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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur seitlichen
Einjustierung von Elektronenstrahlen in einer Farbfernsehbildwiedergaberöhre, bestehend
aus um den Röhrenhals herum angeordneten, in den Achsen der einzelnen Elektronenstrahlen
zu deren seitlicher Ablenkung mit Hilfe elektromagnetischer Wicklungen ein senkrecht
liegendes Magnetfeld erzeugenden elektromagnetischen Systemen, in denen zur Magnetfeldverstärkung
in jeder Wicklung ein weichmagnetischer Stab eingebracht ist und wobei die Wicklung
für den roten Elektronenstrahl gegenüber der für den grünen um etwa 80° und gegenüber
der für den blauen Elektronenstrahl um etwa 140° auf dem Röhrenhals in der gleichen
Querschnittsebene versetzt angeordnet und bei der für jeden Elektronenstrahl für
die statische und dynamische seitliche Einjustierung nur eine gemeinsame Wicklung
vorgesehen ist.
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In einer Farbfernsehbildwiedergaberöhre mit drei Elektronenstrahlen
für die Wiedergabe eines Farbbildes sind die drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme
z. B. auf einem gleichseitigen Dreieck innerhalb einer Ebene angeordnet, die parallel
zur Mitte des Wiedergabebildschirmes liegt. Die aus derartigen Elektronenstrahlsystemen
austretenden Elektronenstrahlen konvergieren nur in Bildmitte einer idealen Bildröhre
(ohne Toleranzen der Anordnung der drei Strahlsysteme), und es müssen daher zahlreiche
Maßnahmen ergriffen werden, um zu gewährleisten, daß sowohl in der Bildmitte als
auch an den Rändern des Bildschirmes Konvergenz erreicht wird. Eine gute Konvergenz
ist neben der sehr wichtigen Justierung der Farbreinheitsmagnete (Einstellung der
Farbreinheit in Bildmitte) und der richtigen Lage des Ablenkmittelpunktes der Ablenkspulen
(Einjustierung der Ablenkeinheit in axialer Richtung der Bildröhre zur Erreichung
einer einwandfreien Farbreinheit auch außerhalb von Bildmitte) Bedingung dafür,
daß der z. B. zur Anregung der roten Leuchtstoffe vom Elektronenstrahlsystem ausgehende
Elektronenstrahl auch diese Leuchtpunkte auf dem Bildschirm bis in die Ränder des
Wiedergabeschirmes hinein möglichst exakt trifft.
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Aus diesem Grunde sind um den Röhrenhals herum hintereinander verschiedene
Einrichtungen angeordnet, die eine Justierung der Elektronenstrahlen gemeinsam oder
gegeneinander bzw. miteinander ermöglichen. Eine derartige Einrichtung ist der sogenannte
Farbreinheitsmagnet, der aus zwei schwach magnetisierten Blechringen besteht, die
bei einer Verdrehung gegeneinander bzw. gleichsinniger Verdrehung beider Magnetringe
um den Bildröhrenhals die drei Elektronenstrahlen gemeinsam in einer bestimmten
Richtung mehr oder weniger ablenken. Eine weitere Einheit ist die Einrichtung für
die radiale, statische und dynamische Konvergenz, die etwa in Höhe des Endes der
Elektronenstrahlsysteme um den Röhrenhals herum angeordnet ist und von U-förmigen,
für statische Konvergenz oft noch Permanentmagnete enthaltenden Elektromagneten
über entsprechende im Röhrensystem befindliche Polschuhe in der Ebene der einzelnen
Elektronenstrahlen magnetische Felder erzeugt, die bei ihrer Änderung radiale, d.
h. zur Bildmitte hin bzw. von der Bildmitte nach außen gerichtete Verschiebungen
der einzelnen Elektronenstrahlen ermölichen. Mit dieser Einheit gelingt es, den
roten und grünen Elektronenstrahl vollständig miteinander und diese mit dem blauen
Elektronenstrahl mit Ausnahme der seitlichen Justierung in Deckung zu bringen. Zur
seitlichen Verschiebung des blauen Elektronenstrahles in bezug auf den roten und
grünen muß noch eine weitere Konvergenzeinheit um den Röhrenhals angeordnet werden,
und eine Schaltungsanordnung für diese Konvergenzeinheit zur seitlichen Einjustierung
der Elektronenstrahlen ist Gegenstand der Erfindung. Die Konvergenzeinheit zur seitlichen
Einjustierung von Elektronenstrahlen wird auch als Blaulateraleinheit bezeichnet
und ist meist in Höhe des Gitters drei der Systeme einer Farbfernsehbildwiedergaberöhre
angeordnet. Zur besseren Führung des magnetischen Feldes in dem Röhrensystem können
die einzelnen Gitter-3-Teile mit Blechen gehalten werden, die z. B. aus einer Eisen-Nickel-Legierung
bestehen und daher den magnetischen Feldlinien eine bestimmte Richtung erteilen.
Der Sinn der seitlichen Einjustierung der Elektronenstrahlen besteht darin, noch
eine Möglichkeit zu schaffen, die bereits durch die radiale Konvergenzeinheit in
Deckung gebrachten roten und grünen Elektronenstrahlen mit dem noch verbleibenden
blauen Elektronenstrahl in Deckung zu bringen, und zwar nicht nur in der Bildmitte,
also nicht nur statisch, sondern auch über den gesamten Bildschirm bei Ablenkung
mit einer Wechselspannung, also auch dynamisch.
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Dazu war es bereits bekannt, um den Röhrenhals herum Polbleche anzuordnen
und diese zu einem magnetischen System zusammenzufassen, zu deren Einstellung für
die seitliche statische Konvergenz Permanentmagnete oder Spulen und für deren seitliche
Einjustierung der dynamischen Konvergenz elektromagnetische Wicklungen verwendet
werden. Es war, wie hieraus ersichtlich, immer notwendig, zwei über ein magnetisches
System gekoppelte, aber doch einzeln einstellbare getrennte Anordnungen zu verwenden.
Um die roten und grünen sich bereits in Deckung miteinander befindlichen Elektronenstrahlen
gemeinsam gegenüber dem blauen Elektronenstrahl zu verschieben, sind auch Anordnungen
(mit um den Röhrenhals befindlichen Polblechen) bekanntgeworden, die nur mit zwei
Spulen bzw. elektromagnetischen Wicklungen zur Einstellung der seitlichen dynamischen
Konvergenz und mit zwei Magneten, d. h. Permanentmagneten, zur Einstellung der statischen
seitlichen Konvergenz ausgerüstet waren.
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Es hat sich aber gezeigt, daß die Führung des magnetischen Feldes
in der Röhre auch bei geschickter Anordnung der elektromagnetischen Wicklungen ohne
besondere Polschuhe zur Bündelung des Feldes möglich ist. Eine derartige Anordnung
ist nicht nur in ihrer Herstellung wesentlich einfacher und preiswerter ausführbar,
sondern sie besitzt auch den wesentlichen Vorteil, daß während des Einstellvorganges
der seitlichen Einjustierung des »blauen« Elektronenstrahls die Konvergenz des »roten«
mit dem »grünen« erhalten bleibt. Selbstverständlich wird der äußere magnetische
Kreis derartiger Anordnungen nur über das äußere Streufeld geschlossen, so daß die
einzelnen elektromagnetischen Wicklungen zur Verstärkung des Magnetfeldes mit weichma?netischen
Stäben ausgerüstet werden, die im Verhältnis zur Wicklung (sehr) lang ausgebildet
sind. Nach einem älteren Vorschlag bestehen derartige Einheiten aus je zwei getrennt
voneinander
ausgeführten elektromagnetischen Wicklungen mit einem
gemeinsamen weichmagnetischen Stab. Dabei dient die eine Wicklung für die Einjustierung
der statischen seitlichen Konvergenz und die andere für die Einjustierung der dynamischen
seitlichen Konvergenz.
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Es ist weiterhin bei Verwendung von aus magnetischem Werkstoff bestehenden
Leitblechen, die in der Röhre angeordnet sind, bekannt, für jeden Elektronenstrahl
für die statische und dynamische seitliche Einjustierung nur je eine gemeinsame
Wicklung anzuordnen. Diese Anordnung besitzt also gegenüber den anderen bekannten
Anordnungen nur zwei Anschlüsse statt vier für jede Justiereinheit für jeden einzelnen
Elektronenstrahl. Diese bekannte Anordnung kommt durch die Verwendung der magnetischen
Leitbleche mit zwei Justiereinheiten für drei Elektronenstrahlen aus.
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Nach der Erfindung kann eine Schaltungsanordnung für eine Einrichtung
der eingangs genannten Art zur statischen und dynamischen seitlichen Einjustierung
von Elektronenstrahlen in einer Farbfernsehbildwiedergaberöhre mit nur je einer
Wicklung für jeden Elektronenstrahl derart ausgeführt sein, daß die Wicklungen entweder
hintereinander oder parallel geschaltet sind, wobei der eine Anschluß zur Zuführung
einer Wechselspannung über die Mittelanzapfung einer einstellbaren Symmetrierspule
an symmetrischen auf einen Zeilenablenktransformator gewicklten Hilfswicklungen
und der andere Anschluß zur Zuführung einer Gleichspannung über eine Symmetrierschaltung
an einer Gleichspannungsquelle liegt. Die Gleichspannungsquelle kann nach einer
Weiterbildung der Erfindung aus symmetrisch angeordneten Anzapfungen der Hilfswicklungen
mit an diesen gegenpolig angeschlossenen Gleichrichtern bestehen. Weiterhin kann
die Symmtrierschaltung vorteilhaft aus einem Potentiometer bestehen, dessen verschiebbarer
Abgriff über einen Vorwiderstand mit dem einen Anschluß für die Wicklungen und dessen
beide anderen Anschlüsse an die Gleichrichter und an Kondensatoren angeschlossen
sind, deren andere Anschlüsse wiederum miteinander mit einem gemeinamen Bezugspunkt,
z. B. Erde, verbunden sind.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung können die entweder in Serie liegenden
oder parallelgeschalteten Wicklungen, die zur statischen und dynamischen seitlichen
Einjustierung der Elektronenstrahlen angeordnet sind, einen ohmschen Gesamtwiderstand
von 7,8 Ohm und eine Gesamtinduktivität von 8,3 mH aufweisen. In der angegebenen
Schaltungsanordnung kann vorteilhaft der Vorwiderstand einen Wert von 22 Ohm, das
Potentiometer einen Wert von 220 Ohm und die Kondensatoren je einen Wert von 0,39
Mikrofarad aufweisen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 die Anordnung der Einrichtung
zur seitlichen Einjustierung von Elektronenstrahlen, F i g. 2 die Einrichtung nach
F i g. 1 mit einer beispielsweisen Schaltungsanordnung dazu.
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In der F i g. 1 ist mit 1 der Hals einer Farbfernsehbildwiedergaberöhre
bezeichnet, der aus Glas besteht. F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch den Röhrenhals
hindurch, so daß die drei Elektronenstrahlsysteme erkennbar sind, und zwar das System
B für den blauen Strahl, das System R für den roten und das System G für den grünen
Elektronenstrahl. Die Systeme sind an dieser Stelle des Röhrenhalses 1 über die
Bleche 2, 3 und 4 in axialer Richtung des Röhrenhalses verlaufenden Stäben 5 befestigt.
Diese Stäbe 5 bestehen z. B. aus Keramik. Die Bleche 2, 3 und 4 können aus dem Werkstoff
Eisen-Nickel ausgeführt sein und daher aus weichmagnetischem Werkstoff bestehen
oder auch aus Stahl bzw. anders legierten Blechen, die keine ferromagnetischen Eigenschaften
aufweisen, deren Remanenz also gleich Null ist.
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Um den Röhrenhals herum sind die Wicklungen 6, 7 und 8 angeordnet,
und zwar derart, daß die Wicklung 6 genau über dem System B mit den blauen Elektronenstrahlen
liegt, während die beiden anderen Wicklungen 7 und 8 untereinander um etwa 80°,
aber gegenüber der Wicklung 6 jeweils um l40° versetzt liegen, wie aus F i g. 1
ersichtlich. Die Wicklungen sind entweder - wie in dem Ausführungsbeispiel - hintereinander
oder parallel geschaltet, und daher weist die Blaulateraleinheit insgesamt lediglich
zwei Anschlüsse 9 und 10 auf. In jeder Wicklung ist ein weichmagnetischer Stab 11
angeordnet, der zur Bündelung der magnetischen Feldlinien dient.
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Die Anordnung der Wicklungen 6, 7, 8 ist nun derart getroffen, daß
sich eine solche Überlagerung der magnetischen Feldlinien der drei Wicklungen etwa
wie in der F i g. 1 angedeutet ergibt, damit in den Ablenkmittelpunkten für den
blauen Elektronenstrahl bei 12, für den roten Elektronenstrahl bei 13 und für den
grünen Elektronenstrahl bei 1.4 die magnetischen Felder senkrecht verlaufen,
so daß die betreffenden Elektronenstrahlen bei Änderung dieser Felder nur in der
seitlichen Richtung abgelenkt werden, wie durch die Pfeile 15, 16 und
17
angedeutet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß ausschließlich eine
horizontale Ablenkung und keine vertikale Ablenkung erfolgt.
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F i g. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführung für die Schaltungsanordnung.
In dieser sind die Wicklungen 6, 7 und 8 wieder wie in F i g. 1 bezeichnet, und
der Anschluß 9 der Wicklung 6 für den blauen Elektronenstrahl liegt an der Mittelanzapfung
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einer einstellbaren Symmetrierspule 19. Diese Symmetrierspule 19 besteht
aus zwei gleichen Wicklungsteilen, deren Enden wieder mit den Hilfswicklungen 20
und 21 verbunden sind, die auf den Kern eines Zeilenablenktransformators 22 gewickelt
sind. Die beiden Hilfswicklungen 20 und 21 sind mit ihren mittleren
Anschlüssen miteinander verbunden und liegen an einem gemeinsamen Bezugspunkt 23,
z. B. Erde. Die Hilfswicklungen 20 und 21 weisen Anzapfungen 24 und
25 auf, die über gegensinnig gepolte Gleichrichter 26 und 27 zu einer Symmetrierschaltung
28 führen. Diese besteht aus einem Potentiometer 29 mit Abgriff 30. Die beiden anderen
Anschlüsse 31 und 32 des Potentiometers 29 sind mit den Kondensatoren 33 und 34
verbunden, deren andere Anschlüsse wieder zusammengefaßt sind und mit dem gemeinsamen
Bezugspunkt, z. B. Erde, verbunden sind. Der Abgriff 30 des Potentiometers
29
ist über einen Vorwiderstand 35 mit dem anderen Anschluß 10 für
die Wicklungen 6, 7 und 8 verbunden.
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Die Wirkungsweise ist die folgende: Die Spulen bzw. Wicklungen
6. 7 und 8 sind beispielsweise auf
einem wärmebeständigen
Kunststoffrahmen 36 angeordnet, der bei 37 getrennt ist. Sie werden über den Röhrenhals
geschoben und ausgerichtet und dann bei 37 zusammengeklebt oder geschraubt, so daß
sie unverrückbar festliegen. Nachdem die Anschlußpunkte 9 und 10 über entsprechende
Anschlußkabel mit der zugehörigen Schaltungsanordnung verbunden sind und nachdem
mit dem Farbreinheitsmagnetund der Einrichtung für radiale statische und dynamische
Konvergenz eine Einstellung der Elektronenstrahlen bereits erfolgt ist und lediglich
die seitliche Einjustierung noch übrigbleibt, wird zur statischen seitlichen Einjustierung
der Elektronenstrahlen der Abgriff 30 auf dem Potentiometer 29 verschoben. An den
beiden Enden des Potentiometers 29 liegt auf dem einen Anschluß 31 etwa eine Spannung
von -5,5V und auf dem anderen Anschluß 32 eine Spannung von etwa -f-5,5 V. Durch
Verschieben des Abgriffes 30 auf dem Potentiometer wird also die statische seitliche
Konvergenz einjustiert. Die Elektronenstrahlen werden daher seitlich verschoben,
wie in F i g.1 angedeutet, also der rote und der grüne gemeinsam z. B. nach rechts
und der blaue Elektronenstrahl demgegenüber nach links. Hierzu muß noch ausgeführt
werden, daß die Wicklungen 6, 7 und 8 derart geschaltet und gewickelt sind, daß
je nach Schleiferstellung 30 der Nordpol bzw. der Südpol aller Spulen innen liegt,
wie in der F i g. 1 mit N angedeutet.
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Nachdem die statische seitliche Konvergenz eingestellt ist, muß noch
eine Einstellung der dynamischen seitlichen Konvergenz erfolgen. Diese wird derart
bewirkt, daß die vom Zeilenablenktransformator 22 abgenommene Impulsspannung U"
von etwa 350 V durch Verstellung des Kernes in der Symmetrierspule 19 mit verschiedener
Amplitude und Richtung, also mit negativen oder positiven Impulsen einstellbarer
Größe, an die Wicklungen 6, 7 und 8 gelangt und durch die Zeitkonstante der gesamten
Schaltungsanordnung zu einem fallenden bzw. steigenden Sägezahnstrom integriert
wird. Damit gelingt eine zeilenfrequente sogenannte seitliche dynamische Einjustierung
der Elektronenstrahlen, die insbesondere am rechten und linken Bildrand wirkt, wobei
die Wirkung der Wicklungen wieder in Richtung der in F i g. 1 angedeuteten Pfeile
15, 16 und 17 erfolgt.
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Die Abgriffe 24 und 25 auf dem Zeilenablenktransformator 22 können
bei etwa U" = 55V liegen. Der Vorwiderstand 35 kann einen Wert von 22 Ohm aufweisen,
das Potentiometer 29 einen Wert von 220 Ohm und die Kondensatoren 33 und 34 je einen
Wert von 0,39 Mikrofarad. Als Gleichrichter 26 und 27 haben sich die Typen BA 148
bewährt. Die Gesamtinduktivität der entweder in Reihe oder parallelgeschalteten
Wicklungen 6, 7 und 8 beträgt vorzugsweise 8,3 m11, und der gesamte ohmsche Widerstand
dieser drei Wicklungen 6, 7 und 8 beträgt 7,8 Ohm.
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Die Symmetrierspule 19 besteht z. B. aus zwei Wickelkörpern mit einer
Gesamthöhe von 28 mm, einem inneren Durchmesser von 7,5 mm und einem axialen Abstand
zwischen den beiden Wicklungen von 0,5 mm. Es können zweimal 1100 Windungen gewickelt
werden, und ein Schraubkern aus Ferroxcube M 6 (eingetragenes Warenzeichen) kann
zur Anwendung kommen. Damit ist es dann möglich, eine seitliche dynamische Korrektur
von ± 3 mm am linken und rechten Bildrand zu erreichen.
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Die Symmetrierschaltung 28 wird gleichstrommäßig von einer Gleichspannungsquelle
versorgt, die, wie in der F i g. 2 angegeben, an der einen Seite des Potentiometers
29 an dem Anschluß 31 -5,5V
und an dem Anschluß 32 -f-5,5 V beträgt. Die beiden
Gleichrichter 26 und 27 und die Anzapfungen 24 und 25 auf den Hilfswicklungen 20
und 21 können also entfallen, wenn irgendeine andere Gleichstromquelle bzw. Gleichspannungsquelle
zur Verfügung steht und an dieser Stelle, also parallel zum Potentiometer 29, angeordnet
ist.
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Für die Spulenform der Wicklungen 6, 7 und 8 haben Untersuchungen
eine optimale Länge von 5 mm ergeben, wenn die Spule nur zur seitlichen dynamischen
Einjustierung verwendet werden soll. Die Länge des Ferroxcube-Kernes (eingetragenes
Warenzeichen) beträgt 30 mm bei einem Durchmesser von 5 mm. Mit diesen Werten wird
für eine bestimmte dynamische seitliche Justierung das Produkt aus dem zeilenfrequenten
Sägezahnstrom und der an den Lateralkonvergenzspulen anliegenden Zeilenrücklaufspannung
zu einem Minimum. Eine Verlängerung der Spulen von 5 auf 12 mm ergibt nur eine Erniedrigung
des Justierbereiches für dynamische Konvergenz von weniger als 10%. Andererseits
ist die Gleichstromempfindlichkeit der auf 12 mm verlängerten Wicklungen 6, 7 und
8 wesentlich größer bei einem seitlichen statischen Justierbereich von ± 6,5 mm.
Gegenüber einer Gleichstromleistung von etwa 80 mW bedurften die bisher bekannten
Einheiten nach dem älteren Vorschlag für einen gleichen Justierungsbereich eine
Gleichstromleistung von 190 mW. Auch das Kupfergewicht der drei Wicklungen 6, 7
und 8 gegenüber den bekannten Einheiten ist nur halb so groß. Auch der Leistungsaufwand
für den seitlichen dynamischen Einjustierungsbereich ist um etwa 15% gegenüber der
älteren Anordnung günstiger.
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Die Wicklungen 6, 7 und 8 weisen je etwa 340 Windungen 0,3 CuL auf.
Für eine Parallelschaltung der Wicklungen 6, 7 und 8 ergibt sich für gleiche Werte
von R (= 7,8 Ohm) und L (= 8,3 n111) eine größere Windungszahl.
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Der Vorwiderstand dient zur angenäherten Stabilisierung des Gleichstromes,
d. h. zur Verringerung des Einflusses der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes
der sich auf dem Röhrenhals stark erwärmenden Kupferdrahtwicklungen auf den Gleichstrom.
Die 22 Ohm könnten auch aus einer Kombination eines Kohleschichtwiderstandes mit
einem NTC-Widerstand bestehen.