DE3215307C2

DE3215307C2 -

Info

Publication number: DE3215307C2
Application number: DE19823215307
Authority: DE
Inventors: Michael Howard Fairfield Conn. Us Kalmanash
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1991-12-05
Also published as: GB2098038B; JPH0244191B2; JPS57188189A; FR2505119A1; NL8201775A; DE3215307A1; FR2505119B1; GB2098038A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsfarbschalter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a high-voltage color switch specified in the preamble of claim 1.

Ein solcher Hochspannungsfarbschalter ist aus SID International Symposium/Digest of Technical Papers, Vol. XII, First Edition, April 1981, Publisher: Lewis Winner, Carol Gables, Fl 33 134, S. 92 und 93, bekannt.Such a high-voltage color switch is from SID International Symposium / Digest of Technical Papers, Vol. XII, First Edition, April 1981, publisher: Lewis Winner, Carol Gables, Fl 33 134, pp. 92 and 93.

Eine Farbpenetrationskathodenstrahlröhre ist bekanntlich eine Anzeigevorrichtung, die einen Schirmträger hat, auf welchem ein Bild oder alphanumerische Zeichen geschrieben werden können. Eine oder mehrere Phosphorschichten auf der Innenfläche des Schirmträgers können ausgewählt werden, um fast jede gewünschte Wellenlänge sichtbaren Lichtes zu emittieren. Wenn zwei Phosphorschichten auf den Schirmträger aufgebracht sind, ist es möglich, mehr als zwei unterschiedliche Farben anzuzeigen, indem die Tiefe des Eindringens des Elektronenstrahls in die Phosphorschichten geändert wird. Weil der durch die Kathode in dem Hals der Penetrationskathodenstrahlröhre emittierte Elektronenstrahl mit einer Geschwindigkeit auf die Phosphorschichten auftrifft, die hauptsächlich durch den Spannungswert an der Anode beeinflußt wird, wird eine Änderung des Wertes der an die Anode angelegten Spannung entsprechend den Anteil von durch die beiden Phosphorschichten emittiertem Licht ändern. Bei einer Penetrationskathodenstrahlröhre mit zwei Schichten von unterschiedliches Licht emittierendem Phosphor können also bis zu etwa vier Farben einem Betrachter angezeigt werden, indem der Wert der Gleichspannung geändert wird, die an die Anode angelegt wird, welche nahe der Vorderseite der Penetrationskathodenstrahlröhre angeordnet ist.A color penetration cathode ray tube is known to be one Display device which has a faceplate on which an image or alphanumeric characters can be written can. One or more layers of phosphor on the inner surface the faceplate can be selected to almost to emit any desired wavelength of visible light. When two layers of phosphor are applied to the faceplate are, it is possible to have more than two different ones Display colors by the depth of penetration of the electron beam is changed into the phosphor layers. Because through the cathode in the neck of the penetration cathode ray tube emitted electron beam at a speed strikes the phosphor layers, mainly through affects the voltage value at the anode is a change in the value of the Anode applied voltage corresponding to the proportion of change light emitted by the two phosphor layers. With a penetration cathode ray tube with two layers of different light emitting phosphor can So up to about four colors are displayed to a viewer by changing the value of the DC voltage, the is applied to the anode, which is close to the Front of the penetration cathode ray tube is arranged.

Eine beträchtliche Beschränkung, die bei der Verwendung von Penetrationskathodenstrahlröhren angetroffen wird, steht in Beziehung zu der Länge der Rücksetz- oder Löschperiode zwischen zwei Schreibperioden. Weil der Gleichspannungswert an der Anode während der Rücksetzperiode geändert werden muß, ist die Länge der Rücksetzperiode hauptsächlich durch die elektrische Kapazität festgelegt, welche der Anode zugeordnet ist. Die Anode ist körperlich relativ groß und hat deshalb naturgemäß eine große Kapazität, was zur Folge hat, daß eine beträchtliche Menge an elektrischer Ladung während einer Schreibperiode auf ihr gespeichert wird. Selbstverständlich erhöhen alle zusätzlichen Kondensatoren, insbesondere große Kondensatoren, die in Hochspannungsnetzgeräten häufig benutzt werden, ebenfalls die Kapazität in dem Hochspannungskreis und verlängern die Rücksetzperiode. Weil diese elektrische Ladung vergrößert oder verkleinert wird, um den Spannungswert an der Anode zu ändern, steht die Rücksetzperiode zwischen zwei Schreibperioden in Beziehung zu der Lade-/Entladegeschwindigkeit, die naturgemäß der Gesamtkapazität zugeordnet ist, welcher sich das Hochspannungsnetzgerät gegenübersieht.A considerable limitation when using Penetration cathode ray tubes are found in Relationship to the length of the reset or delete period between two writing periods. Because the DC voltage value at the Anode changed during the reset period the length of the reset period is primary determined by the electrical capacitance which of the anode assigned. The anode is physically relatively large and therefore naturally has a large capacity, which results that has a considerable amount of electrical charge stored on it during a write period. Of course increase any additional capacitors, in particular large capacitors used in high voltage power supplies frequently used, also the capacity in the high voltage circuit and extend the reset period. Because this electric charge is increased or decreased to To change the voltage value at the anode, there is the reset period between two writing periods in relation to the loading / unloading speed, which of course is the total capacity is assigned to which the high-voltage power supply faces.

Eine weitere Beschränkung, die sich bei bekannten Hochspannungsfarbschaltern findet, welche bei Penetrationskathodenstrahlröhren benutzt werden, steht in Beziehung zu der Einstellung der Aufeinanderfolge der auf dem Schirmträger anzuzeigenden Faben. Es ist zwar möglich, drei oder vier unterscheidbare Farben durch eine 2-Schicht-Penetrationskathodenstrahlröhre anzuzeigen, es müssen jedoch einige Hochspannungsfarbschalter in einer besonderen Reihenfolge arbeiten. Der Hochspannungsfarbschalter liefert also einen vorgewählten Spannungswert an die Anode in aufeinanderfolgenden Schreibperioden, d. h. die Anodenspannung wird auf 10 kV auf 14 kV, von 14 kV auf 18 kV und schließlich von 18 kV wieder auf 10 kV geändert. Während jeder dieser aufeinanderfolgenden Schreibperioden werden Bilder oder alphanumerische Zeichen, die durch den Elektronenstrahl geschrieben werden, nur in der Farbe angezeigt, die dem an der Anode eingeprägten Spannungswert entspricht. Wenn Bilder oder alphanumerische Zeichen während einer besonderen Schreibperiode in einer Farbe, beispielsweise rot, anzuzeigen sind, dann kann bei Beendigung dieser Schreibperiode keine weitere Rotinformation angezeigt werden, bis der Hochspannungsfarbschalter seine vorgewählten Spannungswerte bis zur nächsten Schreibperiode durchlaufen hat, bei der die Rotinformation angezeigt werden kann.Another limitation that applies to known high voltage color switches finds which is used in penetration cathode ray tubes is related to the setting of the sequence the one to be displayed on the faceplate Colors. While it is possible to distinguish three or four Colors through a 2-layer penetration cathode ray tube display, however, there must be some high voltage color switches work in a special order. The High-voltage color switch thus provides a preselected one Voltage value at the anode in successive write periods, d. H. the anode voltage is increased to 10 kV to 14 kV, from 14 kV to 18 kV and finally from 18 kV again 10 kV changed. During each of these successive Writing periods become pictures or alphanumeric characters, that are written by the electron beam only in the color that corresponds to the voltage value impressed on the anode corresponds. If pictures or alphanumeric characters during a special writing period in one color, For example, red, can be displayed, then at the end no further red information is displayed during this writing period until the high voltage color switch is its selected Voltage values until the next write period at which the red information is displayed can.

Die US 39 06 333 aus dem Jahre 1975 beschreibt ein Schalthochspannungsnetzgerät für eine Penetrationskathodenstrahlröhre. Bei diesem Netzgerät liegt die Sekundärwicklung eines Hochspannungsaufwärtstransformators in Reihe mit der Anode der Penetrationskathodenstrahlröhre. Die Primärwicklung des Transformators ist mit Masse über einen Kondensator verbunden, um einen Gleichspannungswert zu bilden. Diese Spannung an dem Kondensator wird dem Stelleingang des Schalthochspannungsnetzgerätes zugeführt.The US 39 06 333 from the 1975 describes a switching high voltage power supply for one Penetration cathode ray tube. With this Power supply is the secondary winding of a high voltage step-up transformer in line with the anode the penetration cathode ray tube. The primary winding of the transformer is connected to ground via a capacitor in order to form a DC voltage value. This tension on the The capacitor becomes the control input of the switching high-voltage power supply fed.

Die US 40 92 566 aus dem Jahre 1978 beschreibt ein Hochspannungsnetzgerät zum schnellen Umschalten der an die Anode einer Penetrationskathodenstrahlröhre angelegten Hochspannung. Die Energie zum Ausführen des schnellen Übergangs zwischen Spannungswerten wird in zwei Drosseln gespeichert, einer für Aufwärtsübergänge und einer für Abwärtsübergänge. Wenn die an die Penetrationskathodenstrahlröhre angelegte Spannung geändert werden soll, wird die geeignete Drossel über einen Steuerschalter mit der Anode verbunden, was zur Folge hat, daß sich die an die Anode angelegte Spannung schnell ändert. Die Spannung steigt an, bis der gewünschte Spannungswert, der einer gewünschten Farbe in Aufwärtsrichtung entspricht, erreicht ist, wobei in diesem Zeitpunkt der Steuerschalter geöffnet und die Drossel wieder aufgeladen wird. Eine Mitlaufhochspannungsversorgung hält die Anode auf dem vorbestimmten Spannungswert, nachdem dieser Wert erreicht worden ist. US 40 92 566 from the year 1978 describes a high voltage power supply for quickly switching the to the anode Penetration cathode ray tube applied high voltage. The energy to make the quick transition between voltage values is stored in two chokes, one for upward transitions and one for downward transitions. When the applied to the penetration cathode ray tube Voltage to be changed will be the appropriate one Throttle via a control switch with the anode connected, which has the consequence that the attached to the anode applied voltage changes quickly. The tension increases until the desired voltage value, that of a desired one Color in the upward direction is reached, being in this Time the control switch opened and the throttle is recharged. A tracking high voltage supply keeps the anode at the predetermined voltage value, after this value has been reached.

Bei dem aus der eingangs erwähnten Druckschrift, SID International Symposium/Digest of Technical Papers, bekannten Hochspannungsfarbschalter sind keine Maßnahmen vorgesehen, um Energie zu sparen.In the case of the publication SID International mentioned in the introduction Symposium / Digest of Technical Papers, known High-voltage color switches, no measures are provided to save energy.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Hochspannungsfarbschalter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art den Energieverbrauch zu senken.The object of the invention is in a high-voltage color switch the specified in the preamble of claim 1 Way of reducing energy consumption.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen gelöst. This object is achieved by the characterizing Part of claim 1 specified features in Released with the generic terms.

Bei dem Hochspannungsfarbschalter nach der Erfindung fühlt in der ersten oder sequentiellen Betriebsart eine Rückkopplungsschleife den Gleichspannungswert ab, der der dynamischen Ansteuergeschwindigkeit zugeordnet ist, welche der Anode der Penetrationskathodenstrahlröhre über den Transformator dargeboten wird, und steuert diesen Gleichspannungswert auf Null. Die richtige Gleichspannung wird an der Penetrationskathodenstrahlröhre wiederhergestellt, indem das Bezugseingangssignal an dem Hochspannungsnetzgerät eingestellt und so der Wert des an die Anode der Penetrationskathodenstrahlröhre angelegten Spannungsausgangssignals verändert wird. In der zweiten Betriebsart wird der vorgenannte Rückkopplungskreis unwirksam gemacht, und die Penetrationskathodenstrahlröhre kann wahlfrei auf irgendeine Nichtbasisfarbe für eine Farbschreibperiode umgeschaltet werden, die eine vorbestimmte Zeitdauer nicht übersteigt. In dieser zweiten Betriebsart ist ein Energierückweg über eine Diodenschaltung vorhanden, um die dem Zusammenbrechen des Magnetfeldes in dem Transformator im Anschluß an das Ende der Schreibperiode zugeordnete Energie wieder aufzufangen. In the high-voltage color switch according to the invention feels in the first or sequential mode a feedback loop from the DC voltage value is assigned to the dynamic control speed, which the anode of the penetration cathode ray tube via the transformer is presented, and controls this DC voltage value to zero. The correct DC voltage is on the penetration cathode ray tube restored by the reference input signal set on the high voltage power supply and so the value of that applied to the anode of the penetration cathode ray tube Voltage output signal is changed. In the second Operating mode becomes the aforementioned feedback loop ineffective, and the penetration cathode ray tube can optionally be on any non-base color for one Color writing period can be switched, which is a predetermined Duration does not exceed. In this The second mode of operation is an energy return via a diode circuit present to prevent the collapse of the magnetic field in the transformer following the end of the To collect energy associated with the writing period.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bildet den Gegenstand des Patentanspruchs 2.An advantageous embodiment of the invention forms the Subject matter of claim 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt An embodiment of the invention is described below Described in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Hochspannungsfarbschalters für eine Penetrationskathodenstrahlröhre, Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a high voltage switch for a color cathode ray tube penetration,

Fig. 2 ein Diagramm, das Signalschwingungen an verschiedenen Punkten in der Ausführungsform von Fig. 1 bei sich in einer ersten Betriebsart befindlichem Hochspannungsfarbschalter zeigt, und FIG. 2 is a diagram showing signal oscillations at various points in the embodiment of FIG. 1 with the high-voltage color switch in a first operating mode, and

Fig. 3 ein Diagramm, das Signalschwingungen an verschiedenen Punkten in der Ausführungsform von Fig. 1 bei sich in einer zweiten Betriebsart befindlichem Hochspannungsfarbschalter zeigt. Fig. 3 is a diagram showing signal vibrations at various points in the embodiment of Fig. 1 shows in a second mode in befindlichem high-voltage color switch.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Hochspannungsfarbschalters mit zwei Betriebsarten für eine Penetrationskathodenstrahlröhre 22. Ein Hochspannungsnetzgerät 10 ist über eine Leitung 12 mit einer Seite einer Sekundärwicklung 14 eines Transformators 16 verbunden. Die andere Seite der Sekundärwicklung 14 ist über eine Leitung 18 und einen Dämpfungswiderstand 20 mit der Penetrationskathodenstrahlröhre 22 verbunden. Die Penetrationskathodenstrahlröhre 22 hat eine Anode 24, an die eine Hochspannung angelegt wird. Diese Hochspannung bewirkt, daß der Strahl von Elektronen, die durch eine Kathode (nicht dargestellt) emittiert werden, welche in dem Röhrenhals angeordnet ist, zu einem Schirmträger 25 hin beschleunigt wird, welcher über der Vorderseite der Penetrationskathodenstrahlröhre 22 angeordnet ist. Auf der Innenfläche des Schirmträgers 25 sind üblicherweise wenigstens zwei Phosphorschichten aufgebracht, von denen jede bei Anregung durch den Elektronenstrahl eine andere Wellenlänge oder Lichtfarbe emittiert. Zu Erläuterungszwecken wird angenommen, daß sich eine Schicht grüner Phosphor und eine Schicht roter Phosphor auf der Innenfläche des Schirmträgers 25 befinden, es ist aber klar, daß Phosphore, die andere Farben emittieren, ebenfalls benutzt werden könnten. Darüber hinaus könnten, wenn mehr als etwa vier verschiedene Farben auf dem Schirmträger 25 angezeigt werden sollen, mehr als zwei Phosphorschichten benutzt werden. Die Anode 24 wird durch ein Material hoher elektrischer Leitfähigkeit gebildet, welches umfangsmäßig um die Penetrationskathodenstrahlröhre 22 nahe der Vorderseite derselben angeordnet ist. Wegen ihrer beträchtlichen Größe hat die Anode 24 eine relativ große Kapazität, und sie ist der Einfachheit halber in der Ausführungsform in Fig. 1 als ein Kondensator dargestellt. Fig. 1 shows an embodiment of a high-voltage color switch having two modes of operation for a penetration cathode ray tube 22. A high-voltage power supply 10 is connected via a line 12 to one side of a secondary winding 14 of a transformer 16 . The other side of the secondary winding 14 is connected to the penetration cathode ray tube 22 via a line 18 and a damping resistor 20 . The penetration cathode ray tube 22 has an anode 24 to which a high voltage is applied. This high voltage causes the beam of electrons emitted by a cathode (not shown) located in the tube neck to be accelerated toward a faceplate 25 located over the front of the penetration cathode ray tube 22 . At least two phosphor layers are usually applied to the inner surface of the faceplate 25 , each of which emits a different wavelength or light color when excited by the electron beam. For purposes of illustration, it is assumed that there is a layer of green phosphor and a layer of red phosphor on the inner surface of the faceplate 25 , but it is clear that phosphors that emit other colors could also be used. In addition, if more than about four different colors are to be displayed on the faceplate 25 , more than two phosphor layers could be used. The anode 24 is formed of a high electrical conductivity material that is circumferentially disposed about the penetration cathode ray tube 22 near the front thereof. Because of its considerable size, the anode 24 has a relatively large capacitance and is shown as a capacitor in the embodiment in FIG. 1 for simplicity.

Transformator 16 hat außerdem eine Primärwicklung 26 und ein vorgewähltes Windungsverhältnis bezüglich der Sekundärwicklung 14, welches den Kennwerten des benötigten Spannungshubes angepaßt ist. Beispielsweise würde bei einem Transformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1000 eine Spannungsänderung von 4 V an der Primärwicklung 26 eine Spannungsänderung von 4 kV an der Sekundärwicklung 14 ergeben. Dieser Spannungshub würde, wenn er zu dem Null- oder Massepotential symmetrisch ist, einen Spannungshub der Sekundärwicklung von -2 kV bis +2 kV ergeben. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist ein Ende der Primärwicklung 26 mit Masse verbunden, wogegen das andere Ende über eine Leitung 28 mit einer Seite einer ersten Schalteinrichtung in Form eines Schalters 30 verbunden ist. Die andere Seite des Schalters 30 ist über eine Leitung 32 mit dem Ausgang einer Treiberschaltung 34 verbunden. Das Eingangssignal der Treiberschaltung 34 ist im wesentlichen ein Analogsignal mit diskreten Werten, wobei jeder Wert eine gesonderte Farbe angibt, was im folgenden noch ausführlicher erläutert ist. Ihr Eingangssignal empfängt der Treiberschaltung 34 aus einem Farbprozessor 36 über eine Leitung 37.Transformer 16 also has a primary winding 26 and a preselected turn ratio with respect to secondary winding 14 , which is adapted to the characteristic values of the required voltage swing. For example, in the case of a transformer with a transformation ratio of 1: 1000, a voltage change of 4 V on the primary winding 26 would result in a voltage change of 4 kV on the secondary winding 14 . This voltage swing, if symmetrical to the zero or ground potential, would result in a voltage swing of the secondary winding from -2 kV to +2 kV. In the embodiment described here, one end of the primary winding 26 is connected to ground, whereas the other end is connected via a line 28 to one side of a first switching device in the form of a switch 30 . The other side of the switch 30 is connected to the output of a driver circuit 34 via a line 32 . The input signal to the driver circuit 34 is essentially an analog signal with discrete values, each value indicating a separate color, which is explained in more detail below. The driver circuit 34 receives its input signal from a color processor 36 via a line 37 .

Der Hochspannungsfarbschalter hat in seiner zweiten Betriebsart einen Rückkopplungszweig von dem Transformator 16 zu einem Niederspannungsnetzgerät für die Treiberschaltung 34, so daß während der Rücksetzperiode Energie zurückgeleitet werden kann. Dieser Rückkopplungszweig enthält eine Diodenschaltung aus zwei Dioden 42 und 44, die in Sperrichtung zwischen der Leitung 28 und einer von dem Niederspannungsnetzgerät bezüglich des Nullpotentials erzeugten positiven bzw. negativen Versorgungsspannung +V_BB bzw. -V_BB liegen. Das Niederspannungsnetzgerät (nicht dargestellt) ist von bekannter Bauart und liefert der Treiberschaltung 34 die positive und negative Versorgungsspannung +V_BB, -V_BB über Klemmen 46 bzw. 48. Übliche Gleichspannungswerte, die an die Treiberschaltung 34 angelegt werden, liegen in dem Bereich von +25 V bis -25 V. Die Anode der Diode 42 ist mit der Leitung 28 verbunden, wogegen ihre Kathode mit der Klemme 46 verbunden ist. Die Kathode der Diode 44 ist mit der Leitung 28 verbunden, wogegen ihre Anode mit der Klemme 48 verbunden ist.In its second mode of operation, the high-voltage color switch has a feedback branch from the transformer 16 to a low-voltage power supply for the driver circuit 34 , so that energy can be returned during the reset period. This feedback branch contains a diode circuit comprising two diodes 42 and 44 , which are connected in the reverse direction between the line 28 and a positive or negative supply voltage + V _BB or -V _BB generated by the low-voltage power supply unit with regard to the zero potential. The low-voltage power supply (not shown) is of a known type and supplies the driver circuit 34 with the positive and negative supply voltage + V _BB , -V _BB via terminals 46 and 48, respectively. Usual DC voltage values that are applied to the driver circuit 34 are in the range from +25 V to -25 V. The anode of the diode 42 is connected to the line 28 , whereas its cathode is connected to the terminal 46 . The cathode of diode 44 is connected to line 28 , whereas its anode is connected to terminal 48 .

In der ersten Betriebsart wird der Hochspannungsfarbschalter sequentiell über eine Reihe von Farbschreibperioden schrittweise durchgeschaltet, und zum Einstellen einer Änderung des Tastverhältnisses in einer besonderen Farbschreibperiode ist eine Gleichstromrückkopplungsschleife vorgesehen, um den Ausgangsspannungswert aus dem Hochspannungsnetzgerät 10 einzustellen. Diese Gleichstromrückkopplungsschleife enthält einen Widerstand 50, von welchem eine Seite mit der Leitung 28 verbunden ist. Die andere Seite des Widerstands 50 ist über eine Leitung 52 mit einem Kondensator 54 verbunden, dessen andere Seite mit Masse verbunden ist. Der Widerstand 50 und der Kondensator 54 wirken als Tiefpaßfilter, welches die Spannungsschwingung auf der Leitung 28 an der Primärwicklung 26 des Transformators 16 integriert. Von einem Operationsverstärker 56 ist ein Eingang mit der Leitung 52 verbunden, um die Gleichstromkomponente der an die Primärwicklung 26 angelegten Signalschwingung abzufühlen. Der andere Eingang ist mit Masse verbunden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 56 wird über eine Leitung 58 an einen Eingang der Treiberschaltung 34 angelegt.In the first mode, the high voltage color switch is sequentially switched through a series of color writing periods, and a DC feedback loop is provided to adjust the duty cycle change in a particular color writing period to adjust the output voltage value from the high voltage power supply 10 . This DC feedback loop includes a resistor 50 , one side of which is connected to line 28 . The other side of resistor 50 is connected via a line 52 to a capacitor 54 , the other side of which is connected to ground. The resistor 50 and the capacitor 54 act as a low-pass filter, which integrates the voltage oscillation on the line 28 on the primary winding 26 of the transformer 16 . An input is connected to line 52 from an operational amplifier 56 to sense the DC component of the signal oscillation applied to primary winding 26 . The other input is connected to ground. The output signal of the operational amplifier 56 is applied via a line 58 to an input of the driver circuit 34 .

Zum Ändern des Hochspannungsgleichstromwertes aus dem Hochspannungsnetzgerät 10 ist von einem Widerstand 60 ein Ende mit der Leitung 37 verbunden, wogegen sein anderes Ende über eine Leitung 62 mit einer Seite eines Kondensators 64 verbunden ist. Die andere Seite des Kondensators 64 ist mit Masse verbunden. Die Leitung 62 ist außerdem mit einem Bezugseingang des Hochspannungsnetzgerätes 10 verbunden. Der Widerstand 60 und der Kondensator 64 bilden eine Integrationsschaltung zum Integrieren der Signalschwingung, die an die Treiberschaltung 34 angelegt wird, um einen Gleichstromwert zu bilden, der den Ausgangsspannungswert des Hochspannungsnetzgerätes 10 proportional ändert. Eine zweite Schalteinrichtung in Form eines Schalters 66 ist zwischen die Leitung 62 und Masse geschaltet und macht unter der Steuerung des Farbprozessors 36 diese Rückkopplung in der zweiten Betriebsart unwirksam. To change the high-voltage direct current value from the high-voltage power supply 10 , one end of a resistor 60 is connected to the line 37 , while its other end is connected via a line 62 to one side of a capacitor 64 . The other side of capacitor 64 is connected to ground. The line 62 is also connected to a reference input of the high-voltage power supply 10 . The resistor 60 and the capacitor 64 form an integration circuit for integrating the signal oscillation which is applied to the driver circuit 34 to form a direct current value which changes the output voltage value of the high-voltage power supply 10 proportionally. A second switching device in the form of a switch 66 is connected between the line 62 and ground and, under the control of the color processor 36, renders this feedback ineffective in the second operating mode.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun die Arbeitsweise des Hochspannungsfarbschalters beschrieben. Zuerst wird auf die linke Hälfte von Fig. 2 Bezug genommen, um die Arbeitsweise des Hochspannungsfarbschalters in seiner ersten oder sequentiellen Betriebsart zu beschreiben. In dieser ersten Betriebsart wird der Hochspannungsfarbschalter schrittweise auf eine Farbschreibperiode für jede von vier Farben durchgeschaltet, indem an die Anode 24 eine Treppenspannungsschwingung angelegt wird. Dabei ändert sich der Spannungswert, der an die Anode 24 angelegt wird von 10 kV auf 12 kV, von 12 kV auf 16 kV, von 16 kV auf 18 kV und schließlich von 18 kV wieder auf 10 kV. Gemäß der Darstellung in der linken Hälfte von Fig. 2 ist das Tastverhältnis dieser Spannungsschwingung so, daß die Verweilzeit während jeder Farbschreibperiode etwa dieselbe ist, so daß sich der Gesamtgleichstromwert dieser Spannungsschwingung nicht mit der Zeit ändert.The operation of the high voltage color switch will now be described with reference to FIG. 2. First, reference is made to the left half of FIG. 2 to describe the operation of the high voltage color switch in its first or sequential mode. In this first mode, the high voltage color switch is incrementally switched to a color writing period for each of four colors by applying a staircase voltage wave to the anode 24 . The voltage value applied to the anode 24 changes from 10 kV to 12 kV, from 12 kV to 16 kV, from 16 kV to 18 kV and finally from 18 kV to 10 kV again. As shown in the left half of Fig. 2, the duty cycle of this voltage swing is such that the dwell time during each color writing period is approximately the same so that the total DC value of this voltage swing does not change with time.

Die rechte Hälfte von Fig. 2 zeigt die Arbeitsweise des Hochspannungsfarbschalters in der ersten Betriebsart, in welcher eine der Farbschreibperioden länger als die andere ist. Dabei wird der Anode 34 eine unsymmetrische Spannungsschwingung dargeboten, der ein mittlerer Gleichstromwert zugeordnet ist. Da der Schalter 66 in dieser Betriebsart offen ist, wirken der Widerstand 60 und der Kondensator 64 als ein Tiefpaßfilter, welches die der Treiberschaltung 34 dargebotene Spannungsschwingung integriert. Dieser Spannungswert wird dem Bezugseingang des Hochspannungsnetzgerätes 10 zugeführt und stellt den Wert der an die Leitung 12 abgegebenen Hochspannung ein. Der Schalter 30 bleibt geschlossen, während der Hochspannungsfarbschalter in dieser ersten Betriebsart ist.The right half of Fig. 2 shows the operation of the high voltage color switch in the first mode, in which one of the color writing periods is longer than the other. In this case, the anode 34 is presented with an asymmetrical voltage oscillation, which is assigned an average DC current value. Since switch 66 is open in this mode, resistor 60 and capacitor 64 act as a low pass filter that integrates the voltage swing presented to driver circuit 34 . This voltage value is fed to the reference input of the high-voltage power supply 10 and sets the value of the high voltage delivered to the line 12 . Switch 30 remains closed while the high voltage color switch is in this first mode.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun die Arbeitsweise des Hochspannungsfarbschalters beschrieben, der sich in der zweiten oder wahlfreien Betriebsart befindet. Der Hochspannungsfarbschalter kann zwar für irgendeine seiner verfügbaren Farben auf eine Schreibperiode geschaltet werden, zu Erläuterungszwecken werden jedoch eine Gelbschreibperiode und eine Rotschreibperiode dargestellt. Diese Betriebsart ist für die Situation gut geeignet, in welcher die Basisfarbe, die hier ungefähr orange ist, benutzt werden soll, um Information auf dem Schirmträger 25 der Penetrationskathodenstrahlröhre 22 für die meiste Zeit anzuzeigen. Zu gewissen Zeiten, beispielsweise zum Hervorheben einer besonderen Einzelheit auf dem Bildschirm, kann es jedoch erwünscht sein, dieses Bild beispielsweise in gelb oder rot anzuzeigen. In seiner zweiten Betriebsart kann der Hochspannungsfarbschalter wahlfrei auf irgendeine Farbschreibperiode umgeschaltet werden, so daß diese Information auf dem Schirmträger 25 geschrieben werden kann.The operation of the high voltage color switch which is in the second or optional mode will now be described with reference to FIG. 3. While the high voltage color switch can be switched to a write period for any of its available colors, a yellow write period and a red write period are shown for purposes of illustration. This mode of operation is well suited to the situation in which the base color, which is approximately orange here, is to be used to display information on the faceplate 25 of the penetration cathode ray tube 22 for most of the time. At certain times, for example to highlight a particular detail on the screen, it may be desirable to display this image in yellow or red, for example. In its second mode of operation, the high-voltage color switch can be switched over to any color writing period, so that this information can be written on the faceplate 25 .

Die linke Hälfte von Fig. 3 zeigt eine Folge, während welcher eine Gelbschreibperiode gebildet wird. Zur Zeit t₀ zeigt ein Binärsignal aus einer externen Quelle an, daß eine Gelbschreibperiode einzuleiten ist. Der Schalter 66 empfängt ein Freigabesignal aus dem Farbprozessor 36 und leitet jeden Gleichspannungswert auf dem Kondensator 64 zur Masse. Der Schalter 30 bleibt während der Schreibperiode bis zur Rücksetzperiode geschlossen. Zur Zeit t₁ öffnet ein Steuersignal aus dem Farbprozessor 36 den Schalter 30, der den Stromfluß von der Treiberschaltung 34 zu der Primärwicklung 26 des Transformators 16 unterbricht. Das Magnetfeld in dem Transformator 16 beginnt zusammenzubrechen und erzeugt, wenn das ungebremst erfolgt, eine beträchtliche Spannung. Je nach der Polarität des Primärstroms beginnt eine der Dioden 42, 44 zu leiten. Ein Rückkopplungszweig wird über die leitende Diode zu dem Niederspannungsnetzgerät gebildet. Außerdem wird zur Zeit t₁ die Treiberschaltung 34 durch eine Spannungsschwingung aus dem Farbprozessor 36 auf einen Spannungswert und eine Polarität auf der entgegengesetzten Seite des Basisspannungswertes gebracht (Fig. 3d), der 10 kV beträgt. Zur Zeit t₂ ist der Magnetisierungsstrom in dem Transformator 16 vollständig wieder erreicht worden, so daß schließlich zur Zeit t₄ am Ende der Rücksetzperiode der Schalter 30 freigegeben wird, der den Zweig von der Treiberschaltung 34 zu der Primärwicklung 26 schließt. Der Spannungswert an der Anode 24 ist nun auf den Wert 14 kV der Basisfarbe, nämlich orange, zurückgebracht worden. The left half of Fig. 3 shows a sequence during which a yellow write period is formed. At time t₀, a binary signal from an external source indicates that a yellow write period is to be initiated. Switch 66 receives an enable signal from color processor 36 and passes any DC voltage value on capacitor 64 to ground. The switch 30 remains closed during the write period until the reset period. At the time t 1, a control signal from the color processor 36 opens the switch 30 , which interrupts the flow of current from the driver circuit 34 to the primary winding 26 of the transformer 16 . The magnetic field in transformer 16 begins to break down and, when unbraked, generates a substantial voltage. Depending on the polarity of the primary current, one of the diodes 42, 44 begins to conduct. A feedback branch is formed via the conductive diode to the low-voltage power supply. In addition, the driver circuit 34 is brought to a voltage value and a polarity on the opposite side of the base voltage value ( FIG. 3d) by a voltage oscillation from the color processor 36 ( FIG. 3d), which is 10 kV. At the time t₂ the magnetizing current in the transformer 16 has been completely reached again, so that finally at the time t₄ at the end of the reset period the switch 30 is released, which closes the branch from the driver circuit 34 to the primary winding 26 . The voltage value at the anode 24 has now been brought back to the value 14 kV of the base color, namely orange.

Damit die Vorteile des Hochspannungsfarbschalters in der zweiten Betriebsart voll ausgenutzt werden können, sollten die Kenndaten des Transformators 16 der maximalen Schreibperiode in jeder Nichtbasisfarbe angepaßt sein. Der Grund dafür ist, daß die durch die Treiberschaltung 34 an die Primärwicklung 26 angelegte Spannung einen Magnetisierungsstrom erzeugt, der naturgemäß die Kernflußdichte vergrößert. Wenn der Spitzenflußdichte gestattet würde, den Sättigungswert des Transformators 16 zu erreichen, würde die sich ergebende Sättigung eine Abweichung in dem Wert der an die Anode 24 angelegten Hochspannung bewirken, und, wenn der Spannungswert abnehmen würde, eine entsprechende Änderung in der auf dem Schirmträger 25 der Penetrationskathodenstrahlröhre 22 angezeigten Farbe verursachen. Es ist klar, daß zum Vergrößern der Länge einer Schreibperiode in einer bestimmten Farbe ein größerer Transformator mit einem höheren Sättigungswert benutzt werden sollte. Entsprechend kann, wenn eine kürzere Schreibperiode für eine bestimmte Farbe akzeptabel ist, ein kleinerer Transformator mit einem niedrigeren Sättigungswert benutzt werden, was die Treiberschaltung kleiner und kompakter macht. Die rechte Seite von Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Situation, in welcher die Anode 24 durch Impulse in eine extreme Position, einen Wert von 10 kV, für eine Rotschreibperiode gebracht wird. Zur Zeit t₅ bewirkt das binäre Eingangssignal an dem Farbprozessor 36, daß dieser einen Impuls an die Treiberschaltung 34 abgibt. Die Treiberschaltung 34 bildet dann einen entsprechenden Impuls in dem Primärkreis, der den Magnetisierungsstrom in der Primärwicklung 26 einleitet. Zur Zeit t₆ hat die Schreibperiode für die Farbe rot ihr maximales Intervall erreicht, und die Flußdichte in dem Transformator 16 nähert sich ihrem Sättigungspunkt. Das Rücksetzintervall beginnt mit dem Öffnen des Schalters 30 durch ein Signal aus dem Farbprozessor 36. Ein Impuls entgegengesetzter Polarität wird in dem Transformator 16 eingeleitet, wenn der Fluß zusammenbricht. Das gestattet dem Magnetisierungsstrom, sich über die Diode 42 zu entladen, und der Magnetisierungsstrom wird durch das Niederspannungsnetzgerät wieder aufgefangen. Schließlich wird zur Zeit t₇, wenn die Spannung den Wert erreicht hat, der der Basisfarbe entspricht, nämlich den Wert von 14 kV, der Schalter 30 freigegeben, der den Zweig von dem Ausgang der Treiberschaltung 34 zu der Primärwicklung 26 schließt.In order that the advantages of the high-voltage color switch can be fully exploited in the second operating mode, the characteristics of the transformer 16 should be adapted to the maximum write period in each non-basic color. The reason for this is that the voltage applied to the primary winding 26 by the driver circuit 34 generates a magnetizing current which naturally increases the core flux density. If the peak flux density were allowed to reach the saturation value of the transformer 16 , the resulting saturation would cause a deviation in the value of the high voltage applied to the anode 24 and, if the voltage value would decrease, a corresponding change in that on the faceplate 25 color of the penetration cathode ray tube 22 . It is clear that to increase the length of a write period in a particular color, a larger transformer with a higher saturation value should be used. Accordingly, if a shorter write period is acceptable for a particular color, a smaller transformer with a lower saturation value can be used, making the driver circuit smaller and more compact. The right side of FIG. 3 shows an example of the situation in which the anode 24 is brought into an extreme position, a value of 10 kV, by pulses for a red writing period. At time t₅ causes the binary input signal to the color processor 36 that this emits a pulse to the driver circuit 34 . The driver circuit 34 then forms a corresponding pulse in the primary circuit, which initiates the magnetizing current in the primary winding 26 . At time t₆ the write period for the color red has reached its maximum interval, and the flux density in the transformer 16 is approaching its saturation point. The reset interval begins when switch 30 is opened by a signal from color processor 36 . An opposite polarity pulse is initiated in the transformer 16 when the flow breaks down. This allows the magnetizing current to discharge through diode 42 and the magnetizing current is recovered by the low voltage power supply. Finally, at time t₇, when the voltage has reached the value corresponding to the base color, namely the value of 14 kV, the switch 30 is released, which closes the branch from the output of the driver circuit 34 to the primary winding 26 .

Claims

1. High voltage color switch for a penetration cathode ray tube ( 22 ) with an anode ( 24 ), with a first operating mode in which color writing periods for different colors are formed in a sequential manner, and with a second operating mode in which a basic color is normally displayed, but color writing periods for optional colors can be formed
with a high-voltage power supply ( 10 ) with a reference input and a high-voltage output, the output value of which is selected so that a predetermined basic color results when it is presented to the penetration cathode ray tube ( 22 ),
with a transformer ( 16 ) which is connected on the secondary side between the output of the high-voltage power supply ( 10 ) and the anode ( 24 ) of the penetration cathode ray tube ( 22 ), and
a driver circuit ( 34 ) for receiving an input oscillation at an input for emitting an oscillation dependent on the input oscillation to the primary side of the transformer ( 16 ) in order to create the voltage swing required to produce a special color in a color writing period,
characterized by a first switching device ( 30 ) which has an open position and a closed position and is connected between the output of the driver circuit ( 34 ) and the primary side of the transformer ( 16 ),
by an integration circuit ( 60, 64 ) which is connected between the input of the driver circuit ( 34 ) and the reference input of the high-voltage power supply ( 10 ),
by a second switching device ( 66 ) which is connected to the integration circuit ( 60, 64 ) in order to render it inoperative in a closed position in the second operating mode and to generate a color writing period in an optional color, while in the first operating mode it is used for Formation of color writing periods of different colors is open in a sequential manner, so that the DC value associated with the input oscillation is presented to the reference input of the high-voltage power supply ( 10 ) in order to adjust its high-voltage output value at the same time that the first switching device is closed and the input oscillation of the driver circuit ( 34 ) is presented, and
by a low voltage power supply connected to the driver circuit ( 34 ), to which energy is returned through a diode circuit ( 42, 44 ) connected between the primary side of the transformer ( 16 ) and the low voltage power supply when the magnetizing current in the transformer ( 16 ) is reset after each color writing period the first switch means ( 30 ) being held in the open position during a reset period in which the magnetizing current is reset after each color writing period.

2. High-voltage color switch according to claim 1, characterized in that the low-voltage power supply generates a positive and a negative supply voltage (+ V _BB , -V _BB ) with respect to a zero potential and that the diode circuit ( 42, 44 ) contains two diodes, each between the primary side of the transformer ( 16 ) and the positive or negative supply voltage (+ V _BB , -V _BB ).