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Die Erfindung bezieht sich auf
Videoanzeigevorrichtungen, und insbesondere auf Schutzschaltungen für
Kathodenstrahlröhren bei Ausfall der Ablenkung.
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Eine Videoanzeigevorrichtung, z. B. ein Fernsehempfänger
oder ein Computermonitor, enthält eine Kathodenstrahlröhre (CRT),
die einen oder mehrere Elektronenstrahlen erzeugt. Die Strahlen
werden veranlaßt, durch die Wirkung eines strahlbeschleunigenden
Hochspannungspotentials auf einen Leuchtstoff-Anzeigeschirm der
Kathodenstrahlröhre aufzutreffen und diesen zu beleuchten. Der
Elektronenstrahl oder die Elektronenstrahlen werden wiederholt in
horizontaler und vertikaler Richtung mit gegebenen Raten oder
Frequenzen abgelenkt oder abgetastet, um ein Raster auf dem
Anzeigeschirm der Kathodenstrahlröhre zu bilden. Die Intensität des
Elektronenstrahls wird gemäß der Videosignalinformation
moduliert, um ein Bild auf dem Anzeigeschirm zu erzeugen.
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Die Leuchtstoffschicht auf dem Anzeigeschirm ist für
Beschädigungen anfällig bei Auftreffen eines nicht abgelenkten
Elektronenstrahls, was beispielsweise bei Fehlen eines
Ablenksignals oder einem Defekt der Ablenkwicklungen des Ablenkjoches
geschehen kann. Bei einer üblichen Stromversorgung und einer
Ablenkschaltung vom Rücklauftyp werden Rücklaufimpulse mit
Horizontal-Ablenkrate verwendet, um den Hochspannungspegel über einen
Hochspannungstransformator zu erzeugen. Ein Ausfall der
Horizontal-Ablenkung führt daher zu einem Ausfall der Hochspannung oder
des strahlbeschleunigenden Potentials, so daß ein Schaden der
Kathodenstrahlröhre vermieden wird.
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Bei einigen Anwendungen, z. B. bei Computermonitoren,
bei denen eine genaue Spannungsregelung kritisch ist, ist es
erwünscht, die Hochspannung getrennt von der
Horizontal-Ablenkschaltung zu erzeugen. In einer Schaltung dieser Art kann ein
Ausfall der Horizontal-Ablenkung nicht zu einem Ausfall der
Hochspannung führen, so daß der Leuchtstoff-Anzeigeschirm Schaden
nehmen kann.
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US-A-3,588,608 offenbart einen Oszillographen mit einer
Schutzschaltung zur Sperrung der Hochspannung zur
Kathodenstrahlröhre. Die Kathodenstrahlröhre eines Oszillographen verwendet
elektrostatische Ablenkung. Die Hochspannung wird durch einen
Oszillator mit einem Transformator erzeugt. Der Pegel der
Hochspannung wird durch Änderung des dem Oszillator zugeführten
Gleichstroms geregelt. Der Ausgang eines Horizontal-Ablenkgenerators
wird einer Steuerschaltung zugeführt, die wahrnimmt, wenn der
Generator aufhört, den Horizontal-Ablenkausgang zu erzeugen. Wenn
ein solcher Ausfall wahrgenommen wird, wird wenigstens ein Teil
des Stroms, der sonst dem Oszillator zugeführt wird, zur Masse
abgeleitet, wodurch der Oszillator am Schwingen gehindert wird.
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Die Steuerschaltung enthält einen gesteuerten
Gleichrichter, dessen Tor mit dem Ablenkgenerator über einen
Transformator gekoppelt ist. Der Transformator differenziert die
Ausgangswerte des Ablenkgenerators, um eine Impulsreihe zu erzeugen,
die den Gleichrichter leitend macht. Der Gleichrichter entlädt
dann einen Kondensator. Wenn somit der Generator seine
Ausgangswerte erzeugt, wird der Kondensator entladen. Wenn der Generator
keinen Ausgang erzeugt, lädt sich der Kondensator auf eine
Spannung auf, die von einer Schaltanordnung erfaßt wird, die
einen Ausgangstransistor betätigt, um den Oszillatorstrom zur
Masse abzuleiten.
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US-A-3,588,608 erfaßt lediglich, ob der Horizontal-
Ablenkausgang erzeugt wird oder nicht.
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Die vorliegende Erfindung will eine Schutzschaltung für
eine Videoanzeigevorrichtung mit elektromagnetischer
Ablenkschaltung schaffen, die den Hochspannungsgenerator selbst dann sperrt,
wenn der Horizontal-Ablenkausgang anormal erzeugt wird, z. B. wenn
die elektromagnetische Ablenkspule unterbrochen wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Videoanzeigevorrichtung mit Mitteln zur Hochspannungserzeugung vorgesehen,
die Mittel enthalten, die auf ein Steuersignal zur Steuerung der
Hochspannungserzeugung ansprechen, mit Ablenkschaltungsmitteln
zur Erzeugung eines ablenkfrequenten Signals, und mit Mitteln,
die auf das ablenkfrequente Signal ansprechen, um das
Steuersignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Videoanzeigevorrichtung eine elektromagnetische Ablenkwicklung enthält, daß
die Ablenkschaltungsmittel das ablenkfrequente Signal in der
Wicklung erzeugen, und daß die Steuermittel einen auf den Wert
der Hochspannung ansprechenden Hochspannungsregler enthalten und
einerseits auf ablenkfrequente Auslösesignale ansprechen, deren
Amplitude oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertpegels liegt, um
die Hochspannungserzeugungsmittel zum Arbeiten zu veranlassen,
und andererseits auf das Vorhandensein von Auslöseimpulsen mit
einer unter dem vorgegebenen Schwellwertpegel liegenden Amplitude
im wesentlichen nicht ansprechen, so daß die Hochspannung nicht
erzeugt wird; daß die Ablenkschaltungsmittel ein ablenkfrequentes
Signal mit einer Amplitude erzeugen, die während des
Normalbetriebes der Ablenkschaltungsmittel oberhalb eines ersten Pegels
liegt, und daß sie ein ablenkfrequentes Signal mit einer
verminderten Amplitude unterhalb des ersten Pegels erzeugen, wenn die
Ablenkwicklung von der Ablenkschaltung abgeschaltet ist, während
die Ablenkschaltung ihren Betrieb fortsetzt; und daß die
Erzeugungsmittel auf das ablenkfrequente Signal ansprechen und die
Auslösesignale erzeugen, daß die Auslösesignale eine Amplitude
oberhalb des vorgegebenen Pegels haben, wenn sich die Amplitude
des ablenkfrequenten Signals oberhalb des ersten Pegels befindet,
daß die Auslösesignale eine Amplitude unterhalb des vorgegebenen
Pegels haben, wenn sich die Amplitude des ablenkfrequenten
Signals unterhalb des ersten Pegels befindet, so daß die
Hochspannung während der normalen Produktion des ablenkfrequenten Signals
erzeugt wird, aber nicht erzeugt wird, wenn sich das
ablenkfrequente Signal unterhalb des ersten Pegels befindet.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Teils
einer einen Aspekt der vorliegenden Erfindung
verkörpernden Videoanzeigevorrichtung; und
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Fig. 2 Wellenformen, die zum Verständnis der Funktion
der in Fig. 1 gezeigten Schaltung nützlich
sind.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer
Videoanzeigevorrichtung, z. B. eines Computermonitors oder eines
Fernsehempfängers, bei der Videosignale (von einer nicht dargestellten
Quelle) der Videoverarbeitungsschaltung 10 über eine Leitung 11
zugeführt werden. Die Videosignale können beispielsweise durch
eine einen Teil der Videovorrichtung bildende Abstimmschaltung
erzeugt werden, oder durch externe Mittel, z. B. einen Computer
oder einen Videokassettenrecorder. Die
Videoverarbeitungsschaltung 10 erzeugt Ansteuersignale, die der
Elektronenkanonenanordnung 12 einer Kathodenstrahlröhre (CRT) 13 über eine Leitung 14
zugeführt werden. Die Elektronenkanonenanordnung 12 erzeugt einen
oder mehrere Elektronenstrahlen 15, die veranlaßt werden, auf
einen auf der Stirnplatte der Kathodenstrahlröhre 13 befindlichen
Leuchtstoffanzeigeschirm 16 aufzutreffen und diesen zu
beleuchten. Die Intensität der Elektronenstrahlen wird gemäß der
Bildinformation der Videosignale gesteuert.
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Die Videosignalquelle kann auch eine zeilen- und
halbbildfrequente Synchronisierungsinformation liefern,
beispielsweise als Teil eines Videosignalgemisches, der dann von der
Videoinformation abgetrennt wird, oder als getrennte Synchronsignale.
Die vertikal- oder halbbildfrequenten Synchronsignale werden
demzufolge von einer Klemme 17 einer Vertikal-Ablenkschaltung 18
über eine mit VS bezeichnete Leitung zugeführt. Die Vertikal-
Ablenkschaltung 18 erzeugt über Klemmen V und V' einen
vertikalfrequenten Ablenkstrom in einer Vertikal-Ablenkwicklung 20, die
sich auf dem Hals der Kathodenstrahlröhre 13 befindet, die
ihrerseits ein Vertikal-Ablenkfeld erzeugt, um die Elektronenstrahlen
15 mit einer Halbbildrate über den Anzeigeschirm 16 abzulenken
oder abzutasten. Horizontal- oder zeilenfrequente Synchronsignale
werden der Horizontal-Oszillatorschaltung 22 von einer Klemme 21
über eine Leitung HS zugeführt. Das horizontalfrequente
Ausgangssignal vom Horizontal-Oszillator 22 wird einer
Horizontal-Ansteuerschaltung 23 zugeführt, die horizontalfrequente Schaltsignale
für eine Horizontal-Ausgangsvorrichtung erzeugt, die als
Transistor 24 dargestellt ist. Der Transistor 24 bildet einen Teil einer
Ausgangsschaltung 25 vom Resonanz-Rücklauftyp, die ferner eine
Zeilendiode 26, einen Widerstand 27 und einen Rücklaufkondensator
30 enthält. Die Ausgangsschaltung 25 erzeugt über Klemmen H und
H' einen horizontalfrequenten Ablenkstrom in der
Horizontal-Ablenkwicklung 31, die sich ebenfalls auf dem Hals der
Kathodenstrahlröhre 13 befindet und ein Horizontal-Ablenkfeld erzeugt, um
die Elektronenstrahlen 15 mit einer Zeilenrate über den
Anzeigeschirm 16 abzulenken. Die Gleichstromkomponente des Ablenkstroms
durch die Ablenkwicklung 31 und die Linearitätsspule 32 wird
durch eine Zentrierschaltung 33 gemäß einer in der Fabrik
vorgenommenen Einstellung gesteuert, um eine horizontale Zentrierung
der abgetasteten Videoinformation auf dem Anzeigeschirm 16 zu
erzielen.
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Die Horizontal-Ablenkspannung wird einer Primärwicklung
34 eines Transformators 35 zugeführt, wodurch eine Spannung in
der Sekundärwicklung 36 induziert wird, die als angezapfte
Wicklung dargestellt ist. Die an dem Teil 36A der Wicklung 36
entwickelte Spannung wird einer Horizontal-Ablenkregelschaltung 37
zugeführt. Die Ablenkregelschaltung 37 bewirkt die Steuerung der
Amplitude des Horizontal-Ablenkstroms durch Steuerung der
effektiven B+ Versorgungsspannung zu der Ablenkschaltung gemäß der an
den Wicklungsteil 36A entwickelten abgefühlten Spannung.
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Die an dem Wicklungsteil 36B entwickelte Spannung dient
in Verkörperung eines Aspekts der vorliegenden Erfindung dazu,
die Hochspannungsregelschaltung 40 mit Eingangs- oder
Auslöseimpulsen zu versorgen. Sowohl die Hochspannungsregelschaltung 40
als auch die Horizontal-Ablenkregelschaltung 37 können
beispielsweise eine integrierte Schaltung beinhalten, wie die von der RCA
Corporation hergestellte, mit CA555 bezeichnete integrierte
Schaltung. Das breitenmodulierte Ausgangsimpulssignal der
Hochspannungsregelschaltung 40 wird dem Tor eines
Feldeffekttransistors (FET) 41 durch eine Ansteuerschaltung 42 zugeführt. Die
Ansteuerschaltung 42 umfaßt einen Kondensator 43, einen
Transformator 44, einen Kondensator 48, einen Widerstand 45 und eine die
FET-Eingangsspannung begrenzende ZENER-Diode 46. Der
Drainanschluß des FET 41 ist mit einer Spannungsquelle, z. B. in der
Größenordnung von +130 Volt Gleichspannung, über eine
Induktivität 47 verbunden. Das Schalten des FET 41 durch das
Ausgangssignal von der Hochspannungsregelschaltung 40 zerhackt
wirkungsvoll den Eingangsspannungspegel von 130 Volt, so daß an dem
Kondensator 50 eine Spannung aufgebaut und an der Klemme 51
vorhanden ist. Der Pegel der an der Klemme 51 errichteten
Spannung wird wie folgt bestimmt. Ein Ausgangssignal an einer
Klemme 52 des Horizontaloszillators 22 wird dem Tor eines
Feldeffekttransistors (FET) 53 zugeführt, wodurch bewirkt wird,
daß der FET 53 zwischen leitenden und nicht-leitenden Zuständen
schaltet. Das Schaltsignal vom Horizontal-Oszillator 22 ist eine
Impulskette mit einer einzelnen Frequenz und konstantem
Tastverhältnis, wobei die Impulsfrequenz beispielsweise in der
Größenordnung von 64 kHz liegt. Leitfähigkeit des FET 53 bewirkt einen
Stromfluß in der Primärwicklung 54 eines
Hochspannungstransformators 55 von der an der Klemme 51 errichteten Potentialquelle,
wodurch an einer tertiären oder Hochspannungswicklung 56 eine
Hochspannung aufgebaut wird, die der Hochspannungs- oder
Endanodenklemme 57 der Kathodenstrahlröhre 13 zugeführt wird. Über
eine Leitung 60 und einen Spannungsteiler 61 wird eine
Rückkopplung der Hochspannung zum Hochspannungsregler 40 bewirkt. Da der
FET 53 mit einer konstanten Rate und konstantem Tastverhältnis
geschaltet wird, tritt eine Regelung der Hochspannung durch
Steuerung des Spannungspegels an der Klemme 51 als Folge der
Steuerung des Schaltens des FET 41 ein.
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Die an der Wicklung 62 des Transformators 55
entwickelte Spannung wird durch eine Diode 63 und einen Kondensator 64
gleichgerichtet bzw. gefiltert, um eine Gleichspannung zu
erzeugen, die - wie dargestellt - über eine Klemme 65 dem Schirmgitter
der Elektronenkanonenanordnung 12 der Kathodenstrahlröhre 13
zugeführt wird. Der Pegel der Schirmgitterspannung wird durch eine
Regelschaltung 66 geregelt, die teilweise eine
Vergleichsschaltung 67 und einen Transitor 70 umfaßt. Eine Spannung, die ein Maß
für den Schirmgitterspannungspegel ist, wird dem
nicht-invertierenden Eingang der Vergleichsschaltung 67 über einen
Spannungsteiler 71 zugeführt. Eine Bezugsspannung wird dem
nicht-invertierenden Eingang der Vergleichsschaltung 67 zugeführt. Wenn der
Pegel der Spannung, die ein Maß für den
Schirmgitterspannungspegel ist, den Bezugsspannungspegel überschreitet, erzeugt die
Vergleichsschaltung 67 ein Ausgangssignal, das den Transistor 70
leitend macht, wodurch der Kondensator 64 entladen und der
Schirmgitterspannungspegel vermindert wird.
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Wie zuvor beschrieben wurde, wird der Hochspannungspegel
als Folge des Schaltens des FET 41 erzeugt, das durch das
impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal vom Hochspannungsregler 40
bewirkt wird. Das Ausgangssignal des Hochspannungsreglers 40 wird
in Abhängigkeit von Auslöseimpulsen erzeugt, die von der Spannung
an dem Wicklungsteil 36B abgeleitet werden. Ein Ausfallen der
Horizontal-Ablenkschaltung führt daher zu einem Ausfall des
Stromflusses durch die Wicklung 34, so daß an dem Wicklungsteil
36B keine Spannung aufgebaut wird. Demzufolge werden-keine
Auslöseimpulse für die Hochspannungsregelschaltung 40 erzeugt, und
die Hochspannungserzeugungsschaltung wird - wie gewünscht -
unwirksam gemacht. Unter bestimmten Fehlerbedingungen, wenn
beispielsweise die Horizontal-Ablenkwicklung 31 unterbrochen wird,
kann jedoch die Horizontal-Ablenkschaltung einschließlich der
Horizontal-Ablenkausgangsschaltung 25 ihren Betrieb fortsetzen.
Selbst bei Fehlen der Ablenkwicklung 31 kann ein ausreichender
Strom durch die Wicklung 34 fließen, um die Erzeugung eines
Impulses mit dem Wicklungsteil 36B zu ermöglichen, der eine
ausreichende Amplitude hat, um eine Auslösung des Hochspannungsreglers
40 zu bewirken. Daher spricht eine Impulsverarbeitungsschaltung
72 auf die an dem Wicklungsteil 36B erzeugten Spannungsimpulse in
einer Weise an, daß die Hochspannungsregelschaltung 40 während
des normalen Horizontal-Ablenkbetriebs ausgelöst wird und eine
Auslösung der Regelschaltung 40 bei anormalem Betrieb der
Horizontal-Ablenkschaltung nicht zugelassen wird. Die
Impulsverarbeitungsschaltung 72 umfaßt Widerstände 73 und 74, einen
Kondensator 75 und Widerstände 76, 77 und 80. Die Arbeitsweise der
Impulsverarbeitungsschaltung wird anhand von Fig. 2 beschrieben.
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Die Arbeitsweise der Impulsverarbeitungsschaltung 72
bewirkt, daß zugeführte Impulse differenziert und geschwächt
werden, so daß während des normalen Betriebs der Ablenkschaltung
erzeugte Impulse zu Auslöseimpulsen mit ausreichender Amplitude
führen, um die Auslösung der Hochspannungsregelschaltung 40 zu
bewirken, während Impulse, die bei anormalem Betrieb der
Ablenkschaltung erzeugt werden können, zu Impulsen führen, die keine
ausreichende Amplitude haben, um die Hochspannungsregelschaltung
40 auszulösen. Bei normalem Betrieb der Ablenkschaltung entstehen
an dem Wicklungsteil 36B Impulse der in Fig. 2A gezeigten Form.
Diese horizontalfrequenten Impulse überschreiten einen Pegel N
bei normalem Betrieb der Ablenkschaltung. Nach der
Differentiation und Schwächung durch die Impulsverarbeitungsschaltung 72
haben die der Hochspannungsregelschaltung 40 zugeführten
Auslöseimpulse die in Fig. 2B gezeigte Form. Der
Auslöse-Schwellwertpegel T der Hochspannungsregelschaltung 40 ist ebenfalls in Fig. 2B
dargestellt. Wie man sieht, überschreiten die der
Hochspannungsregelschaltung 40 während des Normalbetriebes der Horizontal-
Ablenkschaltung die Auslöseschwelle T, was zur normalen Auslösung
der Hochspannungsregelschaltung 40 führt.
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Bei einem anormalen Zustand, bei dem der Horizontal-
Ablenkstrom nicht erzeugt wird, jedoch die
Horizontal-Ablenkausgangsschaltung 25 ihren Betrieb fortsetzt, z. B. wenn die
Ablenkwicklung 31 unterbrochen wird, können die an der Wicklung 36B
entwickelten Impulse die in Fig. 2C dargestellte Form haben. Wie
man sieht, überschreiten die dargestellten Impulse nicht den
Pegel N. Die Differentiation und die Schwächung durch die
Impulsverarbeitungsschaltung 72 führt zu Impulsen der in Fig. 2D
gezeigten Form. Wie man sieht, überschreiten die Impulse in Fig. 2D
nicht die Auslöseschwelle T, und sie haben daher keine
ausreichende Amplitude, um die Auslösung der
Hochspannungsregelschaltung 40 zu bewirken. Demzufolge wird keine Hochspannung erzeugt.