DE2852509C2 - Ablenkspule für eine Farbfernsehbildröhre - Google Patents

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf Ablenkspulen für Elektronenstrahlen in einer Katodenstrahlröhre insbesondere in Farbfernsehgeräten.

Im allgemeinen besteht die Ablenkeinheit für eine Farbbildröhre aus vier Spulen, von denen zwei die horizontale Ablenkung der Elektronenstrahlen und zwei andere die vertikale Ablenkung der Elektronenstrahlen bewirken. Diese Spulen werden um einen ringförmigen Ferritkern angeordnet Manchmal werden auch zusätzliche Windungen angebracht, um Ablenkfehler zu korrigieren. Die durch die Spulen erzeugten magnetischen Felder sind oft von komplexer Form. Zum Beispiel müssen in den derzeitigen Farbbildröhren, in denen drei Elektronenstrahlen erzeugt werden, die gleichzeitig abgelenkt und selbstkonvergierend in einer Schattenmaske zusammenfallen, in bezug auf den vorderen Teil der Ablenkeinheit die magnetischen Felder in horizontaler Richtung kissenförmig und in vertikaler Richtung tonnenförmig sein, wobei die Feldverläufe nahe der Kanonen am rückwärtigen Ende der Ablenkeinheit die umgekehrte Form haben müssen.

Um derartige sowohl zeitabhängige als auch ortsabhängige Felder zu erzeugen, muß die Windungsverteilung der Spulen sehr akkurat sein, was besonders für eine Serienproduktion wichtig ist, weil sich unannehmbare Verschiebungen der Ladungspunkte auf dem Schirm als Folge von kleinen Änderungen der WindungsVerteilungen ergeben würden.

Zahlreiche Lösungen zur Korrektur der Windungsverteilung solcher Ablenkspulen wurden vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt die DE-PS 12 74 249 eine Ablenkspule, bei der Anschlüsse vorgesehen sind, so daß jede Spule in eine Vielzahl von kleinen Spulen elektrisch in Serie oder parallel geschaltet werden können, je nach dem gewünschten Ergebnis, Eine derartige Lösung ist relativ unwirtschaftlich und rudimentär und ist vielmehr in unerwünschter Weise sehr zeitraubend, weil während der Herstellung Korrekturen erforderlich sind.

Die französische Patentschrift 21 53 370 schlägt eine ähnliche Lösung vor, bei der die kleinen Spulen veränderbaren Widerständen parallel geschaltet sind, um den durch diese fließenden Strom zu verändern und um auf diese Weise die fiktive Lage der Windungen zu verändern, Eine derartige Vorrichtung erlaubt eine regulierbare Korrektur und damit eine Verteilung der Windungen, besitzt aber den großen Nachteil, daß die Korrektur hinterher sehr leicht wieder zunichte gemacht werden kann, wenn die Ablenkeinheit montiert wird.

Wie in der US-PS 35 88 566 sowie in der französischen Patentschrift 21 67 969 gezeigt wird, können einige von den kleinen Spulen kurzgeschlossen werden. Auf diese Weise kann die tatsächliche Dichte der Windungen kontinuierlich vermindert werden, während die elektrische Dichte sieh diskontinuierlich verändert Jedoch können die nächsten Herstellungsschritte die Windungsverteilung nicht mehr verändern.

Auch ist eine Anordnung bekannt (DE-OS 24 59 477), in welcher auf dem Ablenkjoch Korrekturspulen angebracht sind, um die Konvergenz der drei Elektronenstrahlen in Inline-Anordnung für Rot, Grün und Blau einzustellen. Hierbei wirken jeweils zwei in der Nähe der Horizontalablenkspulen für das Hauptablenkfeld symmetrisch zu den Vertikalablenkspulen angebracht Korrekturspulen auf die beiden äußeren Elektronenstrahlen Rot und Blau getrennt in entgegengesetzten Richtungen.

Die bekannten Lösungen erlauben Korrekturen während oder nach der Herstellung der Ablenkeinheit, man erhält jedoch keine gegebenen Windungsverteilung, d. h. eine Windungsverteilung, die mathematisch genau definiert ist

Es ist selbstverständlich bekannt, daß die Windungsverteilung nach Fourier vorgenommen werden kann, wobei die Koeffizienten der ersten harmonischen Ausdrücke die Bildcharakteristik direkt beeinflussen, weil sie eine sehr wichtige Wirkung auf das erzeugte magnetische Feld ausüben.

Umgekehrt können die ersten harmonischen Ausdrücke für die Funktion der Verteilung dann bestimmt werden, wenn das gewünschte magnetische Feld bekannt ist.

Wenn δ (θ, ζ) die Windungsdichte einer Spule für einen gegebenen Winkel θ und einen gegebenen Punkt ζ darstellt, so ist δ (θ, ζ) normalerweise positiv oder ungefähr Null, je nachdem, ob an dem bestimmten Punkt einige Drahtwindungen oder keine Drahtwindungen vorhanden sind. Wenn jedoch ein mathematisches Modell zur Berechnung der Windungsdichte an jedem Punkt herangezogen wird mit den Koeffizienten einer gegebenen Fourier-Entwicklung, muß diese Dichte δ (θ, ζ) an einigen Stellen negativ sein. Infolgedessen kann man von gewissen »negativen Windungen« sprechen.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Windungsverteilung der Ablenkspulen durch den sie fließenden Strom geeignete zeitabhängige als auch ortsabhängige Magnetfelder zu erzeugen, die ohne weitere Hilfsmittel zur Selbstkonvergenz führen. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen gelöst. Durch die angemeldete Anordnung wird erreicht, daß

das elektrische Feld in einem Winkelbereich zu Null und darüber hinaus negativ wird, obwohl durch die gesamte Ablenkspule ein alle drei Strahlen ablenkender Strom fließt.

Die Erfindung soll nachstehend mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert werden,

F i g, 1 zeigt das axiale Be^gssystem, auf das sich die Berechnungen in der nachfolgenden Beschreibung stützt;

Fig,2 zeigt zwei Funktionen der Dichte der Windungen in Abhängigkeit des örtlichen Winkels;

Fig,3 zeigt im Schnitt eine aus zwei Teilen bestellende Halbspule, von denen der eine eine negative Windungsdichte besitzt;

F i g. 4 zeigt die Seitenansicht einer Sattelspule mit zusätzlichen Anschlüssen;

Fig.5 zeigt die Seitenansicht einer Sattelspule mit mehreren ineinander geschachtelten einzelnen Spulen;

Fig.6 zeigt die Seitenansicht einer Sattelspule, bei der Mittel vorgesehen sind, um die Wicklungsrichtung umzukehren, ohne die Form der Sattelspule zu verändern;

F i g. 7 zeigt die Verwendung eines am äuDeren Rand befindlichen vorspringenden Zapfens bei einer toroidförmigen Spule, um die Wicklungsrichtung umzukehren.

Wenn mit δ (θ) die Dichte der Windungen in einem gegebenen Punkt der Spule unter einem Winkel θ bezeichnet wird, wenn die Bezugsachsen für die Spule in Form des in F i g. 1 dargestellten Achsenkreuzes eingezeichnet werden, kann diese Dichte als Funktion:

Bekanntlich beschrankt man die Berechnung auf die ersten harmonischen Koeffizienten, da die höheren Harmonischen auf die Bildgüte keinen Einfluß mehr haben, da

δ (θ) = Σ °» ^cos " ^{θ +} Σ ^bm

geschrieben werden.

Wenn die Null-Lage des Winkeis Θ, wie in Fig. 1 angenommen, in der X-Achse liegt, verschwindet der Ausdruck sin (πτθ) für alle m.

Daraus folgt:

δ(θ) =

"^θ

Um die summierte Anzahl aller Windungen zu erhalten, muß diese Dichte integriert werden:

Ν(φ) = /<ί(θ)</β= j ^a„cos πθ de,

^α« J cos η θ άθ.

Auf di-jse Weise entstehen zwei verschiedene harmonische Koeffizienten, z. B.:
Ein Koeffizient für die Dichte:

u - ^a"

und ein Koeffizient für die Windungen:

ff = °" = Ä

η' 0\ η

Man erkennt daraus, daß sich eine gegebene Dichte δ als Funktion des Winkels θ aus dem harmonischen Koeffizienten der Dichte oder der Windungen ergibt.

Die Dichte wird dann mit Hilfe eines Faktors berechnet, der dem harmonischen ersten Koeffizienten a I entsDricht.

im I

Wobei ε nahezu Null wird, wenn />7.

in Wenn sich durch Versuche die erforderlichen harmonischen Koeffizienten ergibt, mit denen eine erwünschte Bildqualität erreichbar ist, kann für bestimmte Winkelbereiche die Dichte der Windungen auch negativ werden. F i g. 2 zeigt mit der gestrichelten Kurve 1 den üblichen Dichteverlauf einer Halbspule in einem Winkelbereich von 0 bis 90°. Da die Windungsverteilung im wesentlichen symmetrisch ist, ist der Verlauf für die weiteren Halbspulea nicht dargestellt. Jedoch kann die Dichte für vorgegebene harmonische

in Koeffizienten auch negativ werden, wie dies mit Hilfe der Kurve 2 dargestellt ist, bei dn- die Dichte δ im Winkelbereich 9i <θ<90° negativ wird.

Zur Verwirklichung einer darartigen Windungsverteilung, deren Dichte bei einem bestimmten Winkel Qd ihr Vorzeichen ändert, sind verschiedene Lösungen möglich.

Da in Wirklichkeit die Dichte über die gesamte Halbspule kontinuierlich ist, kann die gewünschte Verteilung dadurch erhalten werden, daß während der

ι» Fabrikation der Spule am Punkt 3 Anschlüsse herausgeführt sind, an welchem sich das Vorzeichen der Dichte ändert, wonach die zwei Abschnitte der Halbspule im entgegengesetzten Sinn miteinander verbunden werden, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Der

i^r> Strom fließt dann in dem ersten Spulenteil der Halbspule von hinten nach vorne in bezug auf die Ablenkeinrichtung, der Strom fließt im entgegengesetzten Sinn im zweiten Spulenteil von vorne nach hinten. Zwecks Ableich bis auf geringe Abweichungen dient eine einstellbare, einem der Spulenteile parallelgeschaltete Impedanz. Mathematisch bildet auf diese Weise eine der Teilspulen eine negative Dichte mit Hilfe der negativen Windungen.
Dieses Verfahren ist dann vorzuziehen, wenn die

4^r> Spulen mit einer Maschine hergestellt werden, deren drehende Teile ein derartig großes Trägheitsmoment besitzen, daß sie keine augenblicklichen Geschwindigkeitsänderungen bei der Windungsverteilung vertragen. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die Spulen

v) sattelförmig sind und wenn diese mittels einer sich drehenden Form hergestellt werden.

Man kann in diesem Fall nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zwei (oder mehrere) Spulen herstellen, die ineinander geschachtelt und um einen Ferritring angeordnet werden, wie dies in F i g. 5 gezeigt wird. Die endgültige Spule wird dadurch erhalten, ii.dem die Enden der Teilspulen in geeigneter Weise zusammengeschaltet werden.

Falls aber das Trägheitsmoment des sich drehenden

to Teils keine wesertlich nachteilige Rolle spielt, z. B. bei der HerstPlIung von Toroid-Spulen mit Hilfe eines um den Kern zirkulierenden Schiffchens, oder auch bei Sattelspulen, die mit einer Maschine mit feststehender Form und zirkulierendem Wickelarm hergestellt wer-

fr^r> den, kann die Richtung des Wickelsinns auch augenblicklich verändert werden.

Wie in F i g. 6 an einer Sattelspule gezeigt ist, kann beim HerstellunesprozeB ein vorspringendes Element 4

pneumatisch oder auf andere Weise eingreifen, wie dies in der französischen PS 22 93 790 beschrieben wird, um Spulen zur Erzeugung komplizierter magnetischer Felder herzustellen. Sobald der Vorsprung 4 in Position gebracht wird, wird der Draht durch diesen festgehalten, worauf der rotierende Wickelarm seine Drehrichtung ändert. Am Ende des Herstellungsvorgangs wird die endgültige Spulenform durch Verbacken des Lackdrahtes erreicht, worauf das vorspringende Element 4 wieder außer Eingriff gebracht wird, ohne daß die Spulenform beeinträchtigt wird. Es können auf diese Weise einige Spulenteile hergestellt werden, ohne daß zusätzliche Alisgangsanschlüsse benötigt werden, die anschließend miteinander verbunden werden müssen. Auf diese Weise hat der die Spule durchfließende Strom je nach dem Teilabschnitt der Spule verschiedene Richtungen.

Wenn die Spule toroidförmig ist, wie dies in F i g. 7 dargestellt ist, wird ein Plastikkreuz am vorderseitigen

■■> oder auch rückseitigen Teil des Ferritkerns angebracht, so daß die Drähte am Umfang auf diesem ruhen, mit einer Verteilung, die durch eine Vielzahl von Nuten im Plaslikkranz vorgegeben ist. Vorspringende Nocken 5, ähnlich denjenigen der Vorsprünge 4 sind am Rand des

mi Plastikkranzes vorgesehen, so daß der Draht während des Herstellungsprozesses festgehalten wird. Da diese Nocken mit dem Kranz fest vergossen sind, ist es nicht notwendig, diese Nocken nach Ende der Herstellung der Spule wieder zu entfernen.

llici/ii 2 Kliiti /.eicbiniimiMi

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   j_t Ablenkspule für die Vertikal- und Horizontalablenkung einer Farbfernsehbildröhre, wobei die ϊ Dichte der Windungen der Ablenkspule in Abhängigkeit von einem Winkel, der in einer senkrecht zur Längsachse der Spule angeordneten Ebene liegt, abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Dichte der Windungen bis zu einem m Winkelbereich Q_x bis zu Null abnehmend positiv und für den restlichen Winkelbereich (90°—θ_α) bis zu einem Maximum zunehmend negativ und danach auf den Wert Null abnehmend negativ ist, wobei die Richtungsumkehr der elektrischen Dichte durch ü entgegengesetzten Wickelsinn der Windungen im Winkelbereich Θ_Λ entsteht

   Z Ablenkspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse für jeden Wicklungsteil vorgesehen sind, so daß durch eine geeignete äußere Beschaltcng die entgegengesetzten elektrischen Dichten entstehen.

   3. Ablenkspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Spulenkörper Vorsprünge vorgesehen sind, an denen der Draht beim Wickeln der Spule festgehalten wird, wonach der Wickelsinn umgekehert wird.

   4. Ablenkspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen getrennt hergestellt und anschließend mit den übrigen Teilen der Spule )o zusammengefügt sind.