DE3518702C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Konvergenz-Schaltkreis zum Korrigieren von Konvergenzfehlern in Kathodenstrahlröhren, welcher die im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist.

Ein derartiger Konvergenz-Schaltkreis ist aus der DE-AS 27 04 285 bekannt. Bei diesem ist vorgesehen, daß zwischen den Eingangsklemmen der Gleichrichterschaltung und den Ausgangsklemmen eines Vertikalablenkgenerators eine Parallelwiderstandsschaltung angeordnet ist, um einen an Ausgangsklemmen der Gleichrichterschaltung auftretenden Parabel-Brücken-Ausgangsstrom variieren zu können. Die Regelung dieses Ausgangsstroms durch eine der Gleichrichterschaltung vorgeschaltete Parallelwiderstandsschaltung bringt in nachteiliger Art und Weise einen verminderten Regelungsbereich für diese Größe mit sich.

Wie außerdem bekannt ist, werden Farbkathodenstrahlröhren, bei denen drei Elektrodenstrahlen in einer Inline-Anordnung emittiert werden, bei verschiedenen elektrischen Geräten, wie bspw. Fernsehempfängersysteme, Videomonitoren, CRT-Anzeigen und dgl. in weitem Umfange verwendet.

Kathodenstrahlröhren sind mit einem Ablenkjoch versehen, das die drei Elektronenstrählen auf die innere fluorreszierende Oberfläche der Kathodenstrahlröhre ablenkt. In diesem Falle kann ein Konvergenzfehler in den Rastern auf der fluoreszierenden Fläche aus einem Grunde auftreten, der der Konstruktion der Kathodenstrahlröhre, wie bspw. der Krümmung der fluoreszierenden Oberfläche, der Neigung des Elektronenstrahlerzeugers und Fehlern der Baueinheit bei der Herstellung zuzuschreiben ist, oder aus einem Grunde, der dem Aufbau des Ablenkjochs, wie bspw. einem Fehler beim Schaffen einer gewünschten Form und bei der Leiterverteilung an der Ablenkspule zuzuschreiben ist. Zur Korrektur dieser Art von Konvergenzfehler verwendet man ein unabhängiges Konvergenzjoch, wie es in der US-PS 39 12 970 beschrieben ist. Im Falle dieser Inline-Kathodenstrahlröhre wird aus wirtschaftlichen Gründen vom Ablenkjoch selbst verlangt, den Konvergenzfehler zu korrigieren. Es ist jedoch schwierig, ein Ablenkjoch für eine Anordnung zu bauen, in welcher kein Konvergenzfehler auftritt. Deshalb ist das Ablenkjoch derart aufgebaut, daß ein Konvergenzfehler der drei Raster auf der fluoreszierenden Oberfläche, die in vertikaler Richtung etwa zusammenfallen und nur in horizontaler Richtung parabolisch sind, in der vertikalen Richtung Y des Bildschirms S, wie in Fig. 1 dargestellt, verbleibt, und ein Kreuz- bzw. Quer-Konvergenzfehler, der an den oberen und unteren Endbereichen des Bildschirms auftritt und der schwierig zu korrigieren ist, nicht verbleibt. Mit anderen Worten, der Konvergenzfehler, der beim Aufbau des Ablenkjochs unvermeidlich auftritt, wird durch einen großen Konvergenzfehlerwert Y_H der horizontalen Komponente bewirkt, aus der die Komponente in Y-Richtung eliminiert ist.

Dieser Konvergenzfehler kann leicht durch Korrekturspulenvorrichtungen 10 und 11, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, korrigiert werden. Diese Vorrichtungen 10 und 11 sind in Richtung der Inline-Anordnung der drei Elektronenstrahlen B, G und R an der Außenseite des Kathodenstrahlröhrenhalses 17 einander gegenüberliegend angeordnet. Die Korrekturspulenvorrichtungen 10 und 11 besitzen U-förmige Magnetkerne 10a und 11a und Korrekturspulen 10b und 11b, die um die Magnetkerne gewickelt sind. Die Korrekturspulen 10b und 11b sind mit der Konvergenzstromquelle 12 in Reihe verbunden, um Magnetflüsse 13, 14, 15 und 16 in Pfeilrichtung innerhalb des Halses 17 zu erzeugen. Solche Korrekturspulenvorrichtungen sind im einzelnen in der US-PS 40 90 110 beschrieben.

Der Wert Y_H des Konvergenzfehlers, der bei den Herstellungsverfahren für Fernsehempfängersysteme und dgl. auf dem Bildschirm erscheinen wird, ist bei jeder Anordnung bzw. Baueinheit aus Kathodenstrahlröhre und Ablenkjoch, die bei den Herstellungsverfahren zusammengebaut werden, unterschiedlich. Man benötigt deshalb eine Vorrichtung zum Einstellen der Amplitude, die eine Korrektur abhängig von der Größe des Konvergenzfehlerwertes Y_H erlaubt. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Inline-Anordnung der drei Elektronenstrahlen im Bezug auf die X-Achse des Bildschirms verschoben. In diesem Falle ist der Konvergenzwert Y_H1 am oberen Endbereich des Bildschirms zum Konvergenzfehlerwert Y_H2 am unteren Endbereich des Bildschirms unterschiedlich und demgemäß kann ein solcher Konvergenzfehler nur durch die genannte Vorrichtung zum Einstellen der Amplitude korrigiert werden. Es ist deshalb eine Kippeinstellvorrichtung, die die Elektronenstrahlen B, G und R einstellt, zur Korrektur der Positionen notwendig.

Aus der DE-AS 25 15 266 ist es bekannt, Widerstandsvorrichtungen und Einstellvorrichtungen für Korrekturspulen in Schaltungsanordnungen zur Erzeugung einer parabelförmigen Schwingung zu verwenden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Konvergenz-Schaltkreis der eingangs genannten Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet und eine sicherere und einfachere Korrektur der genannten Konvergenzfehler ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Konvergenz -Schaltkreis der genannten Art die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Der Konvergenz-Schaltkreis gemäß vorliegender Erfindung enthält also eine erste Einstellvorrichtung, welche die Wellenform des Korrekturstroms zu jeder Halbwelle des vertikalen Ablenkstroms abwechselnd ändert. Die zweite Einstellvorrichtung stellt den Wert des Korrekturstroms ein, der den Korrekturspulen zugeführt werden soll. Eine Widerstandsvorrichtung ist mit den Korrekturspulen in Reihe verbunden und optimiert die Einstellung durch die zweite Verstellvorrichtung. Die Widerstandsvorrichtung kann ein veränderlicher Widerstand oder ein fester Widerstand sein, wobei der zuletzt genannte auf einen Widerstandswert eingestellt ist, bei dem die zweite Verstellvorrichtung optimiert ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 und 3 ein Beispiel eines Konvergenzfehlers, wie er am Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, bei der drei Elektronenstrahlen in Inline- Anordnung vorgesehen sind, erscheint,

Fig. 2 in schematischer Darstellung Korrekturspulenvorrichtungen, wie sie zur Korrektur eines in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Konvergenzfehlers Verwendung finden,

Fig. 4 von der Elektronenstrahlerzeugerseite her eine Ansicht eines Ablenkjochs mit einem Konvergenz-Schaltkreis gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung zur Darstellung des Konvergenz-Schaltkreises gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 6 die Änderungen des Korrekturstromes bei Änderung des in Fig. 5 dargestellten Potentiometers zur Änderung der Amplitude und fünf Kennlinien der Korrekturschaltung bei Änderung des Widerstandswertes des mit den Korrekturspulen in Reihe verbundenen, veränderlichen Widerstandes,

Fig. 7A die Wellenform des vertikalem Ablenkstromes und

Fig. 7B die Wellenform des Korrekturstromes, der in dem Korrekturspulen fließt.

Gemäß Fig. 4 ist das Ablenkjoch 18 mit einem Paar sattelförmiger horizontaler Ablenkspulen, welches nicht dargestellt ist, innerhalb eines zylindrischen Spulentrennstückes 19, das aus Kunststoff hergestellt ist, und mit einem Paar vertikaler Ablenkspulen, die um den ringförmigen Ablenkkern 20 außerhalb des Spulentrennkörpers 19 toroidförmig gewickelt sind, versehen. Das Spulentrennstück 19 des Ablenkjochs 18 ist mit einer hinteren sich erweiterenden Kammer 23 versehen, in der die hinteren Endbereiche der horizontalen Ablenkspulen angeordnet sind. An der Außenwand der sich erweiterenden Kammer 23 an der Elektronenerzeugerseite sind ein Paar Korrekturspulenvorrichtungen 24 und 25 an Positionen vorgesehen, an denen, in dem Falle, in dem das Ablenkjoch 18 an der Kathodenstrahlröhre befestigt ist, die Ablenkspulenvorrichtungen in Richtung der Inline-Anordnung der drei Elektronenstrahlen und symmetrisch zur Achse der Elektronenstrahlröhre angeordnet sind.

Das obere Ende der sich erweiternden Kammer 23 ist mit einer gedruckten Leiterplatte 26 versehen, auf der der Konvergenz-Schaltkreis, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, vorgesehen ist. Dieser Schaltkreis sei weiter unten beschrieben. Die horizontalen Ablenkspulen erzeugen ein horizontales Ablenkfeld und die vertikalen Ablenkspulen 21 und 22 erzeugen ein vertikales Ablenkfeld. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Ablenkjoch 18 derart angepaßt, daß der Konvergenzfehler, der auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre erscheint, ein in Fig. 1 dargestellter Konvergenzfehler ist. Mit anderen Worten, die drei Elektronenstrahlen sind auf der X-Achse des Bildschirms durch Einstellen der Formen und durch eine Leiterverteilung der horizontalen Ablenkspulen konvergiert und der Konvergenzfehler Y_H nur der horizontalen Komponente in Y-Achsenrichtung des Bildschirms wird durch Einstellen der Formen und der Leiterverteilung der vertikalen Ablenkspulen erzeugt.

Das Ablenkjoch erzeugt zweckmäßigerweise einen Konvergenzfehler Y_H, so daß dieser, der aus dem obigen Grunde auf dem Bildschirm unvermeidlich auftritt, ein Konvergenzfehler sein sollte, der anders als der Kreuzkonvergenzfehler, der schwierig zu eliminieren ist, leicht korrigiert werden kann.

Fig. 5 zeigt den Konvergenz-Schaltkreis, der das Hauptmerkmal vorliegender Erfindung ist. Die vertikalen Ablenkspulen 21 und 22 und der Widerstand 28 sind mit der vertikalen Ablenkschaltung 27 in Reihe geschaltet. Gemeinsame Eingangsklemmen 30a und 30b für das Potentiometer 29 und die Gleichrichterschaltung 30 sind mit den Enden des Widerstands 28 verbunden. Die Gleichrichterschaltung 30 ist als Brückengleichrichterschaltung ausgebildet, die vier Dioden D1, D2, D3 und D4 verwendet. Eine Korrekturschaltung 31 ist mit den Ausgangsklemmen 30c und 30d der Gleichrichterbrückenschaltung 30 verbunden und der verschiebbare Abgriff 29a des Potentiometers 29 ist mit der Klemme 30d über einen Widerstand 32 verbunden. Diese Gleichrichterschaltung 30 bewirkt eine Vollwellengleichrichtung des Ablenkstromes Iv sägezahnförmiger Wellenform, der von der vertikalen Ablenkschaltung 27, wie in Fig. 7A dargestellt ist, geliefert wird, und wandelt diesen in einen Korrekturstrom Ic parabolischer Wellenform um, wie in Fig. 7B dargestellt. Die parabolische Wellenform wird durch die Leitungscharakteristik der Diode gebildet, wobei eine Diode mit niedriger Verlagerungs- bzw. Verschiebespannung, wie bspw. eine Schottky-Diode Verwendung findet. Die Periode des Korrekturstromes Ic stimmt mit der Periode des vertikalen Ablenkstromes Iv überein.

Die Korrekturschaltung 31 enthält ein Potentiometer 33, einen veränderlichen Widerstand 34 und die Korrekturspulen 10b und 11b. Die Eingangsklemmen 33b und 33c des Potentiometers 33 sind mit den Ausgangsklemmen 30c und 30d der Gleichrichterschaltung 30 verbunden. Der veränderliche Widerstand 34 ist zwischen dem beweglichen Abgriff 33a und der Eingangsklemme 33b des Potentiometers 33 geschaltet, während die Korrekturspulen 10b und 11b zwischen dem Abgriff 33a und der Eingangsklemme 33c elektrisch angeordnet sind. Ein Widerstand 35 bestimmt den Innenwiderstand der Korrekturspulen 10b und 11b.

Im folgenden sei die Betriebsweise des Konvergenz-Schaltkreises beschrieben. Der Konvergenzfehler X_H wie er in Fig. 1 dargestellt ist, tritt auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre auf. Mit anderen Worten, die Größe des Konvergenzfehlers wird zum oberen und unteren Endbereich des Bildschirms hin größer. Der Korrekturstrom 1c parabolischer Wellenform, wie sie in Fig. 7B gezeigt ist, jedoch fließt in den Korrekturspulen 10b und 11b. Mit anderen Worten, ein großer Betrag bzw. Teil des Korrekturstromes fließt in dem beginnenden Teil Tf und dem Endteil Tb einer Periode und der Strom im Teil Tc des halben Zyklus bzw. der Halbperiode ist etwa Null. Obwohl das Korrekturfeld dann nicht auftritt, wenn der Elektronenstrahl an einer Position nahe der X-Achse des Bildschirms abgetastet wird, werden die Korrekturfelder 13 und 14, die in Fig. 2 dargestellt sind, mehr zu den oberen und unteren Bereichen des Bildschirms hin intensiviert und die Elektronenstrahlen B und R werden mit dem Elektronenstrahl G im gesamten Bereich des Bildschirmes konvergiert. In den meisten Fällen von Baueinheiten aus einer Kathodenstrahlröhre und einem Ablenkjoch ist der Konvergenzfehlerwert Y_H bei jeder zusammengebauten Anordnung unterschiedlich. In diesem Falle wird das Influchtbringen dadurch ausgeführt, daß der Abgriff 33a des Potentiometers 33 bewegt wird. Mit anderen Worten, der Stromwert Ic, der in den Korrekturspulen 10b und 11b fließt, wächst mit der Bewegung des Abgriffs 33a von der Eingangsklemme 33c zur Eingangsklemme 33d hin.

Ist dieser Stromwert um einen bestimmten Betrag mit der Bewegung des Abgriffs geändert, kann die Korrektur des Konvergenzfehlers in der o.g. zusammengebauten Anordnung sichergestellt werden.

Fig. 6 zeigt die Änderung des Korrekturstromes Ic im Bezug auf die Bewegung L bzw. dessen Betrag des Abgriffs, was eines der Merkmale vorliegender Erfindung ist. Kennlinien R₀, R₁, R₂ und R₃ zeigen die Änderungen des Widerstandswertes R des veränderlichen Widerstandes 34. Die Kennlinie R₀, die in ausgezogener Linie dargestellt ist, zeigt eine Charakteristik, die man erhält, wenn der Widerstandswert R des veränderlichen Widerstandes 34 auf den optimalen Wert eingestellt ist. Das Ablenkjoch ist bei Standard-Kathodenstrahlröhren im allgemeinen auf diesen optimalen Wert eingestellt. Die Kurve R₁ zeigt die Kennlinie, wenn der Widerstandswert R Null ist, die Kurve R₂ die Kennlinie, wenn der Widerstandswert R auf einen kleineren als den optimalen Wert eingestellt ist, und die Kurve R₃ die Kennlinie, wenn der Widerstandswert R auf den maximalen Wert des veränderlichen Widerstands 34 eingestellt ist. Ist der optimale Wert des veränderlichen Widerstandes 34 bei der Konstruktion einer bestimmten Art eines Ablenkjoches bekannt, kann der veränderliche Widerstand 34 aus wirtschaftlichen Gründen durch einen festen Widerstand ersetzt werden. Angenommen, der maximale Wert des Korrekturstromes Ic der zur Korrektur des Konvergenzfehlerwertes Y_H notwendig ist, sei Ic max und der minimale Wert sei Ic min zu korrigieren; dann wird der Bereich der Bewegung des Abgriffs 33a des Potentiometers 33 größer als L₁ sein. Dies bedeutet, daß eine genaue Einstellung zur Eliminierung des Konvergenzfehlers Y_H durchgeführt werden kann. Die Kurve 36, die gestrichelt dargestellt ist, zeigt die Kennlinie, wenn der veränderliche Widerstand 34 aus der Korrekturschaltung 31 entfernt ist. In diesem Falle ist der Bereich der Einstellung des Potentiometers 33 gleich L₂. Dieser Bereich ist wesentlich kleiner als L₁ und zeigt an, daß eine genaue Einstellung zum Eliminieren des Konvergenzfehlers schwierig ist. Andererseits erscheint ein Konvergenzfehler, der asymmetrisch zur X-Achse ist und wie er in Fig. 3 dargestellt ist, aufgrund einer Verschiebung der Inline-Anordnung der drei Elektronenstrahlen. Dieser Konvergenzfehler kann durch Verstellung des Potentiometers 33 nicht eliminiert werden. Ein solcher Konvergenzfehler wird durch Einstellen des Potentiometers 29 und Ändern der parabolischen Wellenform des Korrekturstromes Ic korrigiert. Mit anderen Worten, der Korrekturstrom Ic, der durch die Diode D₂ der Gleichrichterschaltung 30 geht, wird an der Ausgangsklemme 30d in einen Strom unterteilt, der zur Eingangsklemme 33b der Korrekturschaltung 31 geführt wird, und in einen Strom, der vom Abgriff 29a zur Eingangsklemme 30a durch den Widerstand 32 im Falle der negativen Halbwellenkomponente ivb des vertikalen Ablenkstromes Iv, wie er in Fig. 7A dargestellt ist, fließt, d. h., wenn die untere Hälfte des Bildschirms abgetastet wird. Der Prozentsatz des zu teilenden Stromes wird mit der Bewegung des Abgriffs 29a zur Eingangsklemme 30a hin größer. Somit zeigt der Strom, der durch die Korrekturspulen 10b und 11b fließt, keine Veränderung der Wellenform icf zur Zeit Tf - Tc, wie in Fig. 7B dargestellt, und die Wellenform icb zur Zeit Tc - Tb wird zum Strom icb′, der einen kleinen Spitzenwert aufweist, wie dies in strichpunktierter Linie dargestellt ist. Der asymmetrische Konvergenzfehler wird durch diesen Korrekturstrom korrigiert.

Erscheint das Muster bzw. Bild des asymmetrischen Konvergenzfehlers in einem zur Fig. 3 umgekehrten Muster, wird der Abgriff 29a des Potentiometers 29 zur Eingangsklemme 30b hin bewegt. Im Falle der positiven Halbwellenkomponente ivf des Ablenkstromes Iv wird der Korrekturstrom 1c, der durch die Diode D₁ geflossen ist, in einen Strom unterteilt, der der Eingangsklemme 30d zugeführt wird, und in einen Strom, der vom Abgriff 29a zur Eingangsklemme 30b durch den Widerstand 32 fließt.

Demzufolge wird die Wellenform icf zur Zeit Tf - Tc des Korrekturstromes 1c verändert und der Konvergenzfehler ist korrigiert. Der Widerstand 32 ist vorgesehen, um eine plötzliche Änderung der Impedanz aufgrund der Verstellung des Potentiometers 29 zu vermeiden. Ist der Grad der Asymmetrie des Konvergenzfehler groß, kann der Grad der Korrektur durch Entfernen des Widerstands 32 erhöht werden.

Der Konvergenzfehler, der aufgrund des Zusammenbaus aus Kathodenstrahlröhre und Ablenkjoch unvermeidlich auftritt, kann über den gesamten Bereich des Bildschirmes in wirksamer Weise korrigiert werden. Somit kann das Ablenkjoch in einfacher Weise aufgebaut und die Produktionsrate bei der Herstellung von Ablenkjochen kann erheblich vergrößert werden.

Claims (5)

1. Konvergenz-Schaltkreis zum korrigieren von Konvergenzfehlern in Kathodenstrahlröhren, mit

• a) einer Ablenkschaltung (27) zum Erzeugen eines Ablenkstromes mit sägezahnförmiger Wellenform,
• b) einer Gleichrichterschaltung (30) vorzugsweise in Form einer Brückenschaltung, mit einem Paar Eingangsklemmen (30a, 30b), die mit einer Ablenkspule (21, 22) in Reihe geschaltet sind, und mit einem Paar Ausgangsklemmen (30c, 30d), die mit einer Korrekturspule (10a, 10b) verbunden sind, welche Gleichrichterschaltung (30) den Ablenkstrom in einen Korrekturstrom mit parabolischer Wellenform umwandelt, gekennzeichnet durch
• c) eine erste Einstellvorrichtung (29), die die parabolische Wellenform des Korrekturstromes zu jeder Halbwelle des Ablenkstromes wechselweise ändert,
• d) eine Widerstandsvorrichtung (34), die mit der Korrekturspule (10b, 11b) in Reihe geschaltet ist, welche Reihenschaltung zwischen den Ausgangsklemmen (30c, 30d) angeordnet ist,
• e) eine zweite Einstellvorrichtung (33), die einen Abgriff (33a) aufweist, der zwischen die Korrekturspule (10b, 11b) und die Widerstandsvorrichtung (34) geschaltet ist, und die mit den Ausgangsklemmen (30c, 30d) der Gleichrichterschaltung (30) verbunden ist, und mit der so der Wert des Korrekturstrom, der in der Korrekturspule (10b, 11b) fließt, durch Bewegen des Abgriffs (33a) einstellbar ist.

2. Konvergenz-Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einstellvorrichtung ein Potentiometer (29) aufweist, dessen Eingangsklemme mit der Eingangsklemme (30a, 30b) der Gleichrichterschaltung (30) verbunden ist und dessen Abgriff (29a) mit der Ausgangsklemme der Kathodenseite der Gleichrichterschaltung (30) über eine Verbindungsvorrichtung (32) verbunden ist, wodurch die Korrekturschaltung (31) zu jeder Halbwelle des Ablenkstromes abwechselnd unterteilt wird.

3. Konvergenz-Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung einen festen Widerstand (32) aufweist.

4. Konvergenz-Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsvorrichtung einen veränderlichen Widerstand (34) aufweist und durch die zweite Einstellvorrichtung (33) ein Einstellmuster durch Ändern des Widerstandswertes dieses Widerstandes (34) optimierbar ist.

5. Konvergenz-Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsvorrichtung (34) einen festen Widerstand aufweist, der auf einen Widerstandswert eingestellt ist, mit dem das Einstellmuster der zweiten Verstellvorrichtung (33) optimiert ist.