DEF0014313MA

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Publication number: DEF0014313MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 30. März 1954 Bekanntgemacht am 16. August 1956Registration date: March 30, 1954. Advertised on August 16, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

KLASSE 21a¹ GRUPPE 3411 INTERNAT. KLASSE H04n CLASS 21a ¹ GROUP 3411 INTERNAT. CLASS H04n

F 14313 VIHa/21a¹ F 14313 VIHa / 21a ¹

Emil Siegel, DarmstadtEmil Siegel, Darmstadt

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Fernseh G.m.b.H., DarmstadtTV G.m.b.H., Darmstadt

NachfokussierungsschaltungRefocusing circuit

Bei den in der Fernsehtechnik üblichen Formen von Bildaufnahme- und -wiedergaberöhren ist der Krümmungsradius des Abtastschirmes normalerweise erheblich größer als der Abstand vom Ablenkmittelpunkt bis zum Schirm. Infolgedessen ändert sich bei der Abtastung der Weg der Elektronen von der Sammellinse bis zum Auftreffpunkt auf dem Abtastschirm. Soll daher der Fleck auf allen Stellen des Schirmes scharf erscheinen, so muß die Brennweite der Sammellinse in Abhängigkeit von der Ablenkung moduliert werden.In the case of the forms of image recording and display tubes commonly used in television technology, the The radius of curvature of the scanning screen is usually much larger than the distance from the center of deflection up to the screen. As a result, the path of the electrons changes during the scanning from the converging lens to the point of impact on the scanning screen. So should the stain open appear sharp at all points on the screen, the focal length of the converging lens must be dependent be modulated by the distraction.

Die dabei auftretenden Verhältnisse werden an Hand der Fig. ι näher erläutert. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Röhre mit einem flachen Schirm 5 ausgerüstet ist. In der Fig. ι bedeutet K die Stelle im Strahlerzeugungssystem, an welcher der Abtaststrahl den geringsten Querschnitt besitzt (cross over), L die Hauptebene des Fokussiersystems, A den Ablenkmittelpunkt, a die Gegenstandsweite, b die Bildweite, c den Abstand zwischen Hauptebene und Ablenkmittelpunkt, d den Abstand vom Ablenkmittelpunkt zum Abtastschirm beim Ablenkwinkel a, d₀ den geringsten Abstand vom Ablenkmittelpunkt- zum Schirm (bei einem Ablenkwinkel a = o).The relationships occurring in this case are explained in more detail with reference to FIG. For the sake of simplicity, it is assumed that the tube is equipped with a flat screen 5. In Fig. Ι, K denotes the point in the beam generation system at which the scanning beam has the smallest cross-section, L the main plane of the focusing system, A the deflection center, a the object distance, b the image distance, c the distance between the main plane and the deflection center , d is the distance from the deflection center to the scanning screen at the deflection angle a, d ₀ the smallest distance from the deflection center to the screen (with a deflection angle a = o).

Aus der Figur ergibt sich für d The figure shows for d

-¹O- ¹ O

cos αcos α

Ferner ergibt sich für die Brennweite f ι ι Furthermore, f ι ι results for the focal length

ι ιι ι

f =f =

I II I

a baway

ι cos «ι cos «

609 579/172609 579/172

F 14313 VIIIal21a¹ F 14313 VIIIal21a ¹

Wird nun eine magnetische Fokussierung verwendet, so gilt für den FokussierstromIf magnetic focusing is now used, the following applies to the focusing current

T T

wobei k eine Konstante bedeutet. Durch Reihenentwicklung kann angenähert werdenwhere k is a constant. It can be approximated through series expansion

/ = I₀ + I₁ · α² = I₀ + /„ . ίο/ = I ₀ + I ₁ * α ² = I ₀ + / ". ίο

Die Weglänge von der Hauptebene zum Abtastschirm ändert sich nicht nur bei der Horizontalbewegung des Abtaststrahls, sondern auch bei der Vertikalbewegung. Der Fokussierstrom muß daher doppelt moduliert werden, wobei die eine Modulation synchron zur Vertikalfrequenz und die andere synchron zur Horizontalfrequenz sein muß. Da die Vertikalfrequenz nur in der Größenordnung von 50 Hz "liegt, bereitet die Erzeugung eines mit ihr synchron laufenden Fokussierwechselfeldes normalerweise keine Schwierigkeiten.The path length from the main plane to the scanning screen does not only change with the horizontal movement of the scanning beam, but also during the vertical movement. The focusing current must therefore are double modulated, the one modulation synchronous to the vertical frequency and the others must be synchronous with the horizontal frequency. Since the vertical frequency is only of the order of magnitude of 50 Hz "prepares the generation of an alternating focusing field running synchronously with it usually no trouble.

Dagegen treten wegen der verhältnismäßig hohen Horizontalfrequenz bei der Erzeugung eines mit ihr synchron laufenden Fokussierwechselfeldes wesentliche Schwierigkeiten auf. Die Hauptfokussierspule ist wegen ihrer zu hohen Induktivität, Dämpfung und Eigenkapazität hierfür ungeeignet. Es wird daher normalerweise eine zweite Fokussierspule mit wesentlich geringerer Induktivität, Dämpfung und Eigenkapazität angebracht und diese zur Erzeugung eines zeilenfrequenten Fokussierwechselfeldes verwendet.On the other hand, because of the relatively high horizontal frequency when generating a with their synchronously running alternating focussing field on substantial difficulties. The main focus coil is unsuitable for this because of its high inductance, damping and self-capacitance. A second focusing coil with a significantly lower inductance is therefore normally used, Attenuation and self-capacitance attached and these to generate a line-frequency Focusing alternating field used.

Der Strom in dieser Spule soll nach der aus Fig. 2 a herleitbaren FunktionThe current in this coil should according to the function that can be derived from FIG. 2 a

AI 1 — I₀ AI 1 - I ₀

verlaufen. Ist keine genügende Überlagerung von Hauptfokussierfeld und Nachfokussierfeld vorhanden, so muß I_mi„^o sein.get lost. If there is insufficient overlapping of the main focusing field and the refocusing field, then I _m i "^ o must be.

Für den Fall, daß eine Durchdringung von Haupt- und Nachfokussierfeld vorhanden ist, sollen die Gradienten beider Felder die gleiche Richtung haben.Should there be a penetration of the main and refocusing fields the gradients of both fields have the same direction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltung anzugeben, mit der ein nach obiger Formel verlaufender Nachfokussierstrom in einfächer Weise erzeugt werden kann.The object of the present invention is to provide a circuit with which a according to the above Formula running refocusing current can be generated in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Nachfokussierung bei Kathodenstrahlröhren, insbesondere Fernsehaufnahme- und -wiedergaberöhren, eine zusätzliche Nachfokussierspule zu verwenden und diese im Anodenkreis einer Verstärkerröhre anzuordnen, deren Gitteranodenstrecke von einem Kondensator überbrückt ist und deren Steuergitter die Steuerspannung über einen Widerstand zugeführt wird.According to the invention it is proposed for refocusing to use an additional refocusing coil for cathode ray tubes, in particular television recording and display tubes and to arrange them in the anode circuit of an amplifier tube, the grid anode path of which is from a The capacitor is bridged and its control grid is supplied with the control voltage via a resistor will.

Ähnliche Schaltungen sind insbesondere unter dem Namen Miller-Schaltungen bekanntgeworden. Doch dienen diese durchweg zur Erzeugung einer Sägezahnspannung bzw. eines Sägezahnstromes aus einer impulsförmigen Spannung. Bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung dagegen wird ein nahezu parabelförmiger Strom im Anodenkreis der Verstärkerröhre durch Steuerung mit einer etwa impulsförmigen Spannung, wie sie in Fig. 2b dargestellt ist, gewonnen.Similar circuits have become known in particular under the name Miller circuits. However, these are used throughout to generate a sawtooth voltage or a sawtooth current a pulsed voltage. In the subject matter of the present invention, however, is a almost parabolic current in the anode circuit of the amplifier tube through control with an approx pulse-shaped voltage, as shown in Fig. 2b, obtained.

Es ist dabei zweckmäßig, die Dimensionierung des Zeitkonstantengliedes, das aus dem Überbrückungskondensator und dem im Gitterkreis liegenden Widerstand gebildet wird, derart vorzunehmen, daß die Amplitude der Gitterwechselspannung während des Hinlaufs klein ist gegenüber der Amplitude der Anodenwechselspannung und der dem gitterfernen Ende des Gitterwiderstandes zugeführten Steuerwechselspannung.It is useful to dimension the time constant element that comes from the bypass capacitor and the resistance lying in the grid circle is formed in such a way that the amplitude of the alternating grid voltage during the run is small compared to the amplitude of the anode alternating voltage and the control AC voltage fed to the end of the grid resistor remote from the grid.

Weiterhin ist es in bestimmten Fällen vorteilhaft, daß zur Vereinfachung der Schaltung die Steuerspannung unmittelbar dem Horizontalkippgerät, insbesondere dem Kipptransformator, entnommen wird.Furthermore, it is advantageous in certain cases that, to simplify the circuit, the Control voltage taken directly from the horizontal tilting device, in particular the tilting transformer will.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 3 bis 5 beschrieben. Dabei sind alle zum Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlichen Teile der Schaltung weggelassen und gleiche Schaltelemente gleichbeziffert. Im Anodenkreis der Verstärkerröhre 1 liegt die Nachfokussierspule 2. Die Anoden-Steuergitter-Strecke der Röhre ist durch den Kondensator 3 überbrückt, und in der Gitterzuleitung liegt der Widerstand 4. Die Zuführung der Steuerspannung erfolgt über die Klemme 5. Eine genaue mathematische Analyse der ' Schaltung führt zu unübersichtlichen Formeln. Für die Praxis können daher folgende Vereinfachungen angenommen werden:The invention is described below with reference to FIGS. Everyone is to be understood the invention omitted parts of the circuit that are not absolutely necessary and the same Switching elements with the same number. The refocusing coil 2 is located in the anode circuit of the amplifier tube 1. The anode control grid section of the tube is bridged by the capacitor 3, and in the Resistor 4 is connected to the grid lead. The control voltage is supplied via the Terminal 5. A precise mathematical analysis of the circuit leads to confusing formulas. for In practice, the following simplifications can therefore be assumed:

1. Die Steilheit 6" sowie der Innenwiderstand i?,· der Verstärkerröhre und die Induktivität L der Nachfokussierspule 2 können so groß angenommen werden, daß u_a^>u_g ist;1. The slope 6 ″ and the internal resistance i?, · Of the amplifier tube and the inductance L of the refocusing coil 2 can be assumed to be so great that u _a ^> u _g ;

2. die Steuerspannung M₁ und die Zeitkonstante 3,4 können so gewählt werden, daß U₁ ^ u_g ist.2. the control voltage M ₁ and the time constant 3.4 can be chosen so that U ₁ ^ u _g .

Dann ergibt sich der Strom durch den Widerstand 4 zuThen the current through the resistor 4 results

Dadurch ergibt sich am Kondensator 3 mit der Kapazität C die SpannungThis results in the voltage across the capacitor 3 with the capacitance C.

u_e = -\u _e = - \ {ladt{loads

^c -' ^c - '

und die an der Anode liegende Spannung hat den Wertand the voltage at the anode has the value

U_n = U _n =

CRCR

₁ it. ₁ it.

Damit ergibt sich der Strom durch die Nachfokussierspule unter der Bedingung, daß I₀^ I_L zuThis results in the current through the refocusing coil under the condition that I ₀ ^ I _L to

Sind die beiden oben angegebenen Bedingungen 1.25 erfüllt, so gehen also die Röhrendäten weder in dieIf the two conditions given above are 1.25 fulfilled, so the tube data do not go into the

579/172579/172

F 14313 VIII al'21a¹ F 14313 VIII al'21a ¹

Form noch in die Amplitude des Stromes durch die Nachfokussierspule ein.Shape into the amplitude of the current through the refocusing coil.

Wie bereits oben abgeleitet, soll der Wechselstromanteil des Nachfokussierstromes folgende Form haben:As already derived above, the alternating current component of the refocusing current should be as follows Have shape:

Ir. = —~ Ir. = - ~

AIAI

t — ■t - ■

Demnach muß die Anodenspannung, die proportional der ersten Ableitung des Stromes durch die Induktivität 2 nach der Zeit ist, folgende Form haben:Accordingly, the anode voltage, which is proportional to the first derivative of the current through the Inductance 2 according to the time has the following form:

_ dI_L _ SLAI _ dI _L _ SLAI

Ί\Ί \

'-τ'-τ

Sie ist also eine reine Sägezahnspannung. Hieraus wiederum läßt sich auf Grund der oben dargelegten Zusammenhänge die Steuerspannung Ii₁ sowohl für den Hinlauf (M₁/,-) als auch für den Rücklauf (11 _ir) berechnen.
Es giltSo it is a pure sawtooth voltage. From this, on the basis of the relationships set out above, the control voltage Ii ₁ can be calculated both for the outward (M ₁ /, -) and for the return (11 _ir ) .
It applies

P Γ ^dUa ΏΓΤ P Γ ^dUa ΏΓΤ

^ui H= — RC —-T-r = RC L- et t ^u i H = - RC - -Tr = RC L- et t

dt² German ²

8 RLCAI T₁ 8 RLCAI T ₁

Während des Rücklaufs ist dann
8 RLCAI (i — fi Then during the return
8 RLCAI (i - fi

u, _r = -■ u, _r = - ■

wobei p das prozentuale Rücklaufzeitenverhältnis darstellt. Hieraus zeigt sich, daß die Steuerspannung während des Hinlaufs konstant ist, d. h., die Schaltungsanordnung wird durch eine Impulsspannung gesteuert.where p is the percentage return time ratio. This shows that the control voltage is constant during the trace, ie the circuit arrangement is controlled by a pulse voltage.

Es genügt demnach, die Steuerspannung am Zeilenausgangstransformator des Zeilenkippgerätes abzugreifen. Es ist dann allerdings erforderlich, diesen Impuls so zu verbreitern, daß seine Dauer etwa gleich der der Austastzeit wird, da sonst bei symmetrischer Lage des ausgetasteten Rasters die Nachfokussierströme an den Rasterrändern nicht die erforderliche gleiche Größe aufweisen.It is therefore sufficient to apply the control voltage to the line output transformer of the line tilt device to tap. It is then necessary, however, to broaden this impulse so that its duration is approximately the same as that of the blanking time, otherwise with a symmetrical position of the blanked grid the Refocusing currents at the raster edges do not have the same size required.

Fig. 4 zeigt eine derartige erfindungsgemäße Schaltung, bei der die Verbreiterung des Impulses durch das Tiefpaßfilter 6, 7 vorgenommen wird.Fig. 4 shows such a circuit according to the invention, in which the broadening of the pulse is made by the low-pass filter 6, 7.

Durch Veränderung des Abgriffes am Widerstand 6 kann dabei die Phase des Steuerimpulses eingestellt werden, während durch Veränderung des Widerstandes 4 die Amplitude des Nachfokussierstromes geregelt wird. Eine Symmetrierung, die in ähnlicher Weise wirkt, kann auch dadurch erreicht werden, daß der Nachfokussierspule 2 ein Kondensator 8 parallel geschaltet wird.By changing the tap on the resistor 6, the phase of the control pulse can be set while changing the resistance 4, the amplitude of the refocusing current is regulated. A symmetrization that works in a similar way can also be achieved in this way be that the refocusing coil 2, a capacitor 8 is connected in parallel.

Eine mit verbesserter Wirtschaftlichkeit arbeitende Schaltung ist in Fig. 5 gezeigt. Die Nachfokussierspule 2 liegt nicht unmittelbar im Anodenkreis, sondern ist über den Transformator 11 angekoppelt. Dabei fließt der Gleichstrom durch die Nachfokussierspule 2 in umgekehrter Richtung wie bei den Schaltungen gemäß Fig. 3 und 4. Dies ermöglicht die Zuführung einer aus negativ gerichteten Impulsen bestehenden Steuerspannung über die Klemme 5. Um jedoch die Bedingung einzuhalten, daß für den Ablenkwinkel a = ο der Strom durch die Nachfokussierspule einen maximalen Wert aufweist, muß der Gleichstromwert entsprechend verschoben werden. Um diesen erhöhten Gleichstrom auszunutzen, wird an die Klemme 9 ein zusätzlicher Verbraucher 10 angeschlossen. Der Gleichstrom durch die Nachfokussierspule 2 setzt sich dann zusammen aus der Summe des Anodenstromes und dem durch den Verbraucher 10 fließenden Strom.A circuit operating with improved economy is shown in FIG. The refocusing coil 2 is not located directly in the anode circuit, but is coupled via the transformer 11. Here, the direct current through the refocus coil 2 flows in the reverse direction as in the circuits shown in Figs. 3 and 4. This enables the supply of an existing negative going pulses control voltage on the terminal 5. However, in order to comply with the condition that, for the deflection angle of a = ο the current through the refocusing coil has a maximum value, the direct current value must be shifted accordingly. In order to utilize this increased direct current, an additional consumer 10 is connected to terminal 9. The direct current through the refocusing coil 2 is then composed of the sum of the anode current and the current flowing through the consumer 10.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann sinngemäße Abänderungen erfahren, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described, but can experience analogous changes without exceeding the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Circuit for refocusing in cathode ray tubes, especially television recording and display tubes, using an additional refocusing coil, characterized in that it is in the anode circuit an amplifier tube is arranged, the grid-anode path of a capacitor is bridged and the control grid is supplied with a pulse-shaped control voltage via a resistor.

2. A circuit according to claim 1, characterized by such a dimensioning of the Time constant element that consists of the bypass capacitor (3) and the one in the grid circle lying resistor (4) is formed that the amplitude of the alternating grid voltage during the run-out is small compared to the amplitude of the anode alternating voltage and the control AC voltage fed to the end of the resistor (4) located in the grid circle remote from the grid.

3. Circuit according to claim 1 and 2, characterized in that the current through the refocusing coil assumes essentially parabolic shape.

4. A circuit according to claim 3, characterized in that the control voltage is the Tipping device is removed.

5. A circuit according to claim 4, characterized in that the control voltage has a Low pass filter is fed to the control grid circuit.

6. Circuit according to claim 1 to 5, characterized in that the refocusing coil is a Capacitor is connected in parallel.

1 sheet of drawings

609 579/172 8. 56