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Bei Farbfernsehempfängern mit Farbbildröhren vom sogenannten Lochmaskentyp
ergibt sich auf Grund der Verwendung dreier außerhalb der Röhrenachse liegenden
Strahlsysteme eine kissenförmige Verzeichnung der Zeilenmuster, da die Elektronenstrahlen
in das Ablenkfeld mit einer Neigung zur Röhrenachse eintreten. Hierdurch ist es
bedingt, daß die auf dem Leuchtschirm erscheinenden Zeilenmuster der Farbauszüge
die Gestalt von gegeneinander verschobenen und zueinander nicht identischen Kissenformen
haben. Es ist aber auch bereits bekannt, daß man eine Entzerrung der Zeilenmuster
erreichen kann, wenn man die Zeilenablenkströme mit einem parabelförmigen Strom
von Bildfrequenz, und die Bildablenkströme mit einer Schwingungsform überlagert,
die etwa die Gestalt von girlanden- oder parabelförmigen Zeilenfrequenzschwingungen
haben. Mit anderen Worten, die Sägezahnform des Vertikalablenkstromes muß derart
moduliert sein, daß die Amplitude der überlagerten Parabelschwingung von Zeilenfrequenz
in der mittleren Zeile des Bildes annähernd 0 und bei den oberen Zeilen maximal
und von entgegengesetztem Vorzeichen ist. Die Deckung der drei Zeilenmuster wird
dann mit Hilfe der am Röhrenhals angebrachten Konvergenzmagneten herbeigeführt.
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Die bisherigen Schaltungen zur Erzeugung dieser mit zeilenfrequenten
Schwingungen korrigierten Vertikalablenkströme sind entweder relativ aufwendig oder
entsprechen hinsichtlich der Genauigkeit nicht den heutigen an die Bildqualität
von Fernsehbildern gestellten Ansprüchen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Erzeugung
von Vertikalablenkströmen für Farbfernsehröhren vom Lochmaskentyp anzugeben, mit
der die oben beschriebene Korrekturfunktion mit geringem Aufwand und hohem Wirkungsgrad
in der den heutigen Ansprüchen genügenden Exaktheit hergestellt werden kann. Es
ist bereits eine Vertikalablenkschaltung für Farbbildröhren vorgeschlagen worden
(deutsche Auslegeschrift 1259 936), in der zwei mit Zeilenfrequenz schwingende Parabelgeneratoren
verwendet wurden, deren Parabelstrom gegenphasig in den Ablenkstromkreis der Vertikalablenkamplituden
eingekoppelt wurde. Zum Zwecke der Modulierung der Parabelschwingungen durch die
Vertikalfrequenz wurden die beiden Parabelgeneraratoren mit einer Betriebsspannung
gespeist, welcher die sägezahnförmige Vertikalablenkspannung jeweils in entgegengesetzter
Amplitude überlagert war. Auf diese Weise wurde erreicht, daß sich die Parabelschwingungen
bei der Amplitude der Vertikalsägezahnspannung 0 (mittlere Zeile des Rasters) gegenseitig
aufheben, während bei den oberen oder unteren Zeilen des Rasters die Amplitude des
einen oder anderen Parabelgenerators überwiegt. Diese Schaltung liefert zwar eine
exakte Korrektur der geometrischen Verzerrung, ist jedoch noch relativ umständlich,
da zwei Parabelgeneratoren entgegengesetzt gerichteter Schwingungsform benötigt
werden. In dieser Erfindung ist die Aufgabe gestellt, eine Vertikalablenkschaltung
für Farbbildröhren anzugeben, bei der nur ein einziger Parabelgenerator benötigt
wird, aber gleichwohl im Ablenkstromkreis der VertikaUlenkspulen die gewünschte
Schwingungsform erzielt wird.
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Gemäß der Erfindung werden in die Primärwicklungen zweier Transformatoren,
deren Sekundärwicklungen in Reihe mit den Vertikalablenkspulen liegen und von dem
Ablenkstromkreis eines Vertikalablenkgenerators durchflossen werden, die von einem
Parabelgenerator erzeugten Schwingungen in zueinander entgegengesetztem Sinne eingespeist
und wird die Gleichstromvormagnetisierung des Eisenkerns dieser Transformatoren
so eingestellt, daß jeweils in Abhängigkeit von der Amplitude des Vertikalablenkstroms
die Eingangsinduktivität des einen Transformators infolge einer Subtraktion der
durch den Vertikalablenkstrom erzeugten Magnetisierung von der Vormagnetisierung
bzw. einer Addition der induzierten Magnetisierung zu der Vormagnetisierung erhöht
bzw. erniedrigt wird, derart, daß in den beiden Periodenhälften des Vertikalablenkstroms
Parabelschwingungen entgegengesetzten Vorzeichens in den Ablenkstromkreis eingekoppelt
werden. Vorzugsweise ist die Wicklungszahl der Primärwicklungen so gewählt, daß
die gewünschte Vormagnetisierung durch den vom Parabelgenerator gelieferten Ruhestrom
erzeugt wird. Als Parabelgenerator wird zweckmäßig ein Schaltungstyp verwendet,
wie er bereits vorgeschlagen ist (deutsche Auslegeschrift 1247 379). Ein solcher
Parabelgenerator besteht aus einem Schalter, der in Serie zu einer Induktivität
und einem Parallelschwingungskreis zwischen die Pole einer Gleichstromquelle gelegt
ist und von Zeilenimpulsen während der Rücklaufzeit geschlossen wird. Ein solcher
Parabelgenerator arbeitet nach dem Prinzip der Energierückgewinnung und verbraucht
daher wenig Leistung.
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Bei einer bekannten Kissenentzerrungsschaltung ist ein Transduktor
parallel zu den Ablenkspulen geschaltet, welcher bei Auftreten eines Sägezahnstroms
als Last mit parabelähnlichem Charakter wirkt und hierdurch den Vertikalablenkstrom
moduliert. Diese Wirkung tritt in Verbindung mit einem Impedanzglied auf, das als
-Induktivität wirkt und den Widerstand des Sägezahngenerators erhöht. Der Parabelcharakter
soll nun bei der bekannten Anordnung dadurch erzielt werden, daß die Magnetisierungskennlinie
des Transduktorkerns von den Sägezahnströmen in beiden Ästen bis zur Sättigung durchfahren
wird.
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Aus dieser Betriebsweise ergeben sich aber zwei Nachteile. Einmal
ist es eine Parabelfunktion durch eine Magnetisierungskennlinie nur sehr ungenau
anzunähern; zum anderen ist die Funktion temperaturabhängig und wird von Fertigungsschwankungen
beeinflußt.
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Bei der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden,
daß die Magnetisierungskennlinie von dem Steuerstrom nur in einer Hälfte und nur
in einem Bereich von möglichst linearem Verlauf durchlaufen wird und daß die gewünschte
Funktion, vorzugsweise Parabelfunktion, nicht aus der Form der Magnetisierungskennlinie
gewonnen, sondern durch einen Funktionsgenerator erzeugt wird.
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Da einfache Funktionsgeneratoren, insbesondere Parabelgeneratoren,
zur Verfügung stehen, wird durch die Erfindung eine unkomplizierte, mit geringem
Schaltaufwand zu verwirklichende, temperaturstabile und betriebssichere Schaltung
erhalten.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung bestehen neben der Einfachheit
und dem geringen Aufwand an Schaltelementen in der exakten Erzielung der gewünschten
Korrektur und einfachen Regelung der Korrekturkomponenten. Man erzielt durch Anwendung
dieser Schaltung ein Raster, bei dem die
Zeilen ein Muster von parallelen
Linien bilden, so daß nach Anwendung der zur vollständigen Korrektur der Kissenverzerrung
erforderlichen Modulation der Zeilenablenkströme eine Kissenverzeichnung völlig
unterdrückt werden kann.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nun auf die Begleitzeichnungen
Bezug genommen, von denen F i g. 1 eine erfindungsgemäße Ausführung der Korrekturschaltung
für Vertikalablenkung, F i g. 2 und 3 zwei Diagramme zur Verdeutlichung der Modulationswirkung
der Vertikalablenkung auf die Amplitude und Phasenlage der eingespeisten Parabelspannungen
und F i g. 4 eine Weiterbildung der Schaltung nach F i g. 1 zeigen.
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In F i g. 1 ist 1 ein Vertikalablenkgenerator, dessen Einzelheiten
nicht näher dargestellt sind, da sie für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielen.
Die Schaltung umfaßt ferner einen Parabelgenerator, der in dem gezeigten Beispiel
durch einen Schalter 2 in Gestalt eines gesteuerten Siliziumgleichrichters, eine
Induktivität L1, einem Kondensator C., und zu diesem parallelliegende Induktivitäten
L.1 und L,., und eine Batterie uß gebildet wird. Zwischen den lZ#öndensator C.,
und die Batterie uB kann noch zur Amplitudenregelung ein abgeblockter Widerstand
R " regelbarer Größe vorgesehen werden. Die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters
ist über eine Koppelspule L3 an einen Generator für Zeilenfrequenzimpulse, insbesondere
an den Ausgangstransformator des Zeilenablenkgerätes, gekoppelt und liefert während
der Rücklaufzeit Steuerimpulse an den Schalter 2, welche diesen periodisch schließen.
Der Parallelschwingungskreis des Parabelgenerators wird also durch den Kondensator
C, und die Induktivitäten L_1 und L." gebildet. Die beiden Induktivitäten
L.,1 und L" sind Primärwicklungen von zwei Transformatoren T1 und T" deren Sekundärwicklungen
in Reihe zu den Vertikalablenkspulen LVA und dem Vertikalablenkgenerator 1 liegen.
Die Primärwicklungen L,1 und L." der Transformatoren T1 und T#, werden in
bezug auf die Sekundärwicklungen von entgegengesetzten Strömen durchflossen, so
daß an den Ausgängen der beiden Transformatoren T1 und T_ Parabelschwingungen entgegengesetzten
Vorzeichens entstehen. Die Reihenschaltung aus den Sekundärwicklungen der Transformatoren
T1 und T., und den Ablenkspulen LVA ist außerdem durch ein RC-Glied R.;, C3 überbrückt,
welches so bemessen ist, daß es den zeilenfrequenten Parabelschwingungen einen geringen
Widerstand, den bildfrequenten Vertikalschwingungen jedoch einen hohen Widerstand
entgegensetzt.
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In der Figur ist nicht näher dargestellt, wie die beiden Primärwicklungen
LZl und L," vom Betriebsstrom des Parabelgenerators vormagnctisiert werden. Natürlich
kann eine Vormagnetisierung durch eine Hilfswicklung auf den Transformatoren oder
durch eine zusätzliche Einspeisung von Gleichstrom in den Stromkreis der Induktivitäten
L,1 und L" erfolgen. Am einfachsten wird jedoch der bei den meisten Parabelgeneratoren
vorhandene Gleichstrom zur Vormagnetisierung verwendet. Die Vormagnetisierung der
Kerne der beiden Transformatoren T1 und T, ist daher zwei Einflüsen unterworfen,
nämlich einerseits der erwähnten Gleichstrommagnetisierung und andererseits der
Vormagnetisierung durch den vertikalen Ablenkstrom iv. Da der Strom iv während der
beiden Hälften seiner Perioden eine entgegengesetzte Polarität hat, addiert bzw.
subtrahiert er sich jeweils zur Gleichstromdurchflutung, so daß bei dem einen Transformator
maximale und bei dem anderen minimale Magnetisierung vorliegt und umgekehrt. Hierbei
ändern die Transformatoren ihre Induktivitäten vom Minimal- zum Maximalwert, während
die Summeninduktivität praktisch konstant bleibt. Dies ist wesentlich, daß die Parabelform
des Parabelgenerators von der Eigenfrequenz des Schwingungskreises C." L
2l, L,2 abhängt. Die Transformatoren arbeiten also als Transduktoren. Wenn die Eingangsinduktivität
des einen Transformators überwiegt, so überträgt dieser die Parabelschwingung in
der einen Polarität in überwiegendem Maße. Überwiegt die Induktivität des anderen
Transformators, so überträgt dieser die Parabelschwingung entgegengesetzter Polarität
ebenfalls überwiegend. Die Summe der an den beiden Transformatoren entstehenden
Spannungen muß dabei so groß sein, daß maximal ein Parabelstrom von etwa 5 bis 8
1/o der Vertikalamplitude über die Induktivität der Ablenkspulen LV-, fließen kann.
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In F i g. 2 ist in einem Diagramm die Hysteresiskurve des Eisenkerns
eines der Transformatoren eingetragen. Der Arbeitspunkt A ist durch einen Vormagnetisierungsstrom
JA eingestellt. Diesem überlagert sich der Vertikalablenkstrom iv, der durch die
stark angezogene Linie angedeutet ist. Seine Amplitude reicht einerseits bis zur
Sättigung des Eisenkerns, andererseits bis zum Nullpunkt der Hysteresiskurve. In
der Abszisse der Darstellung ist der Magnetisierungsstrom mit L, in der Ordinate
die induzierte Feldstärke mit B eingetragen.
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In F i g. 3 ist der Magnetisierungsstrom i entsprechend dem Verlauf
der Permeabilität ut dargestellt. Man erkennt, daß sich bei einer Änderung des Stromes
i entsprechend der Vormagnetisierung J,1 und dem Vertikalablenkstrom iv die
Permeabilität g längs einer schwach gekrümmten Kurve bewegt. Zur besseren Linearisierung
dieser Kurve kann man im Transformator einen kleinen Luftspalt (z. B.0,05 mm) vorsehen.
In diesem Fall werden die Verzerrungen der Horizontalparabel vernachlässigbar gering,
und die vertikalfrequente Hüllkurve der Parabelschwingung wird nahezu linear.
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Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung läßt sich noch weiter dadurch vereinfachen,
daß die beiden Transformatoren T, und T#, zu einem Transformator vereinigt werden,
der einen Kern mit drei Schenkeln aufweist. Eine solche Schaltung ist in F i g.
4 gezeigt. In dieser Figur ist 1 wiederum der Vertikalablenkgenerator, Lv,1 die
Vertikalablenkwicklung, 2 der gesteuerte Siliziumgleichrichter, C., der Kondensator
des Parabelgenerators, L21 und L" je eine der Primärwicklungen, während die Sekundärwicklung
zu einer einzigen Wicklung L3 zusammengefaßt werden kann. Die Funktion dieser Schaltung
stimmt mit der von F i g. 1 im wesentlichen überein, da die beiden Primärinduktivitäten
L,1 und L,6, je nach der Polarität des Vertikalablenkstromes verschieden groß sind
und daher entsprechend verschiedene Beträge von Parabelstrom in die Wicklung L3
und die Ablenkspulen LVA einspeisen. Der durch L1 und L2, fließende Betriebsgleichstrom
magnetisiert den Kern mit Ausnahme des Mittelstegs vor, da sich die Gleichstromflüsse
immer im Mittelkern aufheben. Der über L3 fließende Sägezahnstrom addiert bzw. subtrahiert
sich
hinsichtlich der Magnetisierung zum Strom in L21 bzw. 1'22, so daß abwechselnd der
rechte und der linke Teil des Kerns gesättigt wird. Die Spule des jeweils verbleibenden
Kernteils hat maximale Induktivität und überträgt somit die Spannung des Parabelgenerators;
da die Verkoppelungsrichtung für beide Kernhälften entgegengesetzt ist, werden in
Abhängigkeit vom Vertikalstrom entgegengesetzte Parabeln in den Ablenkkreis induziert.
Der beschriebene Parabelgenerator kann als Schalter einen der heute üblichen Halbleiterschalter
enthalten. Ein gesteuerter Siliziumgleichrichter hat den Vorteil, daß die Öffnung
selbsttätig bei der Amplitudenumkehrung der Spannung am Schwingungskreis erfolgt.
Statt seiner kann auch ein Transistorschalter oder eine Kombination von Transistoren
verwendet werden. Falls eine Korrektur noch höheren Grades erforderlich ist, kann
an Stelle des Parabelgenerators oder in Verbindung mit diesem ein Generator von
nichtlinearen Schwingungen, z. B. kubischen Parabeln, eingesetzt werden.