HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Ablenkjoch für eine
Kathodenstrahlröhre, die ausgebildet ist, um ein "Überschwingen" zu
unterdrücken oder zu beseitigen.
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Die Güte einer Kathodenstrahlröhren-Anzeige wird von
verschiedenen Charakteristiken des Jochs stark beeinflußt,
dessen elektromagnetische Felder die Ablenkung des
Elektronenstrahls (der Elektronenstrahlen), der (die) von der
Elektronenkanone (den Elektronenkanonen) der Röhre emittiert
werden, steuern, und alle überflüssigen oder unerwünschten
Feldkomponenten, die von dem Ablenkjoch erzeugt werden,
beeinflussen die Güte des auf dem Bildschirm dargestellten
Bildes nachteilig.
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Eine solche Beeinträchtigung der Güte oder Verzerrung wird
Überschwingen genannt; es wird durch eine gegenseitige
Störung oder Kreuzkopplung zwischen den elektromagnetischen
Feldern verursacht, die von den Horizontal- und
Vertikalablenkspulen des Jochs erzeugt werden. Es gibt zwei Haupttypen
oder -kategorien von Uberschwingen. Die eine wird durch
subharmonische Schwingungen oder Resonanzen in dem
Horizontalablenkstrom verursacht und erzeugt Schattenstreifen im
Raster, wie bei 301 in Fig. 1(a) gezeigt ist. Der andere Typ
von Überschwingen wird durch Störschwingungsströme
verursacht, die von dem Horizontalablenkfeld in der
Vertikalablenkspule induziert werden, und führt zu Welligkeiten in den
horizontalen Abtastzeilen, wie bei 302 in Fig. 1(b) gezeigt
ist.
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Es gibt zwei allgemeine Typen von Ablenkjochen für
Kathodenstrahlröhren. Der eine Typ wird als "halbringförmiges" Joch
bezeichnet, bei dem die Horizontalablenkspule ein Paar von
Sattelwicklungen aufweist und die Vertikalablenkspule um
einen Ringkern oder Toroidalkern herumgewickelt ist. Der
andere Typ wird als "Sattel-Sattel" -Joch bezeichnet, bei dem
sowohl die Vertikal- als auch die Horizontalablenkspulen
jeweilige Paare von Sattelwicklungen aufweisen.
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Halbringförmige Joche sind aufgrund eines relativ hohen
Grades elektromagnetischer Kopplung zwischen den
Horizontalund Vertikalablenkfeldern besonders überschwingungsanfällig.
Ein Versuch, ein solches Überschwingen in einem
halbringförmigen Joch zu minimieren, ist in der JP-GM 57-33560
beschrieben, wie Fig. 2 zeigt, wobei das Bezugszeichen 1 eine
ringförmige Vertikalablenkspule bezeichnet, 2 eine
Hochspannungsspule ist, 3 eine Niederspannungspule ist, 4 und 5
Mittelabgriffe sind, 6 eine Leitung bezeichnet, die die Hoch-
und die Niederspannungsspule verbindet, 7 ein Eingang der
Hochspannungsspule ist, 8 ein Eingang der
Niederspannungsspule ist und 9 ein Ringkern ist, um den die Spulen
herumgewickelt sind. Ein Kondensator 100 und ein Widerstand 101
sind zwischen den beiden Mittelabgriffen in Reihe
geschaltet.
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Fig. 3 zeigt eine Ersatzsschaltung der in Fig. 2
dargestellten Vertikalablenkspule, wobei L1, L2, L3 und L4 die
Induktivitäten der Spulenbereiche 2a, 2b, 3a und 3b bezeichnen,
deren Werte im wesentlichen gleich sind. Verteilte
Eigenkapazitäten C1, C2, C3 und C4 sind solchen Spulenbereichen
ebenfalls zugeordnet, diese verursachen jedoch aufgrund der
verschiedenen Spannungen, die in den jeweiligen
Spulenbereichen induziert werden, unabgeglichene Überschwingungsströme.
Die vergleichsweise hochfrequenten Überschwingungsströme
werden daher unterdrückt oder, genauer gesagt, abgeglichen,
um ihre Wirkungen zu minimieren, indem zwischen den
Mittelabgriffen 4, 5 der Spulen ein Weg niedriger Impedanz
vorgesehen wird, der durch den Kondensator 100 und den
Widerstand 101 repräsentiert ist.
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Joche vom Sattel-Sattel-Typ, bei denen die
Vertikalablenkspulen nicht direkt um einen Ringkern herumgewickelt
sind, sind aufgrund ihres verringerten Grades der
elektromagnetischen Kopplung zwischen den Horizontal- und
Vertikalablenkspulen im allgemeinen gegenüber Verzerrungen durch
Überschwingungsströme unempfindlicher und sind daher in der
Industrie in größerem Umfang akzeptiert worden.
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In den letzten Jahren sind Bildschirmmonitoren hoher
Auflösung zur Verwendung mit CAD/CAM-Systemen und dergleichen
entwickelt worden, und derartige Monitoren arbeiten mit
hohen Zeilenablenkfrequenzen. Joche vom Sattel-Sattel-Typ sind
zwar für diese Anwendungen bevorzugt, wenn aber die
Zeilenablenkfrequenz 64 kHz überschreitet und sich 90 kHz nähert,
werden Überschwingungsverzerrungen, wie sie in Fig. 1(a) und
1(b) gezeigt sind, wieder ein Problem.
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Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt eines Ablenkjochs vom
Sattel-Sattel-Typ quer zu der Mittelachse der
Kathodenstrahlröhre, wobei die Bezugszeichen 21 und 22 die oberen
und unteren Horizontalablenkspulen eines Paars von
Sattelwicklungen bezeichnen, 31 und 32 ähnlich die linken und
rechten Vertikalablenkspulen eines Paars von
Sattelwicklungen bezeichnen und 1000 das von den Spulen 21 und 22
erzeugte Horizontalablenkfeld bezeichnet. Die
Vertikalablenkspulen überlappen und flankieren die
Horizontalablenkspulen zwangsläufig, was zu ihrer unvermeidbaren
Kopplung mit dem Horizontalablenkfeld 1000 führt.
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Wenn die Horizontal- und Vertikal-Sattelwicklungspaare
symmetrisch ausgebildet und in bezug auf die
Kathodenstrahlröhre symmetrisch positioniert sind, werden alle
unerwünschten Signale, die von dem Horizontalablenkfeld in den
Vertikalspulen induziert werden, vollständig aufgehoben. In der
Praxis ist es jedoch schwierig, wenn nicht unmöglich, eine
derartige vollkommene Symmetrie zu erreichen, und es werden
daher kleine unabgeglichene Signale in den
Vertikalablenkspulen
induziert. Diese Signale erzeugen unerwünschte
Überschwingungsverzerrungen in dem dargestellten Bild, die
durch die verteilten Eigenkapazitäten der
Vertikalablenkspulen verstärkt werden. Das Phänomen ist dem eines
Transformators ähnlich, wobei die Horizontalablenkspulen 21, 22
Hochfrequenz-Primärwicklungen darstellen und die
Vertikalablenkspulen 31, 32 als Sekundärwicklungen dienen.
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Die Veröffentlichung in JP-Patent-Abstract, Field E, Vol.
10, Nr. 285 (Abstract von JP-A-61 104 544) betrifft ein
Ablenkjoch für eine Kathodenstrahlröhre, das ein Paar von
sattelförmig gewickelten Horizontalablenkspulen mit einer
Unterdrückungseinrichtung in Form von Kondensatoren aufweist,
um unerwünschte, unabgeglichene Überschwingungsströme in dem
hochfrequenten Horizontalablenkfeld zu unterdrücken. Die
Unterdrückungseinrichtung weist wenigstens eine externe
Leitung auf, die mit jeder Horizontalablenkspule verbunden ist,
um einen Stromweg niedriger Impedanz zum Leiten und zur
Ableitung der Überschwingungsströme zu bilden.
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Die Veröffentlichung in JP-Patent-Abstract, Field E, Vol. 7,
Nr. 115 (Abstract von JP-A-58 34549) ist auf die
Verringerung eines Überschwingungsstreifens und von Fehlkonvergenz
in einer Kathodenstrahlröhre gerichtet. Eine Dämpfung in der
Vertikalspule wird erreicht, indem Dämpfungswiderstände
zwischen dem Mittelpunkt der Vertikalablenkspulen und den
Wicklungsanfangspunkten parallelgeschaltet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ablenkjoch für
eine Kathodenstrahlröhre gemäß der Definition des
nachstehenden Anspruchs 1 geschaffen.
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Diese Erfindung verringert oder beseitigt die oben
beschriebenen Überschwingungsprobleme, die bei Ablenkjochen vom
Sattel-Sattel-Typ, die hohen Zeilenablenkfrequenzen ausgesetzt
sind, auftreten, indem der wenigstens eine externe Stromweg
für jede Vertikalablenkspulenwicklung vorgesehen wird, wobei
ein solcher Weg (solche Wege) einen weiteren Stromweg
verteilter Kapazität und niedriger Impedanz (bei hohen
Frequenzen) für unabgeglichene Überschwingungsströme ausbildet, die
von dem Horizontalablenkfeld in den Vertikalablenkspulen
induziert werden. Überschwingungsströme werden somit durch
diese Wege niedriger Impedanz nebengeschlossen und
abgeleitet, anstatt in den Vertikalablenkspulen "gefangen" zu
werden und darin mitzuschwingen und unerwünschte
Bildverzerrungen zu erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1(a) und 1(b) sind
Kathodenstrahlröhren-Bildschirmanzeigen, die Überschwingungsverzerrungen zeigen,
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Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild eines Ablenkjochs
vom halbringförmigen Typ,
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Fig. 3 ist ein Ersatzschaltbild des in Fig. 2 gezeigten
Ablenkjochs,
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Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt eines Ablenkjochs vom Sattel-
Sattel-Typ quer zu der Achse der Kathodenstrahlröhre,
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Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild von sattelförmig
gewickelten Vertikalablenkspulen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, und
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Fig. 6 ist eine Perspektivansicht einer sattelförmig
gewickelten Vertikalablenkspule gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In Fig. 5, in der die gleichen Bezugszeichen wie die in
Verbindung mit Fig. 2 bis 4 verwendeten gleiche Komponenten
bezeichnen, ist S1 der Anfang oder Beginn der linken
Vertikalablenkspulenwicklung, F1 das Ende oder der Kopf der
Wicklung, S2 der Anfang der rechten
Vertikalablenkspulenwicklung, F2 der Kopf der Wicklung, 7 ein Eingang für das
Hochspannungs-Vertikalablenksignal, 8 ein Eingang für das
Niederspannungs-Vertikalablenksignal, und 61 und 62 sind
Dämpfungswiderstände mit vergleichsweise hohem Wert, die mit den
jeweiligen linken und rechten Vertikalablenkspulen 31, 32
parallelgeschaltet sind und deren Innenwiderstände
darstellen. Die Köpfe der beiden Wicklungen, F1 und F2, sind an der
Verbindung zwischen den Widerständen 61 und 62 miteinander
gekoppelt.
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Gemäß der Erfindung sind externe Leitungen 11 und 12
zwischen den Anfängen S1 und S2 jeder Sattelwicklung und
jeweiligen Zwischenpunkten oder Abgriffen der Wicklungen
angeschlossen. Die Leitungen 11, 12 weisen Reihenwiderstände 51,
52 mit wesentlich niedrigeren Werten als die Widerstände 61,
62 auf und bilden außerdem verteilte Kapazitäten mit den
zugeordneten Wicklungen aus, so daß diese Leitungen Stromwege
niedriger Impedanz zum Leiten und Ableiten aller
hochfrequenten, unabgeglichenen Überschwingungsströme darstellen,
die in den Vertikalablenkspulen aufgrund von deren
Eigenkopplung mit dem Horizontalablenkfeld induziert werden.
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Sattelspulen werden typischerweise hergestellt, indem ein
Spulendraht um eine metallische Form herumgewickelt wird,
die ein Paar von zusammengehörigen, konkaven und konvexen
Formhälften aufweist. Die externe Leitung 11 (oder 12) wird
mit der Spule verbunden, indem der Wickelvorgang in einem
geeigneten Stadium unterbrochen oder eine lose Windung der
Wicklung in einem solchen Stadium herausgezogen wird, wie es
nachstehend beschrieben wird. Bei einer Vertikalablenkspule
bzw. einem solchen Sattel mit insgesamt 200 Windungen wurde
eine wirksame Überschwingungsstrom-Unterdrückung erreicht,
indem die externe Leitung 11 bei der 125. Windung verbunden
oder herausgezogen wurde, obwohl sich dieser genaue Punkt in
der Praxis in Abhängigkeit von den Kopplungscharakteristiken
der Horizontal- und Vertikalablenkspulen ändert. Bei dieser
Konstruktion und auf der Grundlage von Versuchsergebnissen
sind für das nackte Auge keine
Überschwingungsstromverzerrungen in dem dargestellten Bild sichtbar, selbst wenn die
Zeilenablenkfrequenz einen Pegel von ca. 90 kHz erreicht.
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Anstatt einfach Dämpfungswiderstände 51, 52 in den externen
Leitungen 11, 12 in Reihe zu schalten, können die gleichen
vorteilhaften Wirkungen erreicht werden, indem solche
Widerstände durch Kondensatoren mit geeigneten Werten ersetzt
werden oder indem Dämpfungsglieder vorgesehen werden, die
reihengeschaltete Widerstände und Kondensatoren aufweisen.
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Anstatt die einen Enden der externen Leitungen 11 und 12 mit
den Eingängen 7 und 8 zu verbinden, wie in Fig. 5 gezeigt
ist, können die gleichen Wirkungen auch erzielt werden,
indem solche externen Leitungen als herausgezogene Schleifen
der Sattelwicklungen ausgebildet werden, wie oben erwähnt
und in Fig. 6 gezeigt ist. Die herausgezogene Schleife ist
entlang und zwischen den Seiten der Sattelwicklung
angeordnet und bildet verteilte Kapazitäten mit den
Wicklungsseiten, um eine Dämpfung von unabgeglichenen
Überschwingungsströmen auf die oben beschriebene Weise zu realisieren. Bei
einem gegebenen Paar von Sattelwicklungen kann eine
Sattelwicklung mit einer "angeschlossenen" externen Leitung
versehen sein, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, während die andere
Sattelwicklung mit einer herausgezogenen Schleife versehen
ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
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Es kann je nach den Parametern der Sattelwicklungen und dem
Grad der Kreuzkopplung zwischen den Horizontal- und
Vertikalablenkspulen ferner vorteilhaft sein, zwei oder mehr
externe Überschwingungsstrom-Unterdrückungsleitungen der in
Fig. 5 und 6 gezeigten Typen für eine oder beide
Sattelwicklungen eines Paars vorzusehen. Wenn zwei oder mehr
Unterdrückungsleitungen für eine einzige Sattelwicklung
vorgesehen sind, kann die eine vom Typ gemäß Fig. 5 und die andere
vom Typ gemäß Fig. 6 sein.