DE2639224A1

DE2639224A1 - Ablenkschaltung zur teilbildabtastung

Info

Publication number: DE2639224A1
Application number: DE19762639224
Authority: DE
Inventors: Michael Anthony Reeds
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1977-03-10
Also published as: IE43170B1; IT1063514B; DK145840C; GB1554404A; ZA765220B; LU75695A1; NL7609742A; AU1733276A; DK395576A; DK145840B; FR2322495B1; BE845667A; FR2322495A1; IE43170L; AU500701B2

Description

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THOEM MJäCSSICÄL IMM3STSIES UMLTED₉ London, England

Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung

Die Erfindung betrifft eine Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung mit einer oder mehreren Teilbildablenkspulen und mit Einrichtungen zur Speisung der Ablenkspulen mit Ablenkstrom.

Bei derartigen Ablenkschaltungen sind Korrekturschaltungen für die Kissenverzerrung erforderlich*

Bei einer magnetisch abgelenkten Kathodenstrahlröhre, wie sie beispielsweise in einem Fernsehempfänger verwendet wird, kann die Form des Bildes dadurch verzerrt werden» daß die Bildschirmoberfläche nur nahezu eben ist. Dies ist allgemein als Kissenverzerrung bekannt und man geht im allgemeinen davon aus, daß zwei Hauptkomponenten vorliegen, nämlich die Ost-West- und die Word-Süd-Verzerrung. Die Nord-Süd-Verzerrung ist als verhältnismäßig große Bildhöhe (d.h. vertikale Abtastamplitude) am linken und rechten Rand der Darstellung erkennbar. In der folgenden Beschreibung ist eine

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elektrische Schaltung beschrieben, die die Nord-Süd-Verzerrung korrigiert. Es werden 2.Zt. andere Schaltungen verwendet, die entweder einen sättigbaren Reaktor (Wandler) oder einen Kurvengenerator mit nachfolgendem Leistungsverstärker verwenden. Die im folgenden beschriebene Schaltung ist einfacher, billiger und arbeitet mindestens ebenso gut wie diese bekannten Schaltungen.

Um eine Nord-Süd-Kissenkorrektur zu erreichen, muß ein sinusförmiger Strom bei Zeilenfrequenz (insbesondere von 15625 Hz), der sich in der Amplitude mit dem vertikalen Ablenkstrom ändert, durch die Ablenkspulen fließen. Dieser Korrekturstrom wird im folgenden auch als doppelschleifenförmiger Strom bezeichnet, da man diesen Verlauf auf einem Oszilloskop sehen kann.

Gemäß Fig. 1a der beiliegenden Zeichnungen wird ein Schalter Sw wiederholt bei der natürlichen Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung geöffnet und geschlossen. Diese kann, so wie es in Fig. 1b dargestellt ist, ausgebildet sein, wobei eine Induktivität L und eine Kapazität C einen Reihenresonanzkreis bilden«. Während der Schalter geschlossen ist, können L und C in Resonanz schwingen, wobei der umlaufende Strom durch den Schalter fließt. Wenn der Schalter geöffnet wird, dann fließt ein Strom I einer Stromquelle S in den Resonanzkreis. Dies hat die Wirkung, daß der umschwingende Ström in dem Resonanzkreis gehalten wird. Ferner ist der· umschwingende Strom direkt proportional dem Strom I. Folglich ist die sinusförmige Spannung an L oder C direkt proportional dem Strom I. Wenn die Richtung des Stroms I umgekehrt wird, dann weisen die Schwingungen eine Phasenänderung von 180° auf.

Wenn die Stromquelle S eine Quelle für den Fernsehteilbildablenkstrom ist und der Schalter Sw mehrfach geöffnet und

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geschlossen ist, mit einer Frequenz, die der Fernsehzeilenfrequenz entspricht, dann erscheint der Strom I als ein sich langsam ändernder Strom für den Schalter Sw und den Resonanzkreis. Ein nicht korrigierter Fernsehteilbildablenkstrom hat einen sägezahnförmigen Verlauf, der durch Mull in der Mitte des geneigten Teils jedes Sägezahns hindurchgeht.

Die Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung der eingangs erwähnten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Resonanzschaltung einen Korrekturstrom für die Nord-Süd-Verzerrung im Ablenkstrom hinzufügt und daß die Resonanzschaltung eine Schalteinrichtung aufweist, die die Resonanzschaltung kurzschließt, wenn sie sich im geschlossenen Zustand befindet.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ablenkschaltung für eine Fernsehkathodenstrahlröhre verwendet wird, ist die Schaltvorrichtung bei Betrieb während jedes Zeilenabtastabschnitts in geschlossenem Zustand und während jedes Zeilenrücklaufabschnitts im offenen Zustand.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 2a, 2b und 2c Schaltbilder einfacher Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4a, 4b, 4c, 4d und 4e Schaltbilder für Schalteinrichtungen für Ausführungsformen der Erfindung,

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Fig. 5a, 5b, 5c, 5d, 5e und 5f Schaltbilder für einstellbare Resonanzschaltungen für Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 6 ein Schaltbild für eine einstellbare Schalteinrichtung für eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 ein Schaltbild einer anderen einstellbaren Schaltvorrichtung für eine Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 8 ein Diagramm des Kurvenverlaufs für den Betrieb einer weiteren Ausführungsform.

In den Fig. 2a, 2b und 2c der Zeichnungen sind Schaltbilder von Korrekturschaltungen für die Teilbildablenkungen gemäß der Erfindung dargestellt. Jede dieser Schaltungen weist einen Teilbildausgangsverstärker A, Teilbildablenkspulen Ly, einen Umformer T1 mit einer Primärwicklung Np und einer Sekundärwicklung Ns, einen Kondensator C und einen Schalter auf. Gemäß Fig. 2a fließt der Teilbildablenkstrom in die Teilbildablenkspulen Ly über die Sekundärwicklung Ns und er wird über den Schalter Sw, wenn dieser geschlossen ist, abgeleitet oder aber über den Reihenresonanzkreis, der durch den Kondensator C und die Primärwicklung Np gebildet ist, wenn der Schalter offen ist. Jede Schaltung hat vier wesentliche Funktionsbereiche, nämlich folgende:

1. Der Teilbildausgangs- oder -leistungsverstärker A wird zur Teilbildablenkung benötigt.

2. Die Teilbildablenkspule Ly,

3. ein Sinusgenerator für die Zeilenfrequenz, der aus dem Kondensator C, der Primärwicklung Nt und dem Schalter Sw gebildet ist,

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4. eine Wicklung Us um die Sinusschwingungen in der Zeilenfrequenz mit den Teilbildablenkspulen Ly zu koppeln.

Eine Generator schaltung Np-C-Sw für Sinusschwingungen ist mit den Teilbildablenkspulen in Reihe geschaltet, so daß sie einen doppelschleifenformigen Kurvenverlauf erzeugen kann. (Np und C können untereinander vertauscht werden und die Schaltung arbeitet dann immer noch einwandfrei).

Die Sekundärwicklung Ns muß mit den Teilbildablenkspulen Ly in Reihe geschaltet sein, so daß der doppelschleifenförmige Verlauf zu der Verstärkerausgangsspannung, die den Teilbildablenkspulen Ly zugeführt wird, addiert werden kann. Es ist jedoch unmaßgeblich, in welcher Reihenfolge sie miteinander verbunden sind, solange sie in Reihe geschaltet sind (siehe beispielsweise die Schaltungen nach den Fig. 2b und 2c).

Bei der Schaltung nach Fig. 2c weist die Teilbildablenkspule Ly zwei Hälften auf, und der doppelschleifenförmige Verlauf wird über die Sekundärwicklung Ns in die Mitte der Teilbildablenkspule Ly eingeführt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2a, 2b und 2c befindet sich die Reihenresonanzschaltung, die aus der Primärwicklung Nt und dem Kondensator C gebildet ist, bei der Zeilenfrequenz in Reihenresonanz.

Es sind andere Kombinationen möglich, da solange sich der Sinusgenerator in Reihe mit den Teilbildablenkspulen befindet und die Sekundärwicklung in Reihe mit den Teilbildablenkspulen befindet, die Schaltungen arbeiten. In Fig. 3 der Zeichnungen ist ein Schaltbild einer praktischen Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt.

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Der Schalter Sw muß ein Zweirichtungsschalter sein, d.h. er muß den elektrischen Strom in beiden Richtungen leiten können und er muß schneller als mit der Zeilenfrequenz (die in Großbritannien beispielsweise 15625 Hz beträgt) ein- und ausgeschaltet werden können, da der Schalter Sw während jedes Zeilenabtastzeitraums geschlossen sein muß und während jedes Zeilenrücklaufabschnitts offen sein muß. Es sind verschiedene Schaltungen, die als Schalter Sw dienen können, möglich, bei denen Dioden (entweder Halbleiterdioden oder Heizkathodendioden) verwendet werden. Zwei solche Schaltungen sind in den Fig. 4a und 4b der Zeichnungen dargestellt.

In beiden Schaltungen befindet sich eine Wicklung Np auf einem umformer (beispielsweise dem Zeilenausgangsumformer). Während des Zeilenabtastabschnitts wird durch die in Nt induzierte Spannung ein Strom durch die Dioden hervorgerufen, der durch einen oder mehrere Widerstände begrenzt ist. Unter diesen Bedingungen besteht ein Strompfad zwischen zwei Anschlußklemmen A und B und der Schalter kann als geschlossen angesehen werden* Während des Zeilenrücklaufabschnitts wird eine große Impulsspannung entgegengesetzter Polarität in Nt gebildet. Die Dioden sind aus diesem Grund in Gegenrichtung vorgespannt und deshalb liegt jetzt kein Weg für den Stromfluß vor. Man kann sagen, daß der Schalter jetzt offen ist.

Es könnte auch prinzipiell ein elektromechanischer Schalter (d.h. ein Relais) verwendet werden.' Es sind jedoch tatsächlich ζ,Zt. fertige Bauelemente, die genügend schnell arbeiten, nicht verfügbar. Eine Schaltung für solch einen Schalter ist in Fig. 4c dargestellt.

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Es könnte beispielsweise ein Transistor, der Strom in beiden Richtungen schalten kann, als Schalter Sw verwendet werden oder es könnten auch zwei Transistoren und zwar einen NPN- und dazu einen PNP-Transistor verwendet werden. Ein Beispiel für einen Transistor-Dioden-Schalter ist in Fig« 4d der Zeichnung dargestellt und ein Schalter mit einer Glühkathodendiode ist in Fig. 4e dargestellt.

Es könnten auch ein oder mehrere gesteuerte Siliciumgleichrichter ohne weiteres verwendet werden, möglicherweise zusammen mit anderen Schaltungselementen der oben erwähnten Art und es könnten ein oder mehrere gasgefüllte Ventile zweckmäßigerweise verwendet werden, ebenso möglicherweise zusammen mit Schaltungselementen der oben erwähnten Art.

Die Korrekturamplitude (d.h. die Amplitude des doppelschleifenförmigen Verlaufs) läßt sich dadurch steuern, daß der Wert des Kondensators C eingestellt wird. Dieser könnte als veränderbarer Kondensator ausgebildet sein, so wie es in Fig. 5a dargestellt ist oder aber wahlweise· auch als getrennter Kondensator (oder als getrennte Kondensatoren) der (die) parallel zu dem festen Abstimmkondensator' C nach Fig. 5b geschaltet ist (sind).

Die Möglichkeit zur Steuerung der Amplitude besteht dem Prinzip nach in folgendem:

"Wenn beispielsweise der Wert des Kondensators erhöht wird, dann muß der Wert der Induktivität vermindert werden, damit man wieder Resonanz erhält. Da die Induktivität dann geringer ist, ist ihre induktive Reaktanz geringer und somit wird die an ihr auftretende sinusförmige Spannung geringer sein. Aus dem gleichen Grund wird ein kleiner Kondensator eine größere Korrektur hervorrufen.

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Wenn man das Windungsvernältnis zwischen der Primärwicklung Np und der Sekundärwicklung Ns ändert, dann wird die Ausgangsspannung durch die normale Umformerwirkung größer oder geringer» In Fig. 5c ist Ns veränderbar und in Fig. 5d Np veränderbar dargestellt.

Bei der Schaltung nach Fig. 5e in der Zeichnung wird die gesamte

Abstimminduktivität der Resonanzschaltung aus L+L gebildet,

wobei L eine kleine gesonderte veränderbare Induktiyität ist. Wenn sie beispielsweise verkleinert wird_f dann muß L so eingestellt werden, daß sie größer ist, damit die Resonanz erhalten bleibt. Es erscheint jedoch _nunmenr die verfügbare Ausgangs spannung an L und somit am Ausgang. Wenn L größer gemacht wird, dann wird die Ausgangsspannung geringer.

Wem ein Widerstand zu dem Schalter Sw, so wie es in der Schaltung nach Fig. 5f dargestellt ist, parallel geschaltet ist, dann wird, wenn der Schalter Sw offen ist, ein Anteil des Stromes, der andernfalls in die Resonanzschaltung schließen würde, nun durch den Widerstand fließen und das sich ergebende Ausgangssignal geringer. Ein Teil des Stromes wird deshalb parallel zu dem Widerstand geleitet. Der Parallelzweig braucht kein Widerstand zu sein, es könnte auch ein Transistor, ein Ventil, ein spannungsabhängiger Widerstand oder beispielsweise ein Thermistor sein.

Der Schalter Sw kann, so wie es in .Fig. 6 dargestellt ist, abgewandelt sein, wobei in dieser Figur eine Schaltung zur Steuerung des Abgleichs im oberen und unteren Bereich darstellt. Durch die Steuerung werden gleiche Beträge positiver und negativer Schaltkurvenverläufe (im allgemeinen Zeilenrücklauf impulse) hinzugefügt, wenn ein Schieber X in die Mitte eines Widerstands Rx eingestellt wird. Diese Beträge heben sich auf und ergeben keine Wirkung. Wenn der Schieber X mehr

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auf der einen Seite steht, dann ist entweder der positive oder der negative Impuls stärker und er wird in den Resonanzkreis eingeführt. Dies hat die Wirkung, daß der Kreuzungs-⁵ punkt der Doppelschleife nach einer Seite verschoben wird und daß damit die relative Korrektur von oben nach unten in der Darstellung verändert wird. Die Fig. 6 gleicht in anderer Beziehung der Fig. 4a·

Jedes Schaltungselement oder Jede Schaltung, die einen Betrag für den Schaltverlauf der einen Phase oder der anderen Phase in die Resonanzschaltung einbringen, haben die gleiche Wirkung wie die Schaltung nach Fig. 6.

Die Schaltungen nach den Fig. 5 und 6 lassen sich zu einer Schaltung kombinieren, die sowohl eine Amplituden- als auch eine Abgleichsteuerung ermöglichen. Eine Ausführungsform einer solchen kombinierten Schsiltung ist in Fig. 7 dargestellt.

Ganz allgemein dienen die erfindungsgemäßen Schaltungen zur Korrektur der Nord-Süd (d.h. oben und unten)-Verzerrungen bei magnetisch abgelenkten Kathodenstrahlröhren. Derartige Schaltungen sind einfach, billig und haben eine ausgezeichnete Wirkungsweise.

Es wird nun im folgenden die in Fig. 3 der Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschrieben.

Die Ausgangsklemme 11 des Teilbildausgangsverstärkers A ist über eine erste Hälfte der Teilbildablenkspule Ly, die Sekundärwicklung Ns des Umformers T1 und die zweite Hälfte der Teilbildablenk spule Ly mit einem Schaltungspunkt 12 verbunden. Der Schaltungspunkt 12 ist über einen Widerstand 13 mit dem Schieber eines Potentialteilers 14 verbunden. Die Einstellung

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des Schiebers des Potentialteilers 14 bestimmt die vertikale Lage des Fernsehrasters auf dem Bildschirm (nicht dargestellt). Der Schaltungspunkt 12 ist auch über eine Reihenresonanzschaltung, die aus dem Kondensator C und der Primärwicklung Np des Umformers T1 besteht, mit einem Schaltungspunkt 12^f verbunden. Die Schaltungspunkte 12 und 12' sind durch den Schalter Sw verbunden, der ein Diodenschalter ist, wie er weiter oben anhand von Fig. 4a beschrieben worden ist und er weist eine Sekundärwicklung Nt des Zeilenausgangsumformers (nicht dargestellt) auf. Der Schaltungspunkt 12» ist über einen elektrolytischen Gleichstrom-Blockkondensator 15 in Reihe mit einem Widerstand 16, der als eine Einrichtung zur Abtastung des Stroms dient, mit Masse verbunden. Ein Schaltungspunkt 17, bei dem der Kondensator 15 mit einem Ende des Widerstands 16 verbunden ist, ist mit einer Eingangsklemme 18 des Verstärkers A verbunden, damit eine Spannungsrückkopplung vorliegt. Der Zweck der Spannungsrückkopplung besteht darin, daß sichergestellt werden soll, daß der Verstärker A den gewünschten Stromverlauf am Ausgang aufweist. Eine weitere Eingangsklemme 19 des Verstärkers A nimmt bei Betrieb eine Sägezahnspannung auf, aufgrund deren der Verstärker A an seiner Ausgangsklemme 11 einen Stromverlauf zur Teilbildablenkung mit einer Amplitude von 3 Ampere Spitze-zu Spitze abgibt. Ein Kondensator 20 verbindet die Klemme 11 mit dem Schaltungspunkt 12· um den Zeilenfrequenzstrom umzuleiten, damit das Ausgangssignal des Verstärkers A nicht durch unerwünschten Zeilenfrequenzstrom gestört wird. Der Zeilenfrequenzstroro, der in den Schalter Sw fließt, wird durch zwei gleiche Widerstände Rs begrenzt. Es werden Schaltungselemente mit den folgenden Werten verwendet:

Kondensator C 0,5/uF

Primärwicklung Np 200 /uH

Widerstände Rs 0,1 -TL

Kondensator 20 1 /uF

Kondensator 15 2200 /uF

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Widerstand 16

Windungsverhältnis des Umformers T1 1:1

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen ist eine Reihenresonanzschaltung vorgesehen, deren Resonanz bei der Zeilenfrequenz liegt. Diese Ausführungsformen eignen sich zur Korrektur von Nord-Süd-Tiefenverzerrungen bei vielen Fernsehkathodenstrahlrohren und insbesondere bei solchen Kathodenstrahlröhren, bei denen der erforderliche Korrekturstrom als doppelschleifenförmiger Strom vorgesehen ist.

Es sind jedoch auch andere Kathodenstrahlröhren bekannt, beispielsweise die Kathodenstrahlröhre Mullard 20AX, bei der ein unterschiedlich geformter Korrekturstrom zur Korrektur der Nord-Süd-Verzerrung erforderlich ist. In solchen Fällen können andere Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, bei denen die Reihenresonanzschaltung bei der zweiten harmonischen Frequenz der Zeilenfrequenz in Resonanz ist.

Beispielsweise kann die Ausführungsform nach Fig. 2b geeignete Werte für den Kondensator C aufweisen sowie für die Induktivität der Primärwicklung Np, die in Reihe damit geschaltet ist, um eine Reihenresonanz beim zweifachen Wert der Fernsehzeilenfrequenz vorzusehen. Andere Ausführungsformen, einschließlich der, die Schaltungsbilder aufweisen, die denen nach Fig. 2a, 2c und 3 entsprechen, können natürlich vorgesehen werden, wobei die Reihenresonanzkreise bei dem zweifachen der Zeilenfrequenz in Resonanz sind.

In Fig. 8 sind die Betriebsverhältnisse einer Ausführungsform dargestellt, die einen Reihenresonanzkreis für die zweite Harmonische aufweist, wobei die Maxima A und B der beiden Zeilenrücklaufspannungen um eine ZeilendauerT" voneinander getrennt sind und wobei der dabei vorliegende sinusförmige

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"Ström l, der" in der Reihenresonanzschaltung fließt, bei der zweifachen Zeilenfrequenz in Resonanz ist.

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Claims

Patentansprüche

/I. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung mit einer oder mehreren Teilbildablenkspulen und mit Einrichtungen zur Speisung der Ablenkspulen mit Ablenkstrom, dadurch gekennzeichnet, daß eine Resonanzschaltung (C, Np) Korrekturstrom für die Nord-Süd-Verzerrung dem Ablenkstrom hinzufügt und daß die Resonanzschaltung (C, Np) eine Schalteinrichtung (Sw) aufweist, die die Resonanzschaltung kurzschließt, wenn sich diese im geschlossenen Zustand befindet.
2. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung für eine Fernsehkathodenstrahlröhre ausgebildet ist und daß die Schalteinrichtung (Sw) bei Betrieb sich während Jedes ZeilenabtastabSchnitts in geschlossenem Zustand und während jedes Zeilenrücklauf abschnitts sich in offenem Zustand befindet.
3. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung (C, Np) einen Reihenresonanz· kreis aufweist.
4. Ablenkschaltung für die Teilbildabtastung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenresonanzkreis (T, Np) bei der Zeilenfrequenz in Resonanz ist.

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5. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach Anspruch 3, -OTTTT^-Ii g~e"g~e~n η zeichnet, daß der Reihenresonanzkreis (C, Np) bei der zweifachen Zeilenfrequenz in Resonanz ist. (Fig. 8)
6. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenresonanzkreis (C, Np; Fig. 3) abstimmbar ist.
7. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (Sw) in Gegenrichtung gepolte Diodenvorrichtungen aufweist, die mit einem Generator für Vorspannungsimpulse verbunden sind.
8. Ablenkschaltung zur Teilbildabtastung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (Sw) einstellbar ist und damit das Ein-Aus-Verhältnis bei Betrieb zu bestimmen.

Rei/Pi.

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AS

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