DE69218988T2

DE69218988T2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Reduzieren schädlicher Strahlung einer Kathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE69218988T2
Application number: DE69218988T
Authority: DE
Inventors: Hannu Aulis Haapakoski
Original assignee: Nokia Display Products Oy
Current assignee: Sisvel SpA
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2012-02-04
Also published as: EP0498589A3; US5218270A; FI90598B; EP0498589A2; FI90598C; DE69218988D1; FI910586A; FI910586A0; EP0498589B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren der schädlichen Strahlung, die durch eine Kathodenstrahlröhre in ihrer Umgebung verursacht wird, wobei die Strahlung zumindest teilweise von der Kapazität zwischen einer Anode und einer Ablenkungsspule herrührt. Diese Kapazität erzeugt eine Zeilenfrequenz-Rauschspannung an der Anode. Die Erfindung betrifft ebenfalls Schaltungsvorrichtungen zum Ausführen des Verfahrens.
Anzeigeeinrichtungen, welche mit Kathodenstrahlröhren ausgerüstet sind, werden in zunehmendem Ausmaß bei der Büroarbeit, bei Computereinstellungen, bei der Prozeßsteuerung, in Laboratorien usw. benutzt. Deshalb hat man begonnen, den schädlichen elektrischen und magnetischen Feldern, die durch visuelle Anzeigeeinrichtungen und Monitore speziell bei einer kontinuierlichen und langzeitigen Benutzung erzeugt werden, spezielle Aufmerksamkeit zu widmen. Die behördlichen Empfehlungen bestimmen mit größter Wahrscheinlichkeit Grenzwerte für sowohl die magnetischen Felder als auch die elektrischen Felder, welche im Niedrigfrequenzbereich zwischen etwa 0 und 2 kHz (Band 1) und im Hochfrequenzbereich etwa zwischen 2 und 400 kHz (Band 2) liegen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Schaltung zum Reduzieren der variablen elektrischen Felder im Hochfrequenzbereich, d.h. Band 2.
Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß die Kathodenstrahlröhre den besagten Typ von elektrischem Feld im allgemeinen auf drei verschiedene Arten erzeugt. Erstens erzeugen die horizontalen Ablenkungswickelungen der Ablenkungsspulen der Röhre und die damit verbundenen Zuführungen in ihrer Umgebung ein elektrisches Feld proportional zur an ihnen befindlichen Spannung. Diese Spannung ist bekanntermaßen hoch, d.h. eine impulsartige Spannung von etwa 1000 Volt.
Zweitens versieht die Kapazität zwischen der Ablenkungsspule und der Anode der Röhre die Anode mit einer Impulsspannung proportional zur Spannung in den Spulen der Ablenkungsspule, zur Kapazität zwischen der Anode und der Ablenkungsspule und zur Kapazität zwischen der Anode und Masse. Somit wird eine kapazitive Spannungsteilung erzeugt, woraus resultierend die oben erwähnte Impulsspannung die Anode mit einem Spannungsimpuls gemäß Band 2 versieht, und somit ein elektrisches Feld in der Umgebung der Anode erzeugt.
Drittens entlädt, während die Röhre in Betrieb ist, ein Elektronenstrahl die Kapazität zwischen der Anode und Masse, wobei die Kapazität während jedes Rücksprungimpulses-wiederaufgeladen wird. Somit wird eine Zeilenfrequenzspannung, die einer Sägezahnwellenform gleicht, für die Anode erzeugt. Die Spannung wiederum erzeugt ein elektrisches Feld des Typs gemäß Band 2.
Das durch die Ablenkungsspule und die damit verbundenen Zuführungen erzeugte elektrische Feld kann in einer relativ einfachen Art und Weise durch Verpacken der Kathodenstrahlröhre in einem elektrisch leitenden Gehäuse aus Metall oder beschichtetem Kunststoff eliminiert werden. Somit bleibt das elektrische Feld in Vorwärtsrichtung der Anode das einzige Problem. Dieses Feld kann durch Installieren einer leitenden, lichtdurchlässigen Scheibe vor dem Schirm und durch eine Masseanbindung derselben abgeschwächt werden. Das besagte Verfahren ist eine sehr teure Lösung, jedoch ist eine weitere Alternative, die Kapazität zwischen der Anode und Masse durch einen getrennten Hochspannungskondensator mit hoher Kapazität zu erhöhen. Diese Lösung ist teuer und macht den Hochspannungstransformator unpraktisch sperrig.
Die AU-A-473214 offenbart ein Verfahren und eine Schaltung zum Reduzieren der durch eine Kathodenstrahlröhre in ihrer Umgebung erzeugten Strahlung, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung zu schaffen, die ebenfalls das in Vorwärtsrichtung gerichtete elektrische Feld effektiv abschwächt, wobei sie sowohl kostengünstig als auch einfach zu realisieren ist.
Die Erfindung ist in den angehängten Patentansprüchen definiert.
Die Erfindung und ihre weiteren Merkmale werden jetzt detaillierter in Form eines Beispiels mit Bezug auf die angehängte einzelne Figur der Zeichnung, die teilweise schematisch die Schaltung darstellt, welche das Verfahren gemäß der Erfindung realisiert, beschrieben.
In der Zeichnung ist die Kapazität zwischen der Anode A der Kathodenstrahlröhre und der Ablenkungsspule DY mit dem Bezugszeichen C1 bezeichnet, und die Kapazität zwischen der Anode und Masse ist mit C2 bezeichnet. Die Kapazitäten C1 und C2 bewirken die oben erwähnte Spannungsteilung, welche bewirkt, daß die Zeilenfrequenz-Rauschspannung zur Anodenschaltung gelangt, um ein elektrisches Wechselfeld zu erzeugen.
Diese Spannung wird gemäß der Erfindung durch eine kapazitive Verbindung einer Rückkopplungsspannung, welche eine entgegengesetzte Polarität aufweist, mit der Anode über die Graphitierung G der Röhre kompensiert. Bei der Ausführungsform gemäß der Zeichnung wird die Rückkopplungsspannung unter Benutzung des Hochspannungstransformators TR der Kathodenstrahlröhre erzeugt.
Genau gesagt wird eine Wicklung L des Hochspannungstransformators mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers OA verbunden. Die Spannung U&sub1; wird an den Eingang des Operationsverstärkers gelegt, wobei die Spannung unabhängig vom Elektronenstrahl IA ist. Diese Schaltung enthält weiterhin den Integrationsabschnitt R, C4, welcher die Entladung der Kapazität C2 zwischen der Anode und Masse approximiert. Die Schaltung erzeugt an ihrem Ausgang eine zur Sägezahnspannung der Anode proportionale Rückkopplungsspannung U&sub2;, jedoch ist diese negativ. Die Spannung wird dann über die Wicklung L und den Hochspannungskondensator C3 an die Graphitierung G der Röhre zugeführt, um die oben erwähnte Sägezahnspannung zu auszulöschen. Zusätzlich erzeugt die Wicklung L eine Spannung proportional zum negativen Rücksprungimpuls, der die durch die Ablenkungsspule erzeugte Spannung auslöscht.
Somit werden im in der Zeichnung gezeigten Fall der existierende Hochspannungstransformator TR und der Hochspannungskondensator C3 der Kathodenstrahlröhre zum Erzeugen der Rückkopplungsspannung benutzt. Solch eine Lösung ist im vorliegenden Fall angemessen, wo derselbe Hochspannungstransformator TR sowohl für die Hochspannung der Röhre als auch für ihre horizontale Ablenkung arbeitet. Zusätzlich zum Hochspannungstransformator enthält die Schaltung im in der Zeichnung gezeigten Fall einen Transistor T, einen Kondensator C5 und eine Diode D2.
Es ist natürlich ebenfalls möglich, die Rückkopplungsspannung durch eine separate Schaltung zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Hochspannung und die horizontale Ablenkung der Anode durch verschiedene Schaltungen bewirkt werden.
In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der beschriebenen Erfindung wird die Rückkopplungsspannung in der entgegengesetzten Richtung zum Rücksprungimpuls kapazitiv an die Anode über die Graphitierung G der Bildröhre eingegeben.

Claims

1. Verfahren zum Reduzieren der schädlichen Strahlung, die von einer Kathodenstrahlröhre in ihrer Umgebung erzeugt wird, wobei die Strahlung zumindest teilweise von der Kapazität (C1) zwischen einer Anode (A) und einer Ablenkungsspule (DY), der Kapazität zum Erzeugen einer Zeilenfrequenz-Rauschspannung an der Anode herrührt, wobei eine zur Rauschspannung entgegengesetzte Rückkopplungsspannung (U&sub2;) kapazitiv an die Anode (A) gekoppelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Rückkopplungsspannung (U&sub2;) über die Graphitierung (G) der Röhre kapazitiv an die Anode (A) gekoppelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsspannung (U&sub2;) bezüglich ihrer Amplitude eine negative Spannung proportional zum Rücksprungimpuls und/oder zu einem Elektronenstrahlstrom (IA) ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Transformator (TR) sowohl zum Bilden der Hochspannung der Anode (A) als auch zum Bilden des Rücksprungimpulses dient, und daß dieser Hochspannungstransformator (TR) ebenfalls zum Erzeugen der Rückkopplungsspannung (U&sub2;) benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsspannung (U&sub2;) durch den Transformator (TR) und einen Hochspannungskondensator (C3) erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Transformator zum Erzeugen der Rückkopplungsspannung (U&sub2;) benutzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Rückkopplungsspannung (U&sub2;) abhängig vom Elektronenstrahlstrom (IA) erzeugt wird.

7. Schaltung zum Reduzieren der schädlichen Strahlung, die von einer Kathodenstrahlröhre ihrer Umgebung erzeugt wird, mit Schaltungselementen (OA, L) zum Bilden eines Ausgangssignals, nämlich einer impulsartigen Rückkopplungsspannung (U&sub2;), proportional zum Rücksprungimpuls, wobei das Ausgangssignal der Schaltung kapazitiv an die Anode (A) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsspannung (U&sub2;) kapazitiv über die Graphitierung (G) der Röhre an die Anode (A) gekoppelt ist.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gleiche Hochspannungstransformator (TR) zum Bilden von sowohl der Anodenspannung als auch des Rücksprungimpulses betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung (L) des Hochspannungstransformators (TR) zum Erzeugen der Rückkopplungsspannung betreibbar ist.

9. Schaltung nach Anspruch 8 mit einem Verstärker (OA), der mit der Wicklung (L) verbunden ist, wobei ein Signal (U&sub1;) abhängig von der Intensität des Elektronenstrahlstroms an den Eingang des Verstärkers gekoppelt ist, um dadurch die Rückkopplungsspannung zu erzeugen.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsspannung (U&sub2;) von der Wicklung (L) an die Anode über den Hochspannungskondensator (C3) gekoppelt ist.