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Korrekturschaltng zur Konvergenzkorrektur ftir Farbfernsehempfänger
Die Erfindung bezieht sich auf eine Korrekturschaltung zur Konvergenzkorrektur fUr
Farbfernsehempfänger, bei der auf einen Magnetkern gewickelte Korrekturspulen mit
Parabelstrom gespeist werden und der durch den in diesen Korrekturspulen fließenden
Strom erzeugte Magnetfluß dazu verwendet wird, um eine Mehrzahl von Elektronenstrahlen
zu konvergieren.
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Bei den bekannten Korrekturschaltungen dieser Art wird die angestrebte
Konvergenzkorrektur dadurch beeinträchtigt, daß die zur Korrektur dienenden Magnetflüsse
in den Korrekturspulen auf dem Konvergenzkorrekturjoch im Vergleich zu dem Parabelstrom
in den Korrekturspulen in ihrer Phase verzögert sind.
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81-(Pos. 51.656)DfF
Zur Erläuterung dieser Erscheinung
soll im folgenden zunächst anhand der Darstellung in Fig. 1 bis 5 die Arbeitsweise
einer solchen bekannten Korrekturschaltung näher beschrieben werden. Dabei zeigen
in der Zeichnung: Fig. 1 ein Schaltbild für eine bekannte Korrekturschaltung zur
Konvergenzkorrektur, die mit passiven Bauelementen arbeitet; Fig. 2 ein Schaltbild
für eine bekannte Korrekturschaltung zur Konvergenzkorrektur, die mit einem aktiven
Bauelement arbeitet; Fig.3a ein Ersatzschaltbild für die Korrekturspulen auf dem
Konvergenzkorrekturjoch; Fig.3b ein Diagramm zur Veranschaulichung der Wellenform
für den im Ersatzschaltbild von Fig. Da fließenden Strom und Fig, 4 ein Diagramm
zur Veranschaulichung der Wellenform des bei Kompensation der Phasenverzögerung
durch die Schaltung von Fig. 2 in den Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur
fließenden Parabelstromes.
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In der in Fig. 1 dargestellten Schaltung wird die rJleichspannungskomponente
der Impulsspannung für die Horizontalablenkung, die durch den Rücklauftransformator
1 eines Farbfernsehempfängers erzeugt wird, durch einen ondensator 2 abgeblockt,
so daß sie sich in nachgeschalteten variablen Spulen 3 in eine Sagezannspannung
integrieren läßt. Während der ersten Halbperiode eines Horizontalabtastzyklus geht
der größte Teil-des Stromes im Kondensator 2
und den variablen Spulen
3 durch eine Diode 4 und einen Widerstand 5 hindurch, während der Entladestrom aus
einem Kondensator 7 Uber einen variablen Widerstand 8 in Korrekturspulen 6 für die
horizontale Konvergenzkorrektur fließt. Der oben erwähnte Umstand, daß der Strom
in den Korrekturspulen 6 durch den variablen Widerstand 8 fließt, ermöglicht es,
die erste Halbperiode der Abtastung, also die Abtastung der linken Seite des Lelachtschirms,
in der Hauptsache durch Variation des Widerstandswertes für diesen variablen Widerstand
8 einzustellen. Während der letzten Halbperiode der Horizontalabtastung fließ kein
Strom durch die Diode 4 oder den Widerstand 5, während der Strom im Kondensator
2 und den variablen Spulen 3 auf zwei Zweige verteilt wird, von denen der erste
die Serienschaltung aus dem Kondensator 7 und dem variablen Widerstand 8 und der
zweite die Korrekturspulen 6 für die horizontale Konvergenzkorrektur enthält, so
daß der Kondensator 7 aufgeladen wird.
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Der in den Korrekturspulen 6 für die horizontale Konvergenzkorrektur
fließende Strom läSt sich durch Variation des Induktivitätswertes für die variablen
Spulen 3 ändernd und damit wird es möglich, die Konvergenzkorrektur während der
zweiten Halbperiode der Horizontalabtastung, also auf der rechten Seite des Leuchtschirms,
in der Hauptsache durch Änderung der Induktanz der variablen Spulen 3 vorzunehmen.
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Die obigen Darlegungen zeigen, aus der vorstehenden Beschreibund
ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß der Wert des Stromes in den Korrekturspulen
6 für die Konvergenzkorrektur während der ersten Halbperiode eines Eorizontalabtastzyklus
im
wesentlichen durch Einstellung des variablen Widerstandes 8 und während der zweiten
Halbperiode dieses orizontalabtastzyklus in der Hauptsache durch Einstellung der
variablen Spulen 5 verändert wird.
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Tatsächlich fUhrt jedoch die Einstellung der variablen Spulen 5 oder
des variablen Widerstandes 8 zu Anderungen des Stromes-in den Korrekturspulen 6
für die Konvergenzkorrektur während der gesamten Periode des Horizontalabtastzyklus,
so daß der Strom in den Korrekturspulen 6 ftlr die Konvergenzkorrektur eine gleichzeitige
änderung für die linke und die rechte Seite des Leuchtschirms erfährt, so daß es
für die Einstellung der Korrekturschaltung von Fig. 1 erheblichen Zeitaufwandes
und großen Geschicks bedarf, Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung, die eine Korrektur
schaltung mit aktiver, dynamischer Konvergenzkorrektur darstellt, ist aus dem BemUhen
heraus entstanden, diesen Nachteil der Korrekturschaltung von Fig. 1 zu überwinden.
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In der Schaltung von Fig.2 erzeugen Horizontalablenkspulen 11 und
ein Kondensator 12 für die Korrektur einer S-förmigen Verzerrung Parabelspannungen
für die Horizontalabtastzyklen. Diese Parabelspannung wird an ihrem unteren Ende
mit Hilfe einer Klemmschaltung mit einem Kondensator 15 und einer Diode 14 im wesentlichen
auf Erdpotential geklammert, so daß am Ausgang des die Kondensatoren 12 und 15 und
die Diode 14 enthaltenden Parabelspannungsgenerators 15 eine Parabelspannung 16
mit ausgerichteten unteren Enden erscheint. Diese Parabel-Spannung 16 wird einer
Trennschaltung 17 zugefUhrt, von wo aus sie über Widerstände 18 bzw. 19 zum Kollektor
eines Schalttransistors 19 bzw. zum Kollektor eines Schalttransistors 21 gelangt.
An ihrer Basis werden die Schalttranistoren 19 und 20 mit Impulsspannungen 22 bzw.
25
gespeist, die den gleichen Zyklus aufweisen wie die florizontalabtastung,
eine der Hälfte des Horizontalabtastzyklus aufweisende Impulsbreite zeigen und in
ihrer Phase um 1800 gegeneinander versetzt sind. Dabei bringt die Impulsspannung
22 den Schalttransistor 19 während der ersten Halbperioden der Horizontalabtastzyklen
in eingeschalteten und während der zweiten Halbperiodender Horizontalabtastzyklen
in ausgeschalteten Zustand, so daß während der ersten Halbperioden der Horizontalabtastzyklen
die Parabelspannung Uber den Emitter und den Kollektor des Schalttransistors 19
auf Erde gelegt wird, woraus sich an der ersten Ausgangsklemme 24 der Trennschaltung
17 eine resultierende Spannung 25 ergibt. Auf der anderen Seite führt die Impulsspannung
23 dazu, daß der Schalttransistor 21 während der ersten Halbperioden der Horizontalabtastzyklen
ausgeschaltet und während der zweiten Halbperioden der Horizontalabtastzyklen eingeschaltet
ist, so daß an der zweiten Ausgangsklemme 26 der Trennschaltung 17 während der ersten
Halbperioden der Horizontalabtastzyklen die Parabelspannung 16 auftritt, während
an dieser Stelle während der zweiten Halbperioden der Norizontalabtastzyklen die
Spannung 27 erscheint, da dann die Parabelspannung 16 Uber den Kollektor und den
Emitter des Schalttransistors 21 auf Erde gelegt ist, Die an der ersten Ausgangsklemme
24 der Trennschaltung 17 auftretende Spannung 25 wird in ihrer Amplitude durch einen
variablen Widerstand 28 eingestellt und der Basis eines Transistors 29 zugefUhrt,
während die an der zweiten Ausgangsklemme 26 der Trennschaltung 17 auftretende Spannung
27 der Basis des Transvlstors 29 zugefUhrt wird, nachdem ihre Amplitude durch einen
variablen Widerstand 50
eingestellt worden ist. Als Ergebnis werden
die Spannungen 25 und 27 an der Basis des Transistors 29 zu einer Parabelspannung
vereinigt, so daß dem Transistor 29 nachgeschaltete Korrekturspulen 51 für die horizontale
Konvergenzkorrektur mit Parabelstrom gespeist werden.
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Obwohl es die oben beschriebene Korrekturschaltung ermöglicht, die
erste und die zweite Halbperiode der Horizontalabtastung, also die linke und die
rechte Hälfte des Leuchtschirmes, unabhängig voneinander zu korrigieren, rührt der
Umstand, daß die Korrekturspulen 31 für die Konvergenzkorrektur mit Parabelstrom
gespeist werden, dazu, daß die durch den in den Korrekturspulen 51 für die Konvergenzkorrektur
fließenden Strom erzeugten Magnetfltsse für die Konvergenzkorrektur in ihrer Phase
hinter dem in den Korrekturspulen fließenden Strom nacheilen, woraus sich der Nachteil
ergibt, daß sich keine befriedigende Konvergenzkorrektur erhalten läßt.
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Diese Schwierigkeit einer Phasenverzögerung gibt es in der Korrekturschaltung
von Fig. 1 nicht, bei der in den Korrekturspulen 6 Parabelstrom zum Fließen gebracht
wird, indem an diese Korrekturspulen 6 eine Sägezahnspannung angelegt wird.
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Der Grund für die oben erwähnte Phasenverzögerung soll nunmehr unter
Bezugnahme auf die Darstellungen in Fig. da und 3b erläutert werden, von denen Fig.5a
ein Ersatzschaltbild für das Korrekturjoch zur Konvergenzkorrektur und Fig. Db die
Kennlinien für die Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 3a zeigen.
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Die Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur sind im allgemeinen
auf einen U-förmigen Ferritkern aufgewickelt, so daß sich das Ersatzschaltbild für
das Konvergenzjoch mit dem U-förmigen Ferritkern und den darauf aufgewickelten Korrekturspulen,
wie es in Fig.5a dargestellt ist, als eine Parallelschaltung aus einem Widerstand
R und einer Induktivität L ergibt, wobei der Widerstand R der Summe aus den Ohm'schen
Verlusten in den Korrekturspulen und anderen Verlusten wie den Eisenverlusten in
dem verwendeten Ferritkern äquivalent ist und die Induktivität L der Erregerinduktanz
fur die Erzeugung der Magnetflüsse entspricht. Bei dieser Anordnung läßt sich der
Strom in der Induktivität L für die Erzeugung der Magnetflüsse schreiben zu:
wobei 10 für den in den Korrekturspulen fließenden Gesamtstrom und w für die Kreisfrequenz
dieses Korrekturscromes 10 stehen. Aus der obigen Beziehung (1) ergibt sich, daß
der Strom I gegenUber dem Strom 10 in seiner Phase um uJ L verzögert ist. Diese
Phasenverzögerung erreicht für einen den lIorizontalabtastzyklen äquivalenten Wert
für die Kreisfrequenz * eine erhebliche Größe. Eine solche Situation ist in Fig.3b
veranschaulicht, wo die Kennlinien für die Ströme Io und I# als Funktion der Zeit
dargestellt und entlang der Abszisse die Zeit t und entlang der Ordinate die Stromamplitude
I aufgetragen sind. Wie die Darstellung in Fig. 3b zeigt, eilt der Strom If in seiner
Phase dem Strom Io hinterher, so daß sich für die ersten und zweiten
Halbperioden
eines Horizontalabtastzyklus unterschiedliche Korrekturströme ergeben und damit
die Konvergenzkorrektur schwierig wird.
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Wie oben erläutert ist die in Fig. 3a und 3b veranschaulichte Korrekturschaltung
trotz ihres Vorteils, daß sich die in den Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur
fließenden Parabelströme während der ersten und der zweiten Halbperioden eines Abtastzyklus
unabhängig voneinander einstellen lassen unddamit die Einstellung der Konvergenzkorrektur
als Ganzes vereinfacht wird, mit dem Nachteil behaftet, daß die IAaSnetflußse für
die Konvergenzkorrektur in ihrer Phase den Strömen in den Korrekturspulen für die
Konvergenzkorrektur nacheilen.
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Eine für die Beseitigung dieser Schwierigkeit oder des Umstandes,
daß die Phasenverzögerung für den Strom in der Erregerinduktanz L für die Erzeugung
der Magnetfltsse für die Konvergenzkorrektur zu einer Phasenverzögerung der Magnetflüsse
für die Konvergenzkorrektur fUhrt, vorgeschlagene Methode besteht darin, die Amplitude
des in den Korrektur spulen ftir die Konvergenzkorrektur während der ersten und
der zweiten Halbperioden der Horizontalabtastzyklen fließenden Parabelstroms in
der in Fig.4 gezeigten Weise mit Hilfe der variablen Widerstände 28 und 30 in der
Art vor einzustellen, daß diese Phasenverzögerung kompensiert wird. Da sich jedoch
an der Verbindungsstelle zwischen den ersten und den zweiten Halbperioden des Parabelstromzyklus
ein großer Sprung einstellt, entstehen in den Streukapazitäten und Streuinduktanzen
der Korrekturspulen
für die Konvergenzkorrektur oszillierende
Ströme, und es wird dadurch unmöglich, eine angemessene Konvergenzkorrektur zu erreichen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Korrekturschaltung
der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur
mit Korrekturströmen gespeist werden, die jegliche Phasenverzögerung für den in
der Erregerinduktanz der Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur fließenden
Strom gegenüber dem in den Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur fließenden
Korrekturstrom zu kompensieren vermögen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Parabelstrom
synchron dazu ein Sägezahnstrom Uberlagert und der resultierende Strom zur Speisung
der Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur mit Strom von gleicher Wellenform
herangezogen wird, um die Phasenverzögerung des in der Erregerinduktanz der Korrekturspulen
fließenden Stromes zu kompensieren.
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Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung der Korrekturschaltung ist
Jegliche Phasenverzögerung der in den Korrekturspulen auf dem Konvergenzkorrekturjoch
erzeugten korrigierenden Magnetflüsse gegenüber dem in den Korrekturspulen fließenden
Parabelstrom vermieden. Ein störender Einfluß dieser Erscheinung auf die Konvergenzkorrektur
ist also nicht mehr zu befürchten.
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Bei einer bevorzugten Ausftthrungsform der Erfindung kann für die
ilberlagerung der Parabelspannung mit der Sägezahnspannung ein Rechenverstärker
vorgesehen sein und die
esultierende Spannung in Strom umgewandelt
und den Korrekturspulen zugeführt werden. Dabei ist insbesondere eine Ausbildung
der Korrekturschaltung in der Weise bevorzugt, daß der Rechenverstärker erste, zweite
und dritte Widerstßände, einen Addierer und einen Verstärker enthält, von denen
der Addierer Uber den ersten Widerstand mit der Parabelspannung, über den zweiten
Widerstand mit einer durch Differenzieren der Parabalspannung gewonnenen Sägezahnspannung
und über den dritten Widerstand mit der Ausgangsspannung des Verstärkers gespeist
wird, dem wiederum an seinem Eingang die Ausgangsspannung des Addierers zugeführt
wird,wobei am Ausgang des Verstärkers eine das Ergebnis der Überlagerung der Parabelspannung
Uber die Sägezahnspannung darstellende Spannung auftritt, die in Strom umgewandelt
und den Korrekturspulen für die Konvergenzkorrektur zugefUhrt wird, und die ersten
und zweiten Widerstände so groß gewählt sind, daß sich eine Kompensation der Phasenverzögerung
des in der Erregerinduktanz der Korrekturspulen fließenden Stromes ergibt.
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Für die weitere Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird
nunmehr auf die Darstellung in Fig.5 und 6 Bezug genommen, in denen eine bevorzugte
AusfUhrungsform der Erfindung veranschaulicht ist; dabei zeigen: Fig. 5 ein Diagramm
zur Veranschaulichung der Wellenform des Stromes zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Erfindung und Fig. 6 ein Schaltbild für eine erfindungsgemäß ausgebildete Korrekturschaltung
zur Konvergenzkorrektur.
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Erfindungsgemäß wird einem Parabelstrom, der den Korrekturspulen
für die Konvergenzkorrektur zugefUhrt wird, ein Sägezahnstrom überlagert, um die
Phasenverzögerung des Stromes in der Erregerinduktanz L gegenüber dem Strom in den
Korrektorspulen für die Konvergenzkorrektur zu kompensieren.
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Die Tatsache, daß sich diese Phasenverzögerung durch Überlagerung
eines Sägezahnstromes über den Parabelstrom kompensieren läßt, soll zunächst anhand
der Darstellung in Fig. 5 erläutert werden.
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In Fig. 5 ist in Zeile (a) eine symmetrische Wellenform für den Strom
veranschaulicht, bei der die ersten und die zweiten Halbperioden eines Horizontalabtastzyklus
genau miteinander in Übereinstimmung sind, wobei entlang der Abszisse die Zeit t
und entlang der Ordinate der Strom ip aufgetragen sind. Die Darstellung in Zeile
(b) von Fig. 5 zeigt eine Sägezahnform, wie sie sich durch Differenzieren des in
Zeile (a) von Fig.5 dargestellten Parabelstromes erhalten läßt, wobei entlang der
Abszisse wiederum die Zeit t und entlang der Ordinate der Sägezahnstrom is aufgetragen
sind. Die Darstellung in Zeile (c) von Fig.5, in der wiederum entlang der Abszisse
die Zeit t und entlang der Ordinate ein Strom io aufgetragen sind, zeigt die Wellenform
für einen zusammengesetzten Strom, wie er sich als das Ergebnis einerluberlagerung
des Parabelstromes ip mit dem Sägezahnstrom i5 ergibt, wie diese in den Zeilen (af
bzw. (b) von Fig. 5 veranschaulicht sind.
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Der in Zeile (a) in Fig.5 dargestellte Parabelstrom ip, der symmetrisch
zu der Trennlinie zwischen der ersten und
der zweiten Halbperiode
eines Horizontalabtastzyklus verläuft, läßt sich schreiben zu: ip = 4 Ip(t/T - 1/2)²
(2) Dieser Parabelstrom wird differenziert, um den Sägezahnstrom i5 zu erhalten,
der in Zeile (b) in Fig. 5 veranschaulicht ist und sich schreibt zu: is It 1 (3)
wobei Ip und Is für die Maximalamplituden des Parabelstromes bzw. des Sägezahnstromes
und T für die Periode eines Abtastzyklus stehen. Zur Vorverschiebung der Phasenlage
des Parabelstromes i werden dieser Parabelstrom ip und p p der Sägezahnstrom is
miteinander addiert, so daß sich ein zusammengesetzter Stromverlauf ergibt, der
sich berechnet zu: io=A . ip+B.iS = 4A.Ip (t/T - 1/2 + #)²+ K (4) wobei A und B
passende Koeffizienten sind und außerdem die Beziehungen BIs = 8AIp und 22 K = 3/2
BIs - 3AIp - B2Is2 4AIp gelten. Aus dieser Beziehung (4) läßt sich ersehen, daß
die Phase der Parabelwelle A . i um r vorverschoben wird, p wie dies in Zeile (c)
von Fig.5 dargestellt ist.
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Nunmehr soll unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 6 eine
AusfUhrungsform der Erfindung näher beschrieben werden, die sich auf eine Korrekturschaltung
zur horizontalen Konvergenzkorrektur bezieht.
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In Fig, 6 erzeugt ein in Reihe mit Horizontalablenkspulen 11 liegender
Kondensator 12 für die Korrektur einer S-förmigen Verzerrung eine Parabelspannung
41. Eine Sägezahnspannung 42 für die Kompensation der Phasenverzögerung wird durch
Differenzieren der Parabelspannung 41 in einer Differenzierschaltung gewonnen, die
einen Kondensator 43 und einen Widerstand 44 enthält. Die Addition der Spannungen
41 und 42 erfolgt in eineX echenverstärker, der einen Addierer 45, einen Verstärker
46 und Widerstände 48 und 49 enthält, wobei der Verstärker 46 an seiner Ausgangsklemme
als Ergebnis der Spannungsaddition eine Ausgangsspannung eO erzeugt. Für die nachstehende
Rechnung werden die Größe der Widerstände 47, 48 und 49 zu RrpJ Rrs bzw. R die Größe
der Parabelspannung 41 zu klein ep und die Größe der Sägezahnspannung 42 zu es angenommen.
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Dann berechnet sich die Ausgangsspannung eO an der Ausgangsklemme
des Verstärkers 46 als Ergebnis der Spannungsaddition zu: Rf Rf eo = ep . Rfp +
es . Rrs (5) Entsprechend läßt sich die Ausgangsspannung eO, die das Ergebnis der
Spannungsaddition darstellt, durch passende Wahl der Werte für Rrp und Rrs in ihrer
Phase gegenüber der eingangsseitigen Parabelwelle ep um einen Wert # vorverschieben,
der sioh berechnet zu: # = RrP Es (6) # RrsEp
wobei Es und Ep für
die Maximalamplituden der Spannungen es bzw. e p stehen, Als Ergebnis wird der Korrekturstrom
den Korrekturspulen 31 für die Konvergenzkorrektur mit Kompensation seiner Phasenverzögerung
zugeführt. Dies macht es möglich, die Form der Mißkonvergehz mit der Wellenform
der durch den Korrekturstrom erzeugten korrigierenden Magnetflüsse zur Deckung zu
bringen, so das sich die verbleibende Mißkonvergenz verringern läßt, die nach Korrektur
der Mlßkonvergenz in einer Kathodenstrahlröhre mit 110° Ablenkung auftreten kann.
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Die vorstehende Beschreibung läßt erkennen, daß im Rahmen der Erfindung
ein System zum Einsatz gebracht wird, das einen Parabelwellengenerator für die Speisung
der Konvergenzeinstellschaltung mit Korrekturwellen enthält, um die Konvergenzeinstellung
zu erleichtern, so daß sich selbst eine große Mißkonvergenz, wie sie vielfach bei
Farbfernsehrdhren mit 110° Ablenkung auftritt, ohne Einstellschwierigkeiten korrigieren
läßt, Außerdem kann die verbleibende Mißkonvergenz nach der Einstellung vermindert
werden.
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Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung bezieht
sich zwar auf die Korrektur der horizontalen Konvergenz, die Erfindung läßt sich
Jedoch ohne weiteres auch auf die Korrektur der vertikalen Konvergenz anwenden,