DE3921428C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Meßanordnung für Ablenkeinheiten von Bildschirmröhren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch Ablenkung eines gebündelten, in Richtung des Bildschirms einer Bildschirmröhre beschleunigten Elektronenstrahls lassen sich Spannungs- und Stromzeitfunktionen anzeigen, beispielswei­ se durch ein Kathodenstrahloszilloskop. Dabei wirkt auf den ge­ ladenen Teilchenstrom ein magnetisches Feld quer zur Strahl­ richtung ein. In einem homogenen Magnetfeld wird der Elektro­ nenstrahl auf eine Kreisbahn gezwungen, deren auf dem Bild­ schirm projizierter Durchmesser die Auslenkung angibt.

Die magnetische Kraftflußdichte wird durch stromdurchflossene Feldspulen erzeugt, die in der Ablenkeinheit horizontal und vertikal angeordnet sind - siehe "Philips technische Rundschau", 39, 1980/81, Nr. 9, Seiten 262 bis 267. Die darin angegebene Meßapparatur umfaßt eine auf einem Drehtisch montierte Ablenkeinheit und eine Spule als Meßsonde, die in vertikaler und horizontaler Richtung verschoben werden kann. Aus dem die Ablenkspulen durchfließenden Feldstrom sind Meßwerte für das Magnetfeld in Abhängigkeit von der Position der Meßsonde bzw. von der Verschiebung des Drehtisches um einen bestimmten Winkel ableit­ bar.

Die Beurteilung der Güte einer Ablenkeinheit, beispielsweise durch die Ablenkempfindlichkeit oder auftretende Ablenkfehler, wie Abweichung von Orthogonalität, Umsymmetrie, Verzerrungen usw., erfolgt dabei optisch anhand der Anzeige des kompletten Systems, bestehend aus Bildschirmröhre und Ablenkeinheit.

Da Bildschirmröhre und Ablenkeinheit normalerweise erst im Zuge der Endmontage eines Bildschirmgeräts zu einer kompletten Ein­ heit zusammengefügt werden, kann die erwähnte Güteprüfung erst zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden, so daß eine fehlerbe­ haftete Ablenkeinheit eine empfindliche Störung im Montageab­ lauf verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur Ermittlung des Magnetfeldes einer Ablenkeinheit in der Weise auszubilden, daß eine Qualitätsprüfung der Ablenkeinheit ohne die zugehörige Bildschirmröhre durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anstelle der Bildschirmröhre wird zu deren Nachbildung eine Meßvorrichtung verwendet, an der die zu vermessende Ablenkein­ heit angebracht wird. Die Meßvorrichtung enthält mehrere Hall­ sonden als Meßaufnehmer für das Magnetfeld, wobei immer zwei benachbarte Sonden jeweils um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordnet sind. Durch eine relative Drehbewegung zwischen der von den Hallsonden gebildeten Meßeinheit und der Ablenkeinheit können in Abhängigkeit vom eingestellten Drehwinkel Aussagen über das Magnetfeld, beispielsweise über den Magnetfeldlinienverlauf und die Magnetfelddichte, anhand des Feldstroms in den Ablenkspulen getroffen werden.

Die aus den Hallsonden bestehende Meßeinheit ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung drehbar ausgeführt, während die Ablenkeinheit starr angeordnet ist.

Damit das Magnetfeld in einem weiten Bereich meßbar ist, liegen gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Hallsonden auf ei­ ner Drehachse, die mit der Mittelachse - der optischen Achse - des von der Meßvorrichtung nachgebildeten Röhrenkolbens über­ einstimmt. Die Hallsonden werden dabei durch eine Drehvorrich­ tung gegenüber der starren Ablenkeinheit verdreht.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Hall­ sonden an der Innenwand des Röhrenkolbens längs einer der Röhrenkolbenform entsprechenden Linie angebracht, so daß auch im Randzonenbereich die magnetische Kraftflußdichte mit Meßwer­ ten erfaßbar ist. Dazu wird aus Stabilitätsgründen wegen eines großen Drehbereichs nun die Ablenkeinheit bewegt, die Hallson­ den hingegen bleiben fest an ihrem Ort.

Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung bildet jede Hall­ sonde zusammen mit einer Stromquelle zur Bereitstellung eines konstanten Steuerstroms für die Hallsonde und mit einem Span­ nungsverstärker für die von der jeweiligen Hallsonde gelieferte Meßspannung ein eigenes Meßsystem. Alle Meßsysteme sind mit einer gemeinsamen Auswerteeinheit verbunden, wobei die einzel­ nen Systeme voneinander entkoppelt ihre Werte übertragen.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Meßanordnung für Ablenkeinheiten vor Bildschirmröhren,

Fig. 2 die Meßanordnung bei Messungen im Randzonenbereich der nachgebildeten Bildschirmröhre, und

Fig. 3 das Blockschaltbild der einzelnen, zu einer Meßeinheit zusammengefaßten Meßsysteme.

Fig. 1 zeigt die Nachbildung einer Bildschirmröhre durch die Meßvorrichtung M, die entsprechend einem Röhrenkolben RK aus­ gebildet ist. Auf den nachgebildeten Röhrenkolben RK ist eine Ablenkeinheit aufgesetzt, bestehend aus den Ablenkspulen AS, die, horizontal und vertikal angeordnet, von einem Steuerstrom zur Erzeugung eines Magnetfeldes durchflossen werden.

Innerhalb der Meßvorrichtung M befinden sich Hallsonden HS1 . . . HSn, die auf einer Mittelachse OA liegend die Meßeinheit ME bilden. Eine Hallsonde stellt bekanntermaßen einen stromdurch­ flossenen Leiter mit hoher Elektronenbeweglichkeit dar, so daß bei Anlegen eines transversalen Magnetfeldes die bewegten Elek­ tronen an einen Rand des Leiters abgelenkt werden. Dadurch ent­ steht ein elektrisches Feld quer zum Leiter, das eine Spannung die sogenannte Hallspannung, erzeugt. Die zu messende magneti­ sche Kraftflußdichte ist dabei direkt proportional zur Hallspan­ nung.

Jeweils zwei benachbarte Hallsonden HS1 . . . HSn sind um 90 Grad versetzt zueinander angeordnet, damit die magnetische Kraft­ flußdichte des horizontalen sowie des vertikalen Feldes meßbar ist.

Bei Anliegen eines konstanten Stroms für die vertikalen oder horizontalen Feldspulen und anschließender Auslenkung der Hall­ sonden um den Winkel µ aus der Null-Grad-Position mit Hilfe eines Schwenkhebels DH werden die einzelnen Hallspannungen analog gemessen und an eine Auswerteeinheit, beispielsweise einen Prozessor, in digitaler Form weitergeleitet.

Auftretende Ablenkfehler, beispielsweise solche, die zu Abwei­ chungen von der Orthogonalität führen, bedingt durch nicht rechtwinklig angeordnete Feldspulen, können anhand der Winkel­ abweichungen beim ermittelten maximalen Meßwert für die magne­ tische Kraftflußdichte erkannt werden. Zum Korrigieren der Feh­ ler werden Korrekturmagneten KM unterschiedlicher Magnetfeld­ stärke außen auf die nachgebildete Bildschirmröhre mit Hilfe von Gewindestiften GS angebracht. In gleicher Weise können auch andere Fehler, die beispielsweise Verzerrungen sowie Unsymme­ trien hervorrufen, analysiert werden, indem unzulässige Abwei­ chungen vom homogenen Magnetfeldlinienverlauf durch unter­ schiedliche Meßwerte bei konstanten Stromwerten für die Ablenk­ spulen AS erzielt werden.

Die Meßanordnung von Fig. 2 dient der Randzonenvermessung, um Fehler durch die magnetische Kraftflußdichte im Randzonenbe­ reich der Meßvorrichtung M genauer prüfen zu können. Dazu be­ findet sich die aus den Hallsonden HS1 . . . HSn aufgebaute Meß­ einheit ME an einer Innenwand des nachgebildeten Röhrenkolbens RK. Ein Verdrehen der Ablenkeinheit gegenüber der Meßeinheit ME wird aus Stabilitätsgründen mit der Ablenkeinheit durchgeführt, da der Drehwinkel für diesen Fall einen weiten Bereich von mindestens ±180 Grad umfassen muß.

Im Blockschaltbild gemäß Fig. 3 sind die einzelnen Meßsysteme dargestellt. Sie bestehen im wesentlichen jeweils aus einer Hallsonde, z.B. HS1, der eine Konstantstromquelle KQ zur Liefe­ rung des Steuerstroms für die Hallsonde HS1 vorgeschaltet ist, einem nicht invertierten Operationsverstärker OV zur Verstär­ kung der von der Hallsonde HS1 gemessenen Hallspannung, sowie einer Umsetzeinheit US zur Umwandlung der analogen Meßwerte in digitale Werte für die Auswertung in der Einheit AWE, die bei­ spielsweise von einem Prozessor übernommen wird.

Um eine Zerstörung der Hallsonde HS1 zu vermeiden, darf deren Steuerstrom einen Maximalwert nicht überschreiten. Daher muß die Konstantstromquelle KQ den Hallsondenkennlinien angepaßt werden. Durch Verwendung des veränderlichen Widerstands R_O wird die Ohm'sche Nullkomponente der Hallsonde HS1 aufgehoben, die darin besteht, daß eine Hallspannung auftritt, obwohl kein Magnetfeld angelegt ist.

Am Ausgang der Hallsonde HS1 ist der veränderliche Abschlußwi­ derstand R_LL vorgesehen, dem der parallel liegende Verstärker­ eingangswiderstand R_i anzupassen ist. Dabei beeinflußt der Ein­ gangswiderstand R_G die Anpassung nicht. Notwendig ist es, die Meßsysteme voneinander galvanisch getrennt aufzubauen, um eine Kopplung der Systeme zu verhindern.

Die Spannungsversorgung für alle Operationsverstärker OV sowie für jede einzelne Konstantstromquelle KQ wird in bekannter Wei­ se durch Verwendung von Spannungsreglern erreicht.

Claims (5)

1. Meßanordnung für zu Bildschirmröhren gehörige Ablenkeinhei­ ten, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes stromdurchflossene Feldspulen (AS) aufweisen, aus deren Feldstrom Meßwerte für das Magnetfeld abhängig von einer relativen Drehbewegung zwischen der Ablenkeinheit und einem Meßaufnehmer ableitbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine als Nachbildung einer Bildschirmröhre dienende Meß­ vorrichtung (M) vorgesehen ist, an der jeweils die Ablenkein­ heit angebracht wird, und
• - daß innerhalb der Meßvorrichtung (M) um jeweils 90 Grad ge­ geneinander versetzte Hallsonden (HS1 . . . HSn) als Meßaufnehmer angeordnet und zu einer Meßeinheit (ME) zusammengeschaltet sind.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit bei starr angeordneter Ablenkeinheit dreh­ bar ausgeführt ist.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hallsonden (HS1 . . . HSn) längs einer mit der optischen Achse eines nachgebildeten Röhrenkolbens (RK) identischen Drehachse (OA) angeordnet sind, und
• - daß eine Drehvorrichtung (DH) zum Drehen der Hallsonden (HS1 . . . HSn) gegenüber der festen Ablenkeinheit vorgesehen ist.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hallsonden (HS1 . . . HSn) längs einer der Röhrenkolbenform folgenden Linie an der Innenwand eines nachgebildeten Röhrenkolbens (RK) angeordnet sind, und
• - daß die Abhängigkeit gegenüber den festen Hallsonden ver­ drehbar ist.

5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jeder Hallsonde (z. B. HS1) eine Stromquelle (KQ) zur Bereitstellung eines konstanten Steuerstroms vorgeschaltet und ein Verstärker (OV) für die von der Hallsonde gelieferte Meßspannung nachgeschaltet ist, und
• - daß die verstärkten Meßspannungen der einzelnen Hallsonden (HS1 . . . HSn) einer Auswerteeinheit (AWE) zum Erkennen auftretender Ablenkfehler zugeführt werden.