DE2920032A1 - Fernseh-ablenkschaltung - Google Patents

Description

ECA 71 933 Ks/Ki

■U.S. Serial No: 906,836

Piled: May 17, 1978

ECA Corporation
Hew York, 3ST.T., V. St. v. A,

Fernsehablenkschaltung

Die Erfindung "bezieht sich auf Ablenkschaltungen für Bildröhren und betrifft insbesondere Maßnahmen zur Verbesserung der S-Korrektur.

Bei Fernsehbildröhren, in denen zur Bildung des Bildrasters ein Elektronenstrahl durch ein Magnetfeld abgelenkt wird, das durch den Fluß von Ablenkstrom in einer Ablenkwicklung entsteht, treten bestimmte Mehtlinearitäten des Easters auf. Die sogenannte "Linear itäts"¹-Verzerrung resultiert aus dem in der Mitte der Abtastung erfolgenden Überwechseln von der Zeilendiode zum Hinlaufschalter und wird korrigiert durch eine sättigbare Drossel, die auf nur einer Seite der Abtastung wirkt. Die seitliche Kissenverzeichnung ("Ost-Vest-Exssenverzeichnung") erfordert eine Korrektur auf der rechten sowie auf der linken Seite des Easters durch eine Einrichtung, die mit der Horizontalablenkschaltung gekoppelt ist, aber rn.it der Vertikalabienkfrequenz gesteuert wird.

Ein anderer Typ von Uichtlinearität ist dem Umstand zuzuschreiben, daß das effektive Zentrum der Ablenkung des Elektronenstrahls nicht mit dem Mittelpunkt des Krümmungsradius des Schirms der Bildröhre zusammenfällt,. Die Entfernung vom Ablenkzentrum zu den

909847/0 901 ~⁴~

Rändern der Irontplatte der Bildröhre ist größer als die Entfernung vom Ablenkzentrum zur Mitte der Frontplatte bzw. des Bildschirms. Dieser Entfernungsunterschied wird besonders groß bei Bildröhren mit großen Ablenkwinkeln, und zwar umsomehr, je größer der Krümmungsradius der Frontplatte ist (d.h. je flacher die Irontplatte ist).

Der vorstehend beschriebene Umstand führt dazu, daß die Ablenkung des Elektronenstrahls als Funktion der Zeit, gesehen an dem auf dem Schirm der Bildröhre wiedergegebenen Raster, nahe den Rändern des Schirms zunehmend größer wird. Da die in einem Fernsehsystem wiederzugebende Information mit einer konstanten Geschwindigkeit kodiert ist, erscheint sie bei ihrer Wiedergabe auf dem Schirm in der Mitte des Rasters zusammengedrückt und an den Rändern des Rasters auseinandergezogen oder gedehnt.

Eine übliche Methode zur Korrektur dieser Nichtlinearität b.esteht darin, einen sogenannten "S"-Kondensator in Reihe mit den Ablenkwicklungen anzuordnen. Bei eingefügtem S-Kondensator entspricht der Verlauf des Ablenkstroms während der wiederkehrenden Abtastintervalle nicht einem praktisch linearen Sägezahn sondern eher einem Abschnitt einer Sinuswelle, indem die Anstiegsgeschwindigkeit des Ablenkstroms an dessen positiven und negativen Extremen gegenüber der Anstiegsgeschwindigkeit in der Mitte vermindert wird. In der Mitte wird die Änderungsgeschwindigkeit des Ablenkstroms gegenüber den Enden erhöht. Dies wiederum führt zu einer leichten Verminderung der Abtastgeschwindigkeit des Elektronenstrahls nahe dem linken und dem rechten Rand des Rasters im Vergleich zur Rastermitte und zu einer Reduzierung der erwähnten Nichtlinearität, d.h. der Dehnung an den Rändern und der Kompression in der Mitte. Wenn man die sinusförmige S-Korrektur zur Linearisierung des zusammengedrückten mittleren Teils des abgetasteten Rasters anwendet und die Bildröhre einen großen Ablenkwinkel oder großen Krümmungsradius hat, dann wird die Korrektur nahe dem rechten und dem linken Rand des Rasters zu stark. Diese Überkompensation führt zu einem scheinbaren Zusammendrücken des wiedergegebenen Bildes am rechten und linken Rand des Rasters.

— 5 — 909847/0901

- 5 - 292Ό032

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
ausgegangen von einer Anordnung, die zur Ablenkung des Elektronenstrahls in einer Veitwinkel-Bildröhre dient und eine um die Bildröhre gelegte Ablenkwicklung sowie einen Ablenkstromgenerator enthält, der mit der Ablenkwicklung gekoppelt ist, um einen Ablenkstrom mit einer Ablenkfrequenz in der Wicklung fließen zu lassen. Dabei habe der auf dem Schirm der Bildröhre abgetastete Easter eine Tendenz zu einer zweiseitigen geometrischen Verzerrung in Gestalt einer zu den EasterSeiten hin zunehmenden Dehnung und einer zur Eastermitte hin zunehmenden Kompression. In Eeihe mit der Ablenkwicklung sei ein S-Korrekturkondensator angeordnet, um die zur Eastermitte gehende Kompression symmetrisch zu korrigieren, wobei der S-Kondensator aber dazu neigt, die zu den Basterseiten hin zunehmende Dehnung überstark zu korrigieren. Mit der Ablenkwicklung sei eine veränderliche Impedanz gekoppelt, die zum Zwecke der Linearitätskorrektur verändert wird. Erfindungsgemäß wird die veränderliche Impedanz in einer zweiseitigen symmetrischen Weise mit der Ablenkfrequenz geändert, um die Geschwindigkeit der Änderung des Ablenkstroms zu den Seiten des Easters hin zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur Λ zeigt teilweise in Blockform und teilweise im Detail
eine erfindungsgemäße Fernsehablenkschaltung;

Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf von Spannungs- bzw. Stromamplituden und von Bauteil-Kenngrößen in der Anordnung nach Figur 1 während des Betriebs;

Figur 3 zeigt bauliche Einzelheiten und Kennlinien einer Struktur, die in Verbindung mit der Anordnung nach Figur 1 verwendet werden kann.

Die in Figur Λ dargestellte und insgesamt mit 20 bezeichnete Anordnung ist eine Fernseh-Horizontalablenkschaltung an sich bekannten Typs, die durch einen Horizontaloszillator 40 angesteuert wird.

909847/09V1 ~ ⁶ "

Mit der Ablenkschaltung 20 ist eine insgesamt mit 40 bezeichnete Schaltung zur Linearitätskorrektur gekoppelt.

Die Ablenkschaltung enthält einen Horizontalendtransistor (Schalttransistor) 24, dessen Emitter mit Masse gekoppelt ist. Der Kollektor des Transistors 24 ist mit der Kathode einer Diode 26 gekoppelt, deren Anode an Masse angeschlossen ist. Der Transistor 24 und die Diode 26 bilden gemeinsam einen in beiden Eichtungen betreibbaren (bidirektionalen) Schalter, der insgesamt mit 25 bezeichnet ist. Der Kollektor des Transistors 24 ist außerdem an das eine Ende einer Horizontalablenkwicklung 32 angeschlossen, deren anderes Ende mit einem S-Eormungskondensator 34 gekoppelt ist. Ein Rücklaufkondensator 30 liegt mit seiner einen Seite an Masse und ist mit seiner anderen Seite an den Verbindungspunkt zwischen der Ablenkwicklung 32 und dem Kollektor des Transistors 24 angeschlossen.

Die Ablenkschaltung 20 erhält Energie vom Spannungsanschluß B+ über eine Induktivität 28, die von B+ zum Kollektor des Transistors 24 gekoppelt ist. Die Basis des Transistors 24 wird vom Horizontaloszillator 10 angesteuert, der durch Impulse aus einer entsprechenden Quelle wie etwa einer Synchronsignal-Abtrennstufe (nicht dargestellt) synchronisiert wird.

Die Linearitätskorrekturschaltung 40 enthält eine Induktivität 42 mit einem Kern 44 eines sättigbaren magnetischen Materials. Die Induktivität 42 ist in Eeihe mit der Wicklung 32 und dem S-Formungskondensator 34 geschaltet. Ein Ende der Induktivität 42 liegt an Masse.

Obgleich der Betrieb einer Horizontalablenkschaltung wie 20 an sich bekannt ist, sei er hier noch einmal kurz erläutert. Während der zweiten Hälfte T3-T6 des Horizontalabtastintervalls (HorizontalhinlaufIntervall) ist der Transistor 24 gesättigt, und sein Kollektor liegt praktisch auf Massepotential. Ein in der üblichen Weise linear ansteigender Strom fließt von B+ über die Induktivität 28 und den Kollektor des Transistors 24 nach Masse.

909847/0901 " ⁷ "

292Q032

Gleichzeitig fließt über die Induktivität 32 und den Kollektor des Transistors 24 ein üblicher Strom nach Masse, der unter dem Drang der am Kondensator $4- liegenden Spannung, die mit der Wellenform 200 in Figur 2a dargestellt ist, mit der Zeit ansteigt. Da nach dem Zeitpunkt T3 ein stärker werdender Strom in der Induktivität 32 fließt, wie es in Figur 2b gezeigt ist, nimmt die Spannung am Kondensator 34- gemäß einer parabolischen Funktion ab, da aus dem Kondensator Ladung mit steigender Geschwindigkeit entnommen wird. Beim Fehlen einer Linearitätskorrekturspule wie 42 wird der Ablenkstrom während des Horizontalhinlaufintervalls I1-T6 einen Verlauf haben, wie er mit der durchgehenden Kurve 210 in Figur 2b gezeigt ist.

Zum Zeitpunkt T6 wird der (Transistor 24 durch ein vom Oszillator 10 an seine Basis gelegte negativ gerichtetes Signal nichtleitend gemacht, um das Bücklauf Intervall zu beginnen. Hierdurch öffnet sich der Schalter 25, und die als Stromfluß in den Induktivitäten 28 und 32 gespeicherte Energie beginnt nach Besonanzart mit einer Frequenz, deren Periodendauer doppelt so groß wie das Rücklaufintervall ist, in den Eüeklaufkondensator 30 überzugehen. Die Spannung am Kondensator 30 steigt an, und der Strom in den Induktivitäten 28 und 32 nimmt auf Null ab, wenn die Eücklauf spannung am Kondensator 30 zum Zeitpunkt TO ihren Scheitelwert erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Energie in dem Induktivität 32 und

Kondensator 34- enthaltenden Schwingkreis in den Eücklauf kondensator 30 übertragen worden. Außerdem ist die in der Induktivität 28 gespeicherte Energie ebenfalls in den Kondensator 30 übertragen worden.

Die hohe Eücklaufspannung am Kondensator 30 zum und kurz nach dem Zeitpunkt TO kehrt den Strom in den Induktivitäten 28 und 32 um, und in die Klemme B+ sowie in den Kondensator 34- fließt Strom mit steigender Geschwindigkeit, während die Spannung am Kondensator 30 absinkt. Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stroms in der Ablenkwicklung hängt von der Impedanz der Wicklungen 32 und 42 ab. Die Spannung am Kondensator 30 nimmt weiter ab, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Spannung am Kondensator 30 gleich B+ ist. Zu diesem

- 8 909847/090 1

Zeitpunkt herrscht längs den Induktivitäten keine Spannung, und die Ströme steigen nicht weiter an. Aus dem Kondensator 30 wird jedoch noch weiter Ladung entnommen, und die Spannung am Kondensator 30 fällt rapide in einer Resonanzart auf Null zum Zeitpunkt T1 ab. Zu diesem Zeitpunkt wird die Diode 26 leitend, der Rücklauf endet, und das Hinlauf int ervall "beginnt.

Während der ersten Hälfte des Horizontalhinlaufintervalls leitet die Diode 26, da die als Strom in der Wicklung 32 gespeicherte Energie in den Kondensator 34- fließt. Da der Strom in der Wicklung 32 während der ersten Hälfte des Horizontalhinlaufintervalls abnimmt, steigt die Spannung am Kondensator 34- parabolisch an, wie es mit der Wellenform 200 in Figur 2a gezeigt ist.

Die sich parabolisch ändernde Spannung am Kondensator 34-, die auf den Fluß von Ablenkstrom in der Wicklung 32 zurückzuführen ist, bewirkt, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Stroms in der Wicklung 32 in der Nähe der Mitte des Horizontalabtastintervalls großer ist als am Beginn und am Ende. D.h., die Änderungsgeschwindigkeit des Ablenkstroms ist links und rechts auf dem Schirm niedriger als in der Mitte, und dies ist die wohlbekannte zweiseitige S-Korrektur. Die Wicklung 32 und der Kondensator 34- können als Resonanzkreis mit einer Schwingungsperiode angesehen werden, wobei sich das Horizontalabtastintervall über den mehr linearen mittleren Teil des Resonanzintervalls erstreckt.

Im Falle einer Bildröhre mit großem Ablenkwinkel und/oder einem großen Krümmungsradius des Schirms bringt die S-Korrektur, wenn man sie auf die Korrektur der Kompression in den hauptsächlichen mittleren Teilen des Hinlaufs abstellt, eine zu geringe Anstiegsgeschwindigkeit des Ablenkstroms am linken und rechten Ende, wie es bereits erwähnt wurde. Dies führt zu einem richtig korrigierten Hauptteil der Abtastung in der Mitte und zu einem zusammengedrückten Teil am linken und rechten Ende.

Die Krümmung der Wellenform 210 ist in Figur 2a übertrieben dargestellt, um die Verminderung der Abtastgeschwindigkeit nahe dem

- 9 909847/09Q1

vorderen und hinteren Ende des Abtastintervalls besser zu veranschaulichen. Im Zeitintervall T1 bis T2 und im Zeitintervall T5 bis T6 beispielsweise ist bei der dargestellten Wellenform 210 des Ablenkstroms die Änderungsgeschwindigkeit entgegengesetzt zur Änderungsgeschwindigkeit während des Hauptteils T2 bis T5 des Hinlaufintervalls. Während eine solche Richtungsumkehr in Wirklichkeit zu einer "Umfaltung" in der Abtastung an den Bändern des Rasters führen würde, veranschaulicht die Wellenform 210 den Typ von Kompression, der auftreten kann, wenn die vorgenommene S^Korrektur in starken Maßen erfolgt.

Gemäß der Erfindung wird durch eine in Reihe mit der Ablenkwicklung 32 geschaltete Induktivität 4-2 mit einem sättigbaren Kern 44 eine in zwei Richtungen veränderliche Impedanz in Reihe mit der Ablenkwicklung 32 gebildet. Hahe den Enden der Abtastung (d.h. nahe dem vorderen oder linken und nahe dem hinteren oder rechten Ende) wird die Impedanz der Induktivität vermindert. Dies führt zu einer erhöhten Inderungsgeschwindigkeit des Ablenkstroms am linken und am rechten Ende der Abtastung. Diese erhöhte Inderungsgeschwindigkeit kompensiert die durch den S-Kondensator verursachte beidseitige Kompression.

Der durch die Induktivität 4-2 fließende Strom ist gleich dem Stromfluß in der Wicklung 32 und mit der Wellenform 212 in Figur 2b dargestellt. Die Figur 2c zeigt das Impedanzverhalten der Induktivität 4-2 unter dem Einfluß der durch den Ablenkstrom in der Induktivität bewirkten Permeabilitätsänderung des Kerns 44. Wie zu erkennen ist, folgt die Impedanz Z 42 einer allgemein parabolischen Kurve, die nahe der Mitte T3 des Abtastintervalls ein Maximum und am Beginn T1 und am Ende T6 des Abtastintervalls ein Minimum hat.

Die Figur 3 zeigt eine Struktur, die zur Realisierung der in Figur 1 dargestellten sättigbaren Induktivität 42 mit ihrem Kern 44 verwendet werden kann. Gemäß Figur 3a besteht ein insgesamt mit 344 bezeichneter Kern aus einem C-förmigen Abschnitt 346 aus sättigbarem magnetischem Material und einem Stab 350 eines ahn—

- 10 909847/0901

lichen Materials, der j.durch ein nichtmagnetisches Material 348 im Abstand von den Enden des C-Abschnitts 346 gehalten wird. TJm einen Schenkel des C-Abschnitts 34-6 ist eine Wicklung 34-2 gelegt. Die Figur 3b zeigt mit der Kurve 360 eine Strom-Induktivitäts-Kennlinie (Induktivität als Funktion des Stroms), die durch eine Struktur, wie sie in Figur 3a dargestellt ist, erhalten werden kann. Ein Schenkel des C-Kerns 34-6 ist mit einer Abschrägung 34-7 versehen. Das Maß der Abschrägung beeinflußt die Schnelligkeit der Sättigung des Kerns und somit die Gestalt der Kennlinie 360. Je nach, den Umständen kann eine größere oder kleinere oder überhaupt keine Abschrägung erforderlich sein. Es ist nicht wesentlich, daß die Schenkel des Kerns 34-6 verschiedene Querschnitte haben, wie es in Figur 3a dargestellt ist.

Obgleich die in Figur 3a dargestellte Struktur im Grund zufriedenstellend ist, kann es zweckmäßig sein, eine niedrigere Gesamtinduktivität zu haben, um die Versorgungsspannung für die Ablenkung möglichst gering zu halten. Zu diesem Zweck können die Wicklungen 34-2 um den Stab 350 gelegt werden, um der Induktivitätskennlinie eine Form zu geben, wie sie mit der Kurve 370 in Figur 3b dargestellt ist. Der Stab 350 hat eine kleinere Querschnittsfläche als der C-Kern 34-6. Daher ist die Induktivität einer gegebenen Spule bei einem niedrigen Strom geringer als diejenige, die man mit dem Kern 346 erhält. Außerdem gelangt der Stab 350 bei hohen Spulenströmen abrupter in die Sättigung und bringt eine größere relative Änderung in der Induktivität. Bei der Kurve 370 ist die proportionale Geschwindigkeit der Abnahme der Induktivität nahe dem Punkt maximalen Stroms größer als bei der Kurve 360, womit eine verbesserte Korrektur an den Enden der Abtastung erzielt wird.

Neben dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch andere Ausfuhrungsformen der Erfindung möglich. So kann z.B. der Magnetkern 44 durch ein magnetisches Feld derart vorgespannt werden, daß zusätzlich Easterverzerrungen korrigiert werden, die auf den ohmschen Widerstand der Ablenkwicklung zurückzuführen sind, so daß die Notwendigkeit einer herkömmlichen Linearitätsspule entfällt. Anstatt die Linearitäts-Korrekturschaltung 40 in

- 11 909847/0901

2S2QQ32

Eeihe mit der Ablenkwicklung anzuordnen, kann man auch eine parallele Anordnung vorsehen, wobei der Wiriwiderstand, Scheinwiderstand oder Blindwiderstand des parallel mit der Ablenkwicklung liegenden Elements mit Horizontalfrequenz so gesteuert wird, daß er an den Enden des Hinlaufintervalls hoch und in der Nahe der Mitte des Hinlaufintervalls niedrig ist·

9 09847/0901

Leerseite

Claims (5)

1. DR. DJÜEiTER T. DIPl. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ESTG. WOLFGANG HEUStER 0 Q "> D Π ^

   MARIA-THERESIA-STRASSE 22 *> V 4 V V ^

   POSTPACH SB Οβ OS

   D-8000 MUENCHEKT 86

   " TELEFON OSO/470906

   EOA 71 933 Ks/Ki «^esiB

   U.S. Serial ITo: 906,836 TEi₁Ex₀₂₂₈₃₈

   Piled: May 17, 1978 ^{ηωωΐΑιαΐβΜ}"^ΙΒ

   ECA Corporation
   Few York, Ή.Ί., V. St. v. A.

   Fernseh-AbIenkschaltung

   Patentansprüche

   Anordnung zum Ablenken des Elektronenstrahls für eine Weitwinkel-Bildröhre, mit folgenden Teilen: einer um die Bildröhre gelegten Ablenkwicklung} einem mit der Ablenkwicklung gekoppelten Ablenkstromerzeuger zum Treiben eines mit einer Ablenkfrequenz periodischen Ablenkstroms durch die Ablenkwicklung, um den Elektronenstrahl auf dem Schirm der Bildröhre einen Easter abtasten zu lassen, der jedoch zu einer zweiseitigen geometrischen Verzerrung in Gestalt einer zu den Easterseiten hin zunehmenden Dehnung und einer zur Eastermitte hin zunehmenden Kompression neigt; einer kapazitiven S-Korrektureinrichtung, die in Eeihe mit der Ablenkwicklung angeordnet ist, um die zur Eastermitte gehende Kompression symmetrisch zu korrigieren, und die dazu

   - 2 90 984 7/090 1

   POSTSCHECK MÜNCHEN NR. 6 9148 800 - BANKKONTO HYPOBANK MÜNCHEN (BI.Z T0O2O04O) KTO. 6060287378

   292Q032

   neigt, die zu den Easterseiten hin zunehmende Dehnung überstark zu korrigieren; einer mit der Ablenkwicklung gekoppelten veränderlichen Impedanz, die zur Linearitätskorrektur verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die veränderliche Impedanz (4-0) in einer zweiseitig symmetrischen Weise mit der Ablenkfrequenz ändert, um die Inderungsgeschwindigkeit des Ablenkstroms zu den Easterseiten hin zu erhöhen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Impedanz (40) aus einer beeinflußbaren Induktivität (42) besteht, die zur Änderung der Inderungsgeschwindigkeit des Ablenkstroms gesteuert wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Impedanz (40) eine sättigbare Eeaktanzeinrichtung (42, 44) aufweist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Eeaktanzeinrichtung (42, 44) selbstsättigend ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Eeaktanzeinrichtung (42, 44) in Eeihe mit der Ablenkwicklung (32) angeordnet ist und sich mit der besagten Ablenkfrequenz unter Steuerung durch den Ablenkstrom ändert.

   - 3 909847/0901