiden Spannungen dem Elektromagneten (4, 5, 6) über getrennte lineare Potentiometer zugeführt werden, deren Abgriffe

miteinander gekuppelt sind und von dem Betätigungsglied gleichzeitig betätigt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2510 670, 2795728, 880 362, 2 925 506;
»Radio & Television News«, September 1955,

S. 68 bis 70.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen