DE19927546B4

DE19927546B4 - Schaltung zur Anpassung einer Fokussierspannung

Info

Publication number: DE19927546B4
Application number: DE19927546A
Authority: DE
Inventors: John Barrett Carmel George; Dal Frank Indianapolis Griepentrog
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: US6115085A; GB9914269D0; JP2000102028A; GB2338631B; MY120180A; DE19927546A1; GB2338631A; KR100692983B1; CN1202677C; CN1241096A; KR20000006270A; TW416223B

Abstract

Video-Bilderzeugungsvorrichtung, enthaltend:
eine Kathodenstrahlröhre mit einer Hochspannungselektrode (14) und einer Fokussierelektrode (17),
eine Hochspannungsquelle (11) zum Erzeugen einer Hochspannung (U) an der Hochspannungselektrode und einer hohen Fokussierspannung (F) an der Fokussierelektrode, gekennzeichnet durch
eine erste Blindimpedanz (26, 25) mit einem ersten Anschluss, an dem die Hochspannung (U) steht, und einem zweiten Anschluss, an dem die Fokussierspannung (F) steht, wobei die erste Blindimpedanz kapazitiv eine schwankende Spannungskomponente dieser Hochspannung (U) der Fokussierelektrode (17) zuführt, und
eine zweite, mit der Fokussierelektrode verbundene Blindimpedanz (24), die mit der ersten Blindimpedanz einen kapazitiven Spannungsteiler (25, 24) für die schwankende Spannungskomponente bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur einer Fokussierspannung für eine Kathodenstrahlröhre.
Ein auf einer Kathodenstrahlröhre (CRT) wiedergegebenes Bild kann oft Unzulänglichkeiten oder Verzerrungen aufweisen, wie zum Beispiel eine Defokussierung oder eine Nichlinearität in der Ablenkung des Strahles der CRT. Derartige Unzulänglichkeiten oder Verzerrungen treten auf, weil sich der Abstand von der Elektronenkanone der CRT zu dem Schirmträger bei der Strahlablenkung beträchtlich ändert, zum Beispiel in der Horizontalrichtung. Im allgemeinen kann eine Verringerung der Defokussierung bei der Ablenkung des Strahls in der Horizontalrichtung durch eine dynamische Fokussierspannung verringert werden, die eine parabelförmige Spannungskomponente mit der Horizontalfrequenz aufweist, indem die dynamische Fokussierspannung für eine dynamische Änderung der Fokussierspannung einer Fokussierelektrode der CRT zugeführt wird.
In einem Projektionsfernsehempfänger (PTV = projection television receiver) hat der blaue Phosphor des Schirmes der CRT eine nennenswert geringere Persistenz oder Nachleuchtdauer als der grüne oder der rote Phosphor. Zur Kompensation des Unterschiedes in der Nachleuchtdauer wird der Augenblickswert der Helligkeit des blauen Phosphors nennenswert höher gewählt als der des grünen oder des roten Phosphors. Wegen des höheren Augenblickswertes der Helligkeit gelangt der blaue Phosphor bei hohen Video-Ansteuerpegeln in die Sättigung. Somit nimmt die blaue Lichtausbeute nicht zu, wenn die Videoansteuerung zunimmt. Im Gegensatz dazu nimmt die Lichtausbeute in dem roten und dem grünen Phosphor mit ansteigender Videoansteuerung weiter zu. Das Ergebnis ist ein Gelb in Bereichen mit hoher Helligkeit auf dem Schirm.
Eine hohe Helligkeit des Bildes für eine bestimmte CRT kann erwünscht sein. Daher wird der blaue Fokus bei Erhöhung der Leuchtfleckgröße des blauen Strahls geringfügig defokussiert. Die Erhöhung in der Abmessung des Strahlflecks erhöht den Sättigungs-Schwellwert und ermöglicht ein helleres Blau und einen vergrößerten linearen blauen Ansteuerbereich. Eine geringe Defokussierung des blauen Strahls ist akzeptierbar. Das ist der Fall, weil das menschliche Auge sich nicht zur gleichen Zeit auf Blau und Rot fokussieren kann und die meisten Bilddetails in Rot und Grün wiedergegeben werden.
Strahlstromänderungen durch die Videobelastung verursachen Änderungen der Hochspannung. Obwohl eine Defokussierung von Blau in den meisten Bereichen des Bildes auftritt, kann in manchen Bereichen des Bildes die Fokussierung optimal bleiben, wenn sich die Fokussierspannung nicht mit der Hochspannung ändert.
Es kann erwünscht sein, eine gleichmäßige Defokussierung über das gesamte Bild zu erhalten. Daher kann es erwünscht sein, die Fokussierspannung an Änderungen in der Hochspannung anzupassen, indem ein konstantes Verhältnis der Fokussierspannung zu der Hochspannung von zum Beispiel 1/3 aufrechterhalten wird. Wenn diese Anforderung an die Anpassung des Verhältnisses nicht überall in dem Bild erfolgt, gibt es Teile in dem Bild, wo die Änderungen der Hochspannung relativ zu der Fokussierspannung für Blau eine unerwünschte ideale Fokussierung für Blau bewirken. Das bewirkt eine Sättigung des blauen Phosphors, und es kann ein Verlust in der gewünschten Helligkeit für Blau auftreten. Die betroffenen Bereiche erscheinen als unerwünschte gelbe horizontale Streifen in weißen Bereichen.
Es kann erwünscht sein, eine richtige Anpassung des Verhältnisses von Fokussierspannung zu Hochspannung zu bewirken, so daß das blaue Bild gleichmäßig defo kussiert werden kann, um dadurch eine erhöhte Helligkeit mit einem Minimum an Gelb in den weißen Bereichen zu erzielen.
Bei einer bekannten Lösung erfolgt die Anpassung des Verhältnisses zwischen der Fokussierspannung und der Hochspannung dadurch, daß ein Teil der Hochspannung an eine Eingangsklemme eines Verstärkers für die dynamische Fokussierung so angelegt wird, daß ein Teil der Hochspannung in dem Verstärker zu den Signalen für die dynamische Fokussierung addiert wird. Ein zusammengesetztes Signal an einer Ausgangsklemme des Verstärkers wird dann über Koppelkondensatoren für eine dynamische Fokussierung der Fokussierelektrode jeder CRT des PTV-Empfängers zugeführt.
Aus der JP 4-48876 ist eine Videobilderzeugungsvorrichtung bekannt, die einen ersten Kondensator aufweist, über den eine dynamische Fokussierspannung an eine erste Fokussier-Elektrode angekoppelt wird. Die Videobilderzeugungsvorrichtung weist außerdem einen zweiten Kondensator auf, durch den die an die Kathodenstrahlröhre angelegte Hochspannung mit einer weiteren Fokussier- oder Beschleunigungselektrode verbunden ist. Der zweite Kondensator ist jedoch mit der ersten Fokussier-Elektrode nicht kapazitiv gekoppelt.
In einer Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach einem Aspekt der Erfindung enthält eine Kathodenstrahlröhre eine Hochspannungselektrode und eine Fokussierelektrode. Eine Hochspannungsschaltung dient zum Erzeugen einer Hochspannung an der Hochspannungselektrode und einer hohen Fokussierspannung an der Fokussierelektrode. Die Videobilderzeugungsvorrichtung enthält zudem eine erste Blindimpedanz mit einem ersten Anschluss, an dem die Hochspannung steht, und einem zweiten Anschluss, an dem die Fokussierspannung steht, wobei die erste Blindimpedanz kapazitiv eine schwankende Spannungskomponente dieser Hochspannung der Fokussierelektrode zuführt, und eine zweite, mit der Fokussierelektrode verbundene Blindimpedanz, die mit der ersten Blindimpedanz einen kapazitiven Spannungsteiler für die schwankende Spannungskomponente bildet.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Generator für eine dynamische Fokussierung mit einem erfindungsgemäßen Merkmal für eine CRT.
Die Figur zeigt eine CRT 10 eines Projektionsfernsehempfängers (PTV). Die CRT 10 erzeugt ein blaues Bild und enthält eine Hochspannungselektrode 14, die über einen Schutzwiderstand 152 mit einer Hochspannungsklemme 12 einer bekannten Hochspannungsschaltung 11 verbunden ist. Die beiden anderen CRT's des PTV sind nicht dargestellt. Die Hochspannungsschaltung 11 enthält einen Rücklauftransformator 13, der mit einer Ausgangsstufe 30 einer üblichen Horizontalablenkschaltung verbunden ist. Der Transformator 13 enthält eine aufgeteilte Hochspannungswicklung 15. Eine Hochspannung U an der Klemme 12 von ungefähr 30 kV einer Gleichspannung (DC) wird durch Gleichrichtung einer Rücklaufimpulsspannung FB gebildet. Ein Siebkondensator 151 ist an die Klemme 12 angeschlossen. Der Kondensator 151 und der Widerstand 152 können in einem nicht dargestellten Modul enthalten sein, der die Spannung U an jede der drei CRT's des PTV verteilt. Die Impulsspannung FB ergibt sich aus der Summe der Rücklaufimpulsspannungen aller Teilwicklungen der Wicklung 15.
Ein Generator 16 für die Fokussierspannung enthält ungefähr ein Drittel der Windungen der Wicklung 15. Ein Generator 16 erzeugt eine Hochspannung F von ungefähr 11,5 kV Gleichspannung aus dem Teil der Impulsspannung FB, die in einem Drittel der Windungen der Wicklung 15 erzeugt wird. Die Spannung F steht an einer Klemme 31 eines Widerstands-Spannungsteilers 37 mit einem sehr hochohmigen Widerstandswert. Ein Ableitwiderstand, ein sogenannter Bleeder 150, liegt zwischen den Klemmen, an denen die Spannungen V und F stehen. Der Spannungsteiler 37 enthält einen Widerstand 32, ein Potentiometer 33, einen Widerstand 34, einen Widerstand 35 und einen Widerstand 36, die in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Eine Klemme 31 bildet einen Endanschluß des Widerstands 32. Ein Endanschluß 36A des Widerstands 36 ist mit einer Referenzspannung verbunden, die mit Erde bezeichnet ist.
Eine Gleichspannungskomponente einer Fokussierspannung FV wird aus der Spannung F an einer Klemme 38 des Potentiometers 33 gebildet. Die Gleichspannungskomponente der Spannung FV wird über einen Widerstand 39 einer Fokussierelektrode 17 der CRT 10 zugeführt. Die Gleichspannungskomponente der Fokussierspannung FV ist über einen Spannungsbereich von ungefähr 1,5 kV einstellbar, um die Einstellung der Fokussierspannung zu erleichtern.
Ein Korrektursignal DF für die dynamische Fokussierung steht an einer Ausgangsklemme 22 eines üblichen Signalgenerators 23 für eine dynamische Fokussierung. Ein Beispiel für den Generator 23 ist beschrieben in der US-PS 5 430 358 mit dem Titel "High Voltage Vertical Dynamic Focus Amplifier" von John B. George. Der Generator 23 kann eine nicht dargestellte Verstärkerstufe enthalten. Der Generator 23 empfängt ein horizontalfrequentes, parabelförmiges Signal HP und ein vertikalfrequentes, parabelförmiges Signal VP und kombiniert die parabelförmigen Signale. Das Signal DF enthält eine Summe eines Signals mit einer horizontalfrequenten, parabelförmigen Komponente mit 800 V Spitze/Spitze und ein Signal mit einer vertikalfrequenten, parabelförmigen Komponente mit 300 V Spitze/Spitze und mit einer Grundwelle von zum Beispiel 60 Hz. Das Signal DF wird über einen Kondensator 24 der Fokussierelektrode 17 der CRT 10 zugeführt.
Der Kapazitätswert des Kondensators 24 ist so gewählt, daß in Kombination mit dem Widerstandswert an dem Verbindungspunkt 40 des Widerstands 39 und des Kondensators 24 eine nennenswerte Signaldämpfung und eine minimale Phasenverschiebung bei der Frequenz von 60 Hz des Signals mit der vertikalfrequenten, parabelförmigen Komponente entstehen. Jedoch bildet eine derartige Anordnung ein Tiefpaßfilter, das verhindert, daß Spannungsänderungen in den Spannungen U und F als Ergebnis der Videobelastung in der Fokussierspannung FV erscheinen. Die obengenannte Tiefpaßfilterung liefert einen Nebenvorteil, indem eine Verzerrung durch Verwendung des Anteils von einem Drittel der Wicklung 15 beseitigt wird.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Merkmal bildet ein Kondensator 25 mit 150 pF, der in Reihe zu einem Widerstand 26 mit 1 MOhm liegt, zusammen mit einem Reihenwiderstand und einem Kondensator (R-C) ein Netzwerk 41, das zwischen der Hochspannungsklemme 12 und der Fokussierelektrode 17 liegt. In vorteilhafter Weise ist das R-C-Netzwerk 41 nur an die Fokussierelektrode der CRT 10 angeschlossen, die das blaue Bild erzeugt. Die nicht dargestellten Generatoren für die Fokussierspannung der nicht dargestellten CRT's zur Erzeugung des grünen und des roten Bildes sind ähnlich zu dem Generator 16 für die Fokussierspannung, mit der Ausnahme, daß sie kein Netzwerk wie das Netzwerk 41 enthalten.
Das Signal DF für die dynamische Fokussierung des Generators 23 wird durch einen kapazitiven Spannungsteiler mit den Kondensatoren 24 und 25 kapazitiv in der Spannung geteilt. Die Signalkomponenten des Signals DF mit niedrigen Frequenzen im Bereich von 60 Hz bis 1 kHz werden an der Fokussierelektrode 17 auf etwa 2/3 ihrer Werte gedämpft.
Die Spannungsschwankungen der Hochspannung U in dem Frequenzbereich von 60 Hz bis 1 kHz durch die Videobelastung werden in dem Spannungsteiler mit dem Widerstand 26, dem Kondensator 25 und dem Kondensator 24 um ein Teilerverhältnis von 1/3 heruntergeteilt. Als Ergebnis davon wird 1/3 der Amplitude der Spannungsschwankungen der Hochspannung U der Fokussierelektrode 17 für Blau zugeführt, um eine optimale Anpassung der Fokussierspannung FV an die Spannung U zu bewirken.
Wie oben erläutert, könnte es, wenn die Anforderung an die Anpassung nicht überall in dem Bild erfüllt wird, Teile des Bildes geben, wo aufgrund der Änderungen der Hochspannung die Fokussierspannung FV für Blau in unerwünschter Weise eine ideale Fokussierung bewirken könnte. Das Ergebnis ist, daß eine Sättigung des Phosphors und ein Verlust der gewünschten Helligkeit für Blau auftreten könnten.
Für Signalkomponenten des Signals DF bei Frequenzen oberhalb 1 kHz wird der Widerstand 26 mit 1 MOhm dominierend und groß relativ zu der Reaktanz der Kondensatoren 25 und 24 und beendet den Teilungsvorgang. Daher ergibt sich in vorteilhafter Weise für eine Signalkomponente mit der Horizontalfrequenz für eine dynamische Fo kussierung bei 15 kHz eine vernachlässigbare Dämpfung. Die durch das Videosignal erzeugten Spannungsschwankungen werden für diese Frequenzen kleiner und benötigen keine Anpassung der Spannungsschwankungen der Spannung FV an die Spannung U. Während Spannungsüberschlägen in der Bildröhre wird die Klemme 12 vorübergehend und schnell geerdet. In vorteilhafter Weise schützt der Widerstand 26 mit 1 MOhm den Generator 23 für das Signal für die dynamische Fokussierung gegen Zerstörung durch große Ströme, die ohne den Widerstand 26 in den Kondensatoren 24 und 25 fließen würden.

Claims

Video-Bilderzeugungsvorrichtung, enthaltend: eine Kathodenstrahlröhre mit einer Hochspannungselektrode (14) und einer Fokussierelektrode (17), eine Hochspannungsquelle (11) zum Erzeugen einer Hochspannung (U) an der Hochspannungselektrode und einer hohen Fokussierspannung (F) an der Fokussierelektrode, gekennzeichnet durch eine erste Blindimpedanz (26, 25) mit einem ersten Anschluss, an dem die Hochspannung (U) steht, und einem zweiten Anschluss, an dem die Fokussierspannung (F) steht, wobei die erste Blindimpedanz kapazitiv eine schwankende Spannungskomponente dieser Hochspannung (U) der Fokussierelektrode (17) zuführt, und eine zweite, mit der Fokussierelektrode verbundene Blindimpedanz (24), die mit der ersten Blindimpedanz einen kapazitiven Spannungsteiler (25, 24) für die schwankende Spannungskomponente bildet.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwankende Spannungskomponente der Hochspannung durch die Videobelastung erzeugt wird.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Generator (23) für eine dynamische Fokussierspannung zum Erzeugen einer Spannungskomponente für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP, HP) der Fokussierspannung und einen zweiten Kondensator (24) zum Anlegen der Spannungskomponente für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP, HP) an die Fokussierelektrode.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (25) und der zweite (24) Kondensator einen kapazitiven Spannungsteiler für eine der Spannungskomponenten für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP, HP) und die schwankende Spannungskomponente bilden.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensator (24) mit dem ersten Kondensator (25) den kapazitiven Spannungsteiler für jede der Spannungskomponenten für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP, HP) und die schwankende Spannungskomponente bilden.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungskomponente für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von HP, VP) einen ersten parabelförmigen Spannungsteil für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von HP) bei einer Frequenz enthält, die mit einer Horizontalablenkfrequenz verknüpft ist, und einen zweiten parabelförmigen Spannungsteil für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP) bei einer Frequenz enthält, die mit einer Vertikalablenkfrequenz verknüpft ist, wobei der kapazitive Spannungsteiler (25, 24) den zweiten parabelförmigen Spannungsteil für die dynamische Fokussierung dämpft.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Blindimpedanz dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Widerstand (26) in Reihe mit dem ersten Kondensator geschaltet ist, um zu verhindern, dass der kapazitive Spannungsteiler den ersten parabelförmigen Spannungsteil für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von HP) dämpft.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die erste Blindimpedanz bildende Kondensator die Zuführung ohne Verstärkung bewirkt.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Blindimpedanz (25, 24) eine Spannungsdämpfung bewirkt, um an der Fokussierelektrode einen Teil der schwankenden Spannungskomponente zu bilden.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre mit einer Hochspannungselektrode und einer Fokussierelektrode, eine Hochspannungsquelle (11) zum Erzeugen einer Hochspannung (U) an der Hochspannungselektrode und einer hohen Fokussierspannung (F) an der Fokussierelektrode, eine erste Blindimpedanz (25) zum Zuführen einer schwankenden Spannungskomponente der Hochspannung zu der Fokussierelektrode, einen Generator (23) für eine dynamische Fokussierspannung zum Erzeugen einer Spannungskomponente für die dynamische Fokussierung (abgeleitet von VP, HP) der Fokussierspannung, gekennzeichnet durch eine zweite Blindimpedanz (24) zum Zuführen der Spannungskomponente für die dynamische Fokussierung zu der Fokussierelektrode derart, dass die erste und die zweite Blindimpedanz einen Blind-Spannungsteiler für die Spannungskomponente für die dy namische Fokussierung und die schwankende Spannungskomponente der Hochspannung bilden.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Impedanz (25) eine erste Kapazität (25) zur kapazitiven Kopplung der schwankenden Spannungskomponente an die Fokussierelektrode enthält.
Video-Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (25) und die zweite (24) Blindimpedanz eine erste Kapazität (25) bzw. eine zweite Kapazität (24) enthalten.