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Die
Erfindung betrifft ein Farbfernsehgerät. Insbesondere geht die Erfindung
von einer Einrichtung zur Konvergenzkorrektur in einem Farbfernsehgerät gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 aus.
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Eine
derartige Einrichtung dient grundsätzlich zur Korrektur von Parametern
in der Rasterablenkung, z. B. der Korrektur von Nord/Süd- und Ost/West-Verzeichnungen, von
Kissenverzeichnungen, von Nichtlinearitäten in der Ablenkung und sonstiger
Geometriefehler in horizontaler oder vertikaler Richtung. Ein besonderes
Anwendungsgebiet ist die Konvergenzkorrektur bei einem Fernsehprojektionsgerät, bei dem
die Bilder von drei monochromatischen Bildröhren auf eine Bildfläche projiziert
werden. Unter Fernsehgerät
wird dabei jedes Gerät
mit elektronischer, rasterweiser Bildwiedergabe verstanden. Das
Gerät kann
von einem üblichen
Fernseh-Rundfunksignal oder auch als reiner Monitor von einem RGB-Signal,
einem FBAS-Signal oder getrennt mit einem Leuchtdichtesignal und
einem Farbträger
von einer beliebigen Videosignalquelle gespeist sein.
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Die
Korrektur der Ablenkparameter wird anhand von Korrekturwerten vorgenommen,
die in einer Konvergenzschaltung abgespeichert sind. Die Korrekturwerte
sind aus einer Vielzahl von Einzelgeräten aus einer bestimmten Serie
in der Weise bestimmt worden, daß im Mittel die beste Korrektur
erreicht wird. Die in der Konvergenzschaltung abgespeicherten Korrekturwerte
werden in einem Digital/Analog-Wandler in ein analoges Steuersignal
umgewandelt und einer aus Vorverstärker und Endverstärker bestehenden
Treiberschaltung zugeführt.
Diese Treiberschaltung gibt einen dem Korrekturwert entsprechenden
Strom an eine Korrekturspule ab. Die Größe des Korrekturstromes hängt auch
von dem Verstärkungsfaktor
der Treiberschaltung ab und kann daher von Gerät zu Gerät variieren. Aus diesem Grund
ist es im Stand der Technik daher bekannt, daß die Grundverstärkung der
Treiberschaltungen so ausgelegt wird, daß auch bei dem kleinsten zu
erwartenden Wert des Verstärkungsfaktors
bei maximalem Korrekturwert die geforderte Auslenkung garantiert
ist. Gleichzeitig bedeutet dies jedoch, daß bei einer Treiberschaltung
mit einem großen
Verstärkungsfaktor der
volle Bereich der Korrekturwerte gar nicht ausgenutzt werden kann.
Das hat zur Folge, daß die
Auflösung
der Konvergenzkorrektur unnötig
eingeschränkt ist.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Farbfernsehgerät zu schaffen,
bei dem eine verbesserte Konvergenzeinstellung erreichbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Farbfernsehgerät gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Farbfernsehgerät hat den
Vorteil, daß ein
einziger digitaler Datensatz von Korrekturwerten in unterschiedlichen
Farbfernsehgeräten,
unabhängig
von den Verstärkungsfaktoren
der Treiberschaltungen, stets dieselbe Auslenkung zur Korrektur
der Bilder hervorruft. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die maximal
zur Verfügung
stehende Auflösung
der digitalen Korrekturwerte auch praktisch ausnutzbar ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann die Konvergenzschaltung einen Digital/Analog
Wandler umfassen, der die abgespeicherten Korrekturwerte in ein
analoges Steuersignal für wenigstens
eine Korrektureinrichtung umwandelt. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt eine
besonders zweckmäßige Speicherung
der Korrekturwerte in einem digitalen Speichermedium, so daß herkömmliche
Speicherbausteine verwendet werden können. Gleichzeitig ist es auch
möglich,
den Speicher für
die digitalen Werte mit anderen notwendigen Funktionen der Konvergenzschaltung
in einem einzigen Halbleiterbauelement zu integrieren.
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Vorteilhafterweise
können
bei dem genannten Ausführungsbeispiel
die Stellmittel so ausgebildet sein, daß das an die Treiberschaltung
abgegebene analoge Steuersignal beeinflußbar ist. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Stellmittel elektronisch einstellbare Widerstände umfassen,
um das analoge Steuersignal zu beeinflussen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann das Stellmittel jedoch auch so ausgebildet sein,
daß der
dem Digital/Analog-Wandler zugeführte
digitale Wert beeinflußbar
ist. Zweckmäßiger Weise
kann dies so geschehen, daß ein
digitaler Anpassungswert mit dem abgespeicherten Korrekturwert multipliziert
wird und daß das
auf diese Weise gewonnene Produkt dem Digi tal/Analog-Wandler als
Eingangswert zugeführt
wird. Der Anpassungsfaktor und somit das Produkt aus dem Korrekturwert
und dem Anpassungsfaktor sind so gewählt, daß die mittels der Korrekturwerte
auf dem Bildschirm erzielte Korrektur für einen bestimmten Korrekturwert
von dem tatsächlichen
Verstärkungsfaktor
der Treiberschaltung unabhängig
wird.
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Zweckmäßigerweise
können
bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung Schaltmittel vorgesehen sein, mittels derer die Konvergenzschaltung wahlweise
zwischen zwei Betriebsarten umschaltbar ist. Die eine Betriebsart
ist aktiv, wenn ein Bild auf dem Bildschirm dargestellt wird, während die
andere Betriebsart beim Abgleichen der Konvergenzschaltung aktiviert
ist. In der letztgenannten Betriebsart können in einem Speicher abgespeicherte
Referenzwerte in der Konvergenzschaltung verarbeitet werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung kann Mittel zur Erzeugung einer horizontalen
und/oder vertikalen Struktur auf dem Bildschirm aufweisen, z.B.
in Gestalt einer durchgehenden oder unterbrochenen Linie. Das erweist
sich beim Abgleich eines Konvergenzkanals als vorteilhaft. Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konvergenzeinstellung
bei einem Fernsehgerät.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird zunächst
die von einem Konvergenzkanal tatsächlich bewirkte Auslenkung
eines Cursors auf dem Bildschirm ermittelt. Anhand dieser Ist-Daten
wird dann ein Steuersignal bestimmt, mittels dessen der Konvergenzkanal
auf vorgegebene Sollwerte abgeglichen wird. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die genannte Auslenkung durch optische Messungen bestimmt
wird.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Daraufsicht auf den Schirm eines erfindungsgemäßen Farbfernsehgeräts ohne
Konvergenzkorrektur,
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2 schematisch
die Konvergenz- und Korrektureinrichtung in einem bekannten Fernsehgerät,
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3 ein
Blockschaltbild einer Konvergenz- und Korrektureinrichtung in einem
erfindungsgemäßen Fernsehgerät,
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4 ein
Blockschaltbild einer Konvergenz- und Korrektureinrichtung einer
anderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fernsehgeräts,
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5 die
Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung
des Verstärkungsfaktors
und
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6 ein alternatives Verfahren gemäß der Erfindung
zur Bestimmung des Verstärkungsfaktors.
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In
der Beschreibung werden im folgenden für gleiche oder einander entsprechende
Elemente unterschiedlicher Ausführungsbeispiele
der Erfindung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt
in einer Daraufsicht von vorn den Bildschirm 1 eines erfindungsgemäßen Fernsehgerätes auf
den die Bilder von drei monochromatischen Bildröhren 2, 3, 4 projiziert
sind. Wie in der Figur schematisch dargestellt ist, sind die Bildröhren 2..4 geometrisch
unterschiedlich angeordnet. Daher treten auf dem Bildschirm Abbildungsfehler
auf, die für die
einzelnen Bildröhren
unterschiedlich sind. Diese Bildfehler werden mit zusätzlichen
Korrekturspulen korrigiert, welche vor den eigentlichen Ablenkspulen auf
dem Spulenhals der Bildröhren
montiert sind. Die Korrektur erfolgt für jede einzelne Bildröhre 2..4 sowohl
in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, d. h. insgesamt
sind sechs Korrekturspulen mit den zugehörigen Treiberschaltungen in
dem Fernsehgerät vorhanden,
die durch eine Konvergenzschaltung angesteuert werden.
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In 2 ist
schematisch das Blockschaltbild eines Konvergenzkanals dargestellt,
wie er im Stand der Technik bekannt ist. Eine Konvergenzschaltung 6,
die als integrierter Schaltkreis ausgebildet ist, ist mit einem
Ausgang 7 an eine Treiberschaltung 8 angeschlossen,
die einen Vorverstärker 9 sowie
einen Hauptverstärker 11 umfaßt. Der
Ausgang 12 des Endverstärkers 11 ist
an eine Korrektur spule 13 angeschlossen, die den Elektronenstrahl
in der zugeordneten Bildröhre
beeinflußt.
Die Korrekturspule 13 ist mit einem Arbeitswiderstand 14 in
Serie geschaltet. Jeweils eine Konvergenzschaltung 6 mit
der zugehörigen
Treiberschaltung 8 und Korrekturspule 13 wird
im folgenden als ein Konvergenzkanal bezeichnet. Die weiteren fünf Konvergenzkanäle sind
identisch aufgebaut.
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Die
Konvergenzkorrektur wird anhand von abgespeicherten digitalen Konvergenzkorrekturwerten
vorgenommen. Die Konvergenzkorrekturwerte sind in einem mit M bezeichneten
Speicher 15 in der Konvergenzschaltung 6 abgespeichert
und werden in einem Digital/Analog-Wandler 16 in einen
entsprechenden analogen Wert umgewandelt. Dieser analoge Wert wird
durch einen in der Konvergenzschaltung 6 integrierten Verstärker 17 mit
einem konstanten Verstärkungsfaktor
f1 verstärkt
und am Ausgang 7 an die Treiberschaltung 8 abgegeben.
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Die
Einzelheiten wie die Konvergenzkorrektur ausgeführt wird, sind nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung. Verfahren und Einrichtungen zur Konvergenzkorrektur
sind z. B. aus den deutschen Patentanmeldungen
DE 197 35 681 und
DE 197 04 775 bekannt.
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Die
Treiberschaltung 8 verstärkt den von der Konvergenzschaltung 6 abgegebenen
analogen Korrekturwert mit einem konstanten Verstärkungsfaktor f2
und gibt einen entsprechenden Strom an die Korrekturspule 13 ab.
In der Regel variiert die Größe des Verstärkungsfaktors
f2 durch Bauteiltoleranzen von Fernsehgerät zu Fernsehgerät. Das hat
zur Folge, daß ein
identischer Satz von Korrekturwerten in verschiedenen Fernsehgeräten zu unterschiedlichen Abbildungskorrekturen
auf deren Bildschirmen führt.
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In 3 ist
ein Blockschaltbild eines Konvergenzkanals gezeigt, wie er in einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird. Diese Schaltung unterscheidet sich
von der oben beschriebenen lediglich im Aufbau der Konvergenzschaltung 6.
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Vorliegend
ist der in der Konvergenzschaltung 6 integrierte Verstärker 17' als ein Verstärker mit variablen
Verstärkungsfaktor
f1 ausgeführt,
im Gegensatz zu der in 2 dargestellten bekannten Konvergenzschaltung 6,
bei der der Verstärkungsfaktor
f1 des Verstärkers 17 konstant
ist.
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Der
Verstärker 17' weist einen
Steuereingang 18 auf, in welchen ein Steuersignal S eingegeben
wird, das den Verstärkungsfaktor
f1 des Verstärkers 17' verändert: f1
= f1(S). Das Steuersignalsignal S wird von einer nicht gezeigten
externen Meßeinrichtung
erzeugt. Die Art und Weise, wie das geschieht, wird weiter unten
beschrieben.
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Der
von dem Digital/Analog-Wandler 16 abgegebene analoge Wert
wird also stets um einen Faktor f0 verstärkt, der gleich dem Produkt
aus f1 und f2 ist: f0 = f1 × f2.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung
ist es somit durch geeignete Einstellung des Steuersignals S möglich, unabhängig von
Bauteiltoleranzen stets eine konstante Gesamtverstärkung f0 zu
erzielen.
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Ein
weiterer Unterschied zu der in 2 dargestellten
Schaltung ist, daß der
Speicher 15 in einen ersten und einen zweiten Speicherbereich 15a, 15b gegliedert
ist. In dem ersten Speicherbereich 15a sind die Konvergenzwerte
abgespeichert, die zur Konvergenzkorrektur benutzt werden, während auf dem
Schirm 1 ein Fernsehbild dargestellt ist. In dem zweiten
Speicherbereich 15b sind bestimmte Referenzwerte RW abgespeichert,
die zur Messung der Gesamtverstärkung
f0 des jeweiligen Konvergenzkanals dienen. Die Speicherbereiche 15a, 15b können wahlweise
durch einen Schalter 41 angesprochen werden, je nach dem
welcher Betriebszustand der Schaltung gerade vorliegt. Der Betriebszustand, während dessen
ein Bild dargestellt wird, wird im folgenden als "Anzeigemodus" bezeichnet. Der
Betriebszustand, während
dessen der Referenzwert ausgegeben wird, wird im folgenden als "Testmodus" bezeichnet.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform zu
der in 3 dargestellten Schaltung gezeigt. Anstelle des
Verstärkers 17' mit variablem
Verstärkungsfaktor
f1 (S) ist bei dieser Ausführungsform wieder
ein Verstärker 17 mit
einem konstanten Verstärkungsfaktor
f1 in der Konvergenzschaltung 6 integriert. Im Unterschied
zu den bisher beschriebenen Schaltkreisen ist jedoch eine Multiplizierstufe 26 vorgesehen,
in der die aus dem Speicher 15a ausgelesenen Konvergenzkorrekturwerte
KW bzw. die aus dem Speicher 15b ausgelesenen Referenzwerte
RW mit einem Anpassungsfaktor f3 multipliziert werden. Das Produkt
aus diesen beiden digitalen Werten wird in den Eingang des Digital/Analog-Wandlers 16 eingegeben
und dann in derselben Weise wie in der in 2 beschriebenen
Schaltung weiterverarbeitet. Insgesamt wird auf diese Weise wiederum
erreicht, daß die
Gesamtverstärkung
f0 = f1 × f2 × f3 für alle Konvergenzkanäle – unabhängig von
Bauteiltoleranzen – einen
vorbestimmten konstanten Wert hat. Folglich ist es auch mit dieser
Ausführungsform
möglich,
daß mit
einem einzigen Satz von Konvergenzkorrekturwerten in unterschiedlichen
Geräten
stets dieselbe Abbildungskorrektur auf dem Bildschirm erreichbar
ist. Die Funktion des Anpassungsfaktors f3 entspricht der Funktion
des Steuersignals S in 3. Um die Beschreibung zu verkürzen, ist
daher im folgenden unter dem Begriff "Steuersignal S" auch immer der Anpassungsfaktor f3
zu verstehen.
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Die
Multiplizierstufe 26 kann bei einer abgewandelten Ausführungsform
der Erfindung auch in dem D/A-Wandler 16 integriert sein.
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Nachfolgend
wird nun anhand von 5 beschrieben, wie mittels der
externen Meßeinrichtung das
Steuersignal bestimmt wird, um die Gesamtverstärkung f0 aller Konvergenzkanäle auf einen
konstanten Wert einzustellen:
Durch die externe Meßeinrichtung
wird die Konvergenzeinrichtung 6 zunächst in den "Testmodus" geschaltet. Dadurch
wird bei unkorrigiertem und dunklem Bild eine horizontale helle
Linie 32 (5a) durch eine
der Bildröhren
erzeugt. Diese helle Linie wird im folgenden als "Gain Cursor" 32 bezeichnet. Der
Gain Cursor 32 befindet sich vorzugsweise in Bildschirmmitte,
da dort bei einem Fernsehgerät
mit unkorrigierter Konvergenz die geometrischen Verzerrungen am
geringsten sind. In einem ersten Schritt wird die absolute Lage
des vertikalen Gain Cursors 32 auf dem Bildschirm 1 ohne
jede Beeinflussung durch Korrekturströme beispielsweise mit einer
hochauflösenden
Kamera ermittelt. Um die Kamera leichter auf dem Bildschirm 1 zentrieren
zu können,
ist zusätzlich
zu dem Gain Cursor 32 eine vertikale Linie 33 dargestellt.
Anschließend
wird der Gain Cursor 32 mittels eines definierten digitalen
Referenzwertes, der aus dem Speicherbereich 15b ausgelesen
wird, in vertikaler Richtung, z.B. auf dem Bildschirm 1 nach oben,
verschoben. Diese Position wird wiederum mit der hochauflösenden Kamera
be stimmt (5b). Nachdem der Gain Cursor 32 in
die Position ohne jede Beeinflussung durch Korrekturströme zurückgekehrt
ist (5c), wird er anschließend in
die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt (5d).
Die Bewegungen des Gain Cursors sind durch entsprechende Referenzwerte
verursacht. Die Referenzwerte nehmen dabei Werte an, die dem größten bzw. dem
kleinsten Konvergenzkorrekturwert und somit der größten bzw.
kleinsten Auslenkung der Abbildung mittels der Konvergenzspulen
entsprechen können.
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Aus
der Differenz der von der Kamera gelieferten Positionsdaten des
nach oben bzw. nach unten ausgelenkten Gain Cursors im Vergleich
zu dem nicht ausgelenkten Cursor ermittelt die Meßeinrichtung
das Steuersignal S. Das Steuersignal S wird in der Weise bestimmt,
daß die
Meßeinrichtung
den Vorgabewert in einem iterativen Prozeß solange verändert, bis
die Position des nach oben bzw. nach unten verschobenen vertikalen
Gain Cursors 32 einer vorbestimmten Position entspricht.
Die Gesamtverstärkung
f0 des Konvergenzkanals ist damit auf einen vorgegebenen Wert eingestellt.
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Um
Störungen
bei der Positionsmessung durch einen Zeilen-Jitter des Gain Cursors
zu vermeiden, wird der Cursor nur in einem Halbbild des Fernsehbildes
dargestellt. Liegt bei dem untersuchten Gerät progressive Bildabtastung
("progressive scan") vor, so tritt dieses
Problem nicht auf.
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Dieser
Prozeß wird
nun für
dieselbe Bildröhre
mittels einer vertikalen hellen Linie, die im folgenden als horizontaler
Gain Cursor bezeichnet wird, wiederholt. In vollkommen analoger
Weise wird die Gesamtverstärkung
für den
horizontalen Konvergenzkanal auf einen vorgegebenen Wert normiert. Wie
die vertikale Linie 33 erzeugt wird, wird im Zusammenhang
mit 6c beschrieben.
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Um
die Konvergenzeinstellung für
die beiden anderen Bildröhren
auszuführen,
werden die beiden oben beschriebenen Prozesse für die beiden anderen Bildröhren wiederholt.
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Insgesamt
werden alle sechs Konvergenzkanäle
des jeweils untersuchten Fernsehgerätes auf einen bestimmten und
konstanten Gesamtverstärkungsfaktor
f0 eingestellt. Da als Bezugsgröße für das beschriebene
Verfahren der nicht aus gelenkte Gain Cursor dient, bleibt die Einstellung
der Gesamtverstärkung
z.B. von Abweichungen bei der mechanischen Justage des Gerätes unbeeinflußt.
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Bei
Fernsehgeräten
mit Darstellung des Fernsehbildes in zwei Halbbildern ("interlaced mode") ist ein alternatives
Verfahren der Erfindung anwendbar, das in 6a bis 6c veranschaulicht ist.
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Nach
diesem Verfahren wird zunächst
in einem ersten Halbbild z. B. dem Halbbild mit den ungeraden Zeilen
bei stromloser Korrekturspule 13 der vertikale Gain Cursor 32a aktiviert
(6a(i)). Im darauffolgenden Halbbild ist der vertikale
Gain Cursor aus zwei aufeinanderfolgenden horizontalen Zeilen 32b, 32c gebildet
(6a(ii)), die bei stromloser Korrekturspule 13 der
Zeile benachbart sind, die in dem ersten Halbbild den Gain Cursor
bildet. In einem ersten Schritt wird die Zeile 32b dargestellt,
die sich oberhalb der Zeile 32a des ersten Halbbildes befindet (6a(i),
(ii)). Gleichzeitig wird die Korrekturspule 13 mit einem
Strom beaufschlagt, der diese Zeile nach oben verschiebt, wie es
in 6b veranschaulicht ist. Danach wird die Zeile 32c dargestellt,
die sich unterhalb des Gain Cursors 32a des ersten Halbbildes
befindet (6a(i), (ii)). Nun wird ein Strom
derselben Größe in umgekehrter
Richtung durch die Korrekturspule 13 geschickt, was zu
einer Verschiebung der Zeile 32c nach unten führt, wie
es wieder in 6b gezeigt ist. Der Abgleich
des betreffenden Konvergenzkanals erfolgt genauso, wie es im Zusammenhang
mit 5 beschrieben worden ist, durch Differenzbildung
zwischen den ausgelenkten Positionen der Cursor-Linien 32b, 32c im
Vergleich zu der Cursor-Linie 32a.
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Zum
Abgleich eines horizontalen Konvergenzkanals wird die Richtung des
Stroms über
einen Bereich von mehreren Zeilen um die Bildmitte jeweils von Zeile
zu Zeile in der Korrekturspule 13 invertiert. In den betreffenden
Zeilen wird nur ein Punkt oder kurzer Strich geschrieben, so daß sich beidseits
der vertikalen Mittellinie 33 vertikale Linien, d.h. horizontale
Gain Cursor 34a und 34b ergeben, wie es in 6c dargestellt
ist. Wiederum wird basierend auf Positionsmessungen der Cursor-Linien 33, 34a, 34b die
Gesamtverstärkung
f0 des Konvergenzkanals auf einen bestimmten Wert eingestellt.
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Die
beiden beschriebenen Verfahren werden vorzugsweise bei der Herstellung
des Fernsehgerätes
beim Hersteller ausgeführt.
Es ist jedoch auch möglich,
daß dieses
Verfahren beim Service des Fernsehgerätes wiederholt wird, um eine
möglichst gute
Konvergenzeinstellung zu erzielen.
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Die
Messungen erfolgen bevorzugt im mittleren Bereich des Bildschirms 1,
wo sich Konvergenzfehler am wenigsten bemerkbar machen. Das ist
deshalb von Bedeutung, weil das beschriebene Verfahren mit einem
noch unkorrierten Gerät
durchgeführt wird.
Dieses Verfahren wird für
jede der drei monochromatischen Bildröhren nacheinander ausgeführt.
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Während des
Ausmessens der Größe der Verschiebungen
kann nicht nur die Verstärkung
der Konvergenzkanäle
abgeglichen werden, sondern es kann auch überprüft werden, ob die beteiligten
Verstärker
symmetrisch arbeiten. Das hat den Vorteil, daß bei unsymmetrisch arbeitenden
Verstärkern
das Gerät
noch vor dessen Auslieferung an den Kunden nachgebessert werden
kann.