FI63845C - Saett att bilda en av horisontal- och vertikalavlaenkningen ho ett bildroer beroende varierande fokuseringsspaenning sa mtoppling foer genomfoerande av saettet - Google Patents

Description

63845

Tapa muodostaa kuvaputken vaaka- ja pystypoikkeutukses-ta riippuva muuttuva fokusointijännite, sekä kytkentä tämän tavan suorittamista varten

Esillä oleva keksintö kohdistuu tapaan muodostaa kuvaputken vaaka- ja pystypoikkeutuksesta riippuva muuttava fokusointijännite summaamalla staattiseen fokusointijännitteeseen poikkeutuksesta riippuva jännite. Keksintö koskee myös kytkentää, jolla kyseinen tapa toteutetaan.

Katodisädeputken elektronisäde kootaan kuvapinnalle sähköisen linssin avulla, jonka polttoväli riippuu käytettävästä fokusointijännitteestä. Koska katodisädeputken kuvapinta on lähes tasomainen, säteen kulkema matka on sitä suurempi, mitä suurempi on säteen poikkeutuskulma eli mitä kauemmaksi kuvapinnan keskipisteestä säde osuu. Jos fokusointi-jännite on riippumaton poikkeutuskulmasta, aiheutuu säteen poiketessa kuvapinnan keskipisteestä fokusointivirhe, joka on periaatteessa sitä suurempi mitä suurempi on säteen poikkeutuskulma. Käytännössä virhe esiintyy sitä häiritse-vämpänä mitä kauempana säde on kuvapinnan vaaka- ja pystyakseleista.

Jos halutaan välttää em. fokusointivirhe, täytyy fokusointi-jännitteen olla poikkeutuskulmasta riippuvainen, mikä merkitsee ns. dynaamista fokusointia. Tällöin kuvapinnan reuna-alueille järjestetään korkeampi jännite kuin kuvapinnan keskelle.

Dynaamisen fokusointijännitteen toteuttamiseksi on tunnettua käyttää suurjännitetransistoripiirejä. Tällaisten kytkentöjen haittoina ovat suuri tehonkulutus ja herkkyys kuvaputken kipinäpurkauksille.

Jotta edellä kuvatut haitat vältettäisiin on dynaamiseen fokusointiin käytetty myös ns. fokusointimuuntaja-kytkentää, 2 63845 jossa vaakapoikkeutusvirta viedään em. muuntajan pienikier-roksisen ensiökäämin kautta. KierrosmääräItään moninkertaisen toisiokäämin rinnalle on kytketty pienikapasitanssi-nen kondensaattori, jonka jännite on verrannollinen poik-keutusvirran integraaliin ja on siten paraabelinmuotoinen. Tämä jännite summataan staattiseen fokusointijännitteeseen, jolloin saadaan poikkeutuskulmasta riippuva fokusointijännite. Kuvatun kytkennän haittana on ei-toivottu vaikutus S-korjaimeen ja vaakapoikkeutusvirran lineaarisuuteen. Edellä kuvatun kytkennän haittana on myös dynaamisen fokusoinnin riippumattomuus pystypoikkeutuskulmasta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatut haitat. Keksinnön mukaiselle tavalle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1, kun taas keksinnön mukaisen kytkennän tunnusmerkit selviävät vastaavasti patenttivaatimuksesta 5.

Keksinnön mukaisesti dynaamisen fokusointjjännitteen iaiodosta-misessa käytetään siis hyväksi transduktorikytkentää, jonka avulla staattiseen fokusjännitteeseen summataan poikkeutuskulmasta riippuva jännite. Kyseessä olevan jännitteen riippuvuus sekä pysty- että vaakapoikkeutuskulmasta saadaan keksinnöllisesti aikaiseksi viemällä transduktorin ohjaus-käämin läpi pystypoikkeutukseen verrannollinen virta ja työ-käämin läpi vaakapoikkeutukseen verrannollinen jännite.

Keksintöä ja sen muita piirteitä ja etuja selostetaan seuraa-vassa lähemmin esimerkkien muodossa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 kaaviomaisesti esittää keksinnön mukaisen kytkennän olennaista osaa, kuva 2 esittää kuvan 1 selostukseen liittyviä käyrämuotoja, kuva 3 esittää keksinnön mukaisen kytkennän erään toisen osan mahdollista suoritusmuotoa, kuva 4 esittää kuvan 3 mukaisen piirin selostukseen liittyviä käyrämuotoja, ja 3 63845 kuva 5 esittää dynaamisen fokusointijännitteen muuttuvaa osaa ajan funktiona.

Kytkennässä vaakapoikkeutusmuuntajan sydämen ympärille on kierretty apukäämi L^, josta saadaan vaakapoikkeutuk-seen verrannollinen jännite. Apukäämin päät on kytketty yhteen transduktorin sarjaankytkettyjen työkäämien ja ns. paraabelijännitemuuntajän M2 ensiökäämin L2 kautta. Transduktorin ohjauskäämin virta on verrannollinen pysty-poikkeutusvirtaan.

Koska vaakapoikkeutustaajuus on pystypoikkeutustaajuuteen verrattuna suuri, on kytkennän toimintaa syytä tarkastella kahdessa osassa. Seuraavassa toimintaa tarkastellaan kuvan 1 ja kuvan 2 käyrien avulla. Oletetaan aluksi, että pysty-poikkeutusjännite ja siten myös transduktorin työkäämien induktanssi L,p on vakio.

Kuvassa 2A on esitetty vaakapoikkeutusvirta IQ, jonka apu-käämiin synnyttämä jännite UL^ on kuvassa 2b. Jännitteen UL^ aiheuttama virta kulkiessaan paraabelimuuntajän M2 ensiökäämin L2 kautta synnyttää paraabelimuuntajan toi-siokäämin napoihin jännitteen, joka näkyy diodin yli jännitteenä (kuva 2c). Tämä jännite aiheuttaa sum- mautuessaan staattiseen fokusointijännitteeseen säteen vaa-kapoikkeutuskulmaan verrannollisen fokusoinnin korjauksen.

Voidaan osoittaa, että jännitteen UD^ huipusta huippuun arvo on likimain kääntäen verrannollinen transduktorin induktanssiin L,p. Tuomalla transduktorin ohjauskäämiin pystypoikkeutuskulmaan verrannollinen signaali saadaan fokusointi jännite riippuvaiseksi myös pystypoikkeutuksesta.

Jotta esitetty kytkentä ei aiheuttaisi merkittävää takaisin-kytkentää vaakapoikkeutukseen, täytyy transduktorin sydämen olla hyvin pieni, esimerkiksi ferriittisydän EK 20.

63845

Paraabelimuuntajan M2 jännitteen muuntosuhteen tulee olla suuri esim. 3700:25 = 148. Integrointikapasitanssi on 170 pF, joka koostuu 150 pF kondensaattorin kapasitanssista ja 20 pF kytkentäkapasitanssista. Jotta saavutettaisiin riittävän suuri paraabelijännite muuntajan ominais-resonanssitaajuus ei saa olla kovin paljon juovataajuuden alapuolella. Ominaistaajuus valitaan käämikierrosten, kytken täkertoimen tai integrointikondensaattorin avulla.

Käytännössä on osoittautunut, ettei paraabelijännite ole täysin symmetrinen, mikä ei kuitenkaan vaikuta merkittävästi erottelukykyyn. Epäsymmetrisyyden syinä ovat kuparikää-mien ohmiset häviöt ja ferriittisydämen hystereesi. Jotta hystereesin vaikutus pysyisi pienenä, tulee ferriittisydämen magneettivuontiheyden olla korkeintaan n. 0,18 T. Pienillä ohjausvirroilla hystereesin vaikutus on suurempi kuin suurilla, muttei ole kuitenkaan häiritsevä.

Esimerkkitapauksessa transduktorin työkäämi on käämitty fer-riittirungon ulkopylväälle, ja siinä on 40 kierrosta 0 0,25 mm kuparilankaa. Transduktorin ohjauskäämissä on 1500 kierrosta 0 0,070 mm kuparilankaa.

Ohjauskytkennän toiminnalle on vaatimus, ettei ohjausvirta saa kuvanvaihtumisen aikana mennä nollapisteen yli eli kuvan ylä- ja alaosalle kyllästyminen tapahtuu samalla napaisuudella. Nollapisteen ylityksen aikana olisi vaakapoikkeutus-asteella lyhytaikainen kuormitustauko, joka johtaisi S-kor-jauskondensaattorin ja poikkeutuskelan muodostaman resonans-sipiirin lievään värähtelyyn, mikä aiheuttaisi ensimmäisten ylempien juovien vaihesiirron. Kuvassa 3 näkyvän kytkennän avulla on edellä kuvattu haitta vältetty. Kytkennän avulla muodostetaan pystypoikkeutusjännitteestä {käyrä 4a) kolmionmuotoinen ohjausvirta, joka on esitetty kuvassa 4b.

5 63845

Kytkentä toimii siten, että vain pystypoikkeutusjännitteen pyyhkäisyosan toinen puolisko (t^ ~ t^) ohjaa transistoria T. Toiminta on toteutettu diodin avulla. Vastus vaimentaa suurtaajuusvärähtelyä pystypoikkeutusasteessä.

Pyyhkäisyn ensimmäisen osan (t^ - t2) aikana mukaanluettuna edellisen pyyhkäisyn paluuaika diodi on sulkutilassa ja diodi D2 johtaa. Kondensaattori Cg latautuu suuriohmi-sen vastuksen Rg kautta, ja kondensaattorin yli vaikuttaa lähes lineaarinen jännite. Transistorin T toimintapiste riippuu vastuksen Rg suhteesta vastukseen R^. Kondensaattorin C, kautta johdetaan juovataajuinen virta maahan. Vas-

O

tuksen R^ tehtävänä on vaimentaa kondensaattorista Cg ja ohjauskäämin induktanssista johtuva värähtely. T on pien-signaalitransistori.

Transistorin T kollektorivirta on suurimmillaan noin 32 mA, kun käytetään tyypillistä 12":n High Resolution katodisäde-putkea. Normaaleissa käyttöolosuhteissa sen hetkellinen huippuarvo on noin 20 mA ja ohjauskytkennän keskimääräinen tehonkulutus on noin 10 mA 0,12 W. Transduktorin juovataajuiset häviöt ovat alle eo. arvon. Dynaamisesta fokusoinnista johtuvat kokonaishäviöt jäävät näin ollen alle 0,2 W.

Paraabelijännitemuuntaja on käämitty ferriittisydämelle EK 20, jonka materiaali on FJ 321. Ilmaraolla ei ole juurikaan vaikutusta paraabelijännitteeseen, kun tehollisen permeabiliteetin hajonta on rajojen ^u = 650 + 30 % sisällä. Lukituskytkennän avulla toteutettu esimagnetointi on vähäinen eli n. 1 mT. Lukituskytkentä lukitsee paraabelin minimin staattiseen fokusointijännitteeseen eli kuvan keskipistettä vastaavaan arvoon.

Transistorin T emitterivastus Rg on tarkoitettu ohjausvir-ran sovittamiseen ilmarakoon ja ferriittimateriaaliin sopi- 6 63845 vaksi. Ilmaraon pituuden tulee olla noin 20 ^,um jokaisessa transduktorin pylväässä. Tällöin ferriittisydämellä on kääminnän jälkeen tehollinen permeabiliteetti yU = 650. Permeabiliteetin + 30 % hajonnan vaikutukset paraabeli-jännitteeseen voidaan kompensoida säätämällä vastuksen Rg arvoa alueella n. 120-270 Ω.

Kuvassa 5 on esitetty dynaaminen fokusointijännite ajan funktiona. Vaakapoikkeutus- ja pystypoikkeutustaajuuden ero on selvyyden vuoksi piirretty huomattavasti todellista pienemmäksi .

Esimerkkikytkennässä vaakapoikkeutukseen verrannollinen jännite on muodostettu vaakapoikkeutusmuuntajan apukäämin avulla. On selvää, että se voidaan muodostaa muullakin tavalla esim. poikkeutuskelan tai -kytkimen yli. Samoin pys-typoikkeutukseen verrannollinen virta saadaan periaatteessa suoraan pystypoikkeutuskelalta.

Claims (8)

1. Tapa muodostaa kuvaputken vaaka- ja pystypoikkeutukses-ta riippuva muuttuva fokusointijännite summaamalla staattiseen fokusointijännitteeseen poikkeutuksesta riippuva jännite, joka sisältää toisaalta kenttätaajuisen, pystypoik-keutuskulman mukaan kasvavan ja pienenevän jännitekomponentin ja toisaalta juovataajuisen, vaakapoikkeutuskulman mukaan kasvavan ja pienenevän jännitekomponentin, tunnettu siitä, että vaakapoikkeutuksesta riippuva jännite muodostetaan piirissä, jonka osana on transduktorin (Τβ) ainakin yksi työkäämi, ja että transduktorin ohjauskäämiin (N^) johdetaan pystypoikkeutuksesta riippuva virta niin, että työkäämin tai -käämien induktanssin (LT) vaihtelun seurauksena mainittu vaakapoikkeutuksesta riippuva jännite tulee riippumaan samalla myös pystypoikkeutuksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, jossa vaakapoikkeutuksesta riippuva jännite muodostetaan ns. paraabelimuunta-jan (M2) avulla, jonka ensiöön (L^) johdetaan vaakapoikkeu-tukseen verrannollinen jännite, tunnettu siitä, että mainittu jännite johdetaan muuntajaan (l^) transduktorin molempien sarjaan kytkettyjen työkäämien kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että vaakapoikkeutuksesta riippuva jännite otetaan ulos vaakapoikkeutusmuuntajän (M^) apukäämin (L^) avulla.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että pystypoikkeutusjännitteestä muodostetaan suuntaansa muuttamaton kolmionmuotoinen ohjausvirta (Ic), joka johdetaan transduktorin ohjauskäämiin (N^).

5. Kytkentä kuvaputken vaaka- ja pystypoikkeutuksesta riip puvan fokusointijännitteen muodostamiseksi, joka kytkentä käsittää elimet (L^, LT, M2, R-^, R2» , C^-C^) vaakapoik keutuksesta riippuvan jännitteen muodostamiseksi, joka jännite sitten summataan staattiseen fokusointijännitteeseen, tunnettu siitä, että mainittuihin vaakapoikkeutuksesta riippuvan jännitteen muodostaviin kytkentäelimiin 8 63845 kuuluu transduktorin (Tp) ainakin yksi työkäämi (LT), ja että transduktorin ohjauskäämi (N^) on kytketty ohjattavaksi pystypoikkeutuksesta riippuvalla virralla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kytkentä, jossa vaaka-poikkeutuksesta riippuvan jännitteen muodostaviin elimiin kuuluu ns. paraabelimuuntaja (M2), jonka ensiökäämi (I^) on kytketty vastaanottamaan signaali suoraan tai epäsuorasti vaakapoikkeutuskelasta, tunnettu siitä, että transduktorin kaksi työkäämiä (LT) on kytketty sarjaan mainitun ensiökäämin (1^) kanssa.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että transduktorin (Τβ) ohjauskäämi (N^) on kytketty suoraan tai epäsuorasti pystypoikkeutuskelaan.

7 63845

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kytkentä, tunne t-t u siitä, että pystypoikkeutuskelan ja transduktorin (T^) ohjauskäämin (N^) väliin on kytketty elimet (T^, R-j-R^, D2» , C4-Cg) yksisuuntaisen kolmionmuotoisen virran (Ic) muodostamiseksi pystypoikkeutusjännitteestä. 63845 9