JP2000253271A - 波形生成回路 - Google Patents

波形生成回路

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JP2000253271A
JP2000253271A JP11054069A JP5406999A JP2000253271A JP 2000253271 A JP2000253271 A JP 2000253271A JP 11054069 A JP11054069 A JP 11054069A JP 5406999 A JP5406999 A JP 5406999A JP 2000253271 A JP2000253271 A JP 2000253271A
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voltage
amplitude
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Naoyuki Sumi
直之 角
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス補正やコンバージェンス補正を行
う場合、フラットな画面のCRTにあっては、画面中央
部では電圧変化が小さく、周辺部では電圧変化が大きい
ため、単純なパラボラ波では対応しきれなくなってきて
いる。 【解決手段】 水平周期の波形を生成するとともに、そ
の波形の振幅を外部から与えるHバイアス(基準電圧)
に基づいて設定する波形生成回路において、そのHバイ
アスとして、一定の電圧でなく水平周期のダイナミック
な電圧、例えばパラボラ波形電圧を与えるとともに、そ
の振幅を振幅調整回路18でコントロールすることによ
って所望のバスタブ波形を生成し、これをフォーカス補
正やコンバージェンス補正の補正波形として用いるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水平周期の波形を
生成するとともに、その波形の振幅を所定の基準電圧に
基づいて設定する波形生成回路に関し、特にCRT(ca
thode ray tube;陰極線管)のフォーカス補正回路やコ
ンバージェンス補正回路の補正波形の生成に用いて好適
な波形生成回路に関する。
【0002】
【従来の技術】CRTの断面構造を図10に示す。同図
において、CRTに内蔵された電子銃101から出射さ
れた電子ビームは、CRTのネック部に配された偏向ヨ
ーク102によって軌道を曲げられることによってパネ
ル103の面上を走査する。このとき、偏向ヨーク10
2によって電子ビームが影響を受け始める位置を偏向中
心と呼ぶ。この偏向中心からパネル103までの距離
は、画面中央部に対して周辺の方が長くなる。
【0003】ここで、電子ビームは、電子銃101の電
極に加えられた中圧によってパネル面でフォーカスされ
るが、上述したように、偏向中心からパネル103まで
の距離が画面位置によって異なるため、電子銃101に
加える中圧をダイナミックに変化させる必要がある。こ
の電圧をダイナミックフォーカス電圧と呼ぶ。通常、ダ
イナミックフォーカス電圧としては、図11の波形図に
示すように、水平周期および垂直周期のパラボラ波を増
幅した波形電圧が用いられ、中圧に加算されて電子銃1
01の電極に印加される。
【0004】図12に、代表的なパラボラ波形生成回路
の回路例を示す。図12において、Hトリガーパルス
は、微分回路111で微分されることで、その立上がり
タイミングが細いパルスに変換されてセットパルスとし
てフリップフロップ112のセット入力に与えられる。
フリップフロップ112は、このセットパルスに応答し
てセット状態となり、そのセット出力によってスイッチ
113をオン(閉)させる。
【0005】このスイッチ113の一端にはコンデンサ
114の一端およびオペアンプ115の反転(−)入力
端が接続され、スイッチ113の他端と負側電源VEE
との間には定電流源115が接続されている。そして、
スイッチ113がオンすることにより、定電流源116
によってコンデンサ114を充電させる。これが、鋸歯
状波のリトレースとなる。なお、オペアンプ115は、
その非反転(+)入力端が接地され、その出力端がコン
デンサ114の他端と接続されて、コンデンサ114と
共に積分回路を構成している。
【0006】一方、HバイアスであるDC電圧Vdc
は、定電流源116にその電流(充電電流)を制御する
制御入力として与えられるとともに、コンパレータ11
7の反転入力端にも与えられる。このコンパレータ11
7の非反転入力端にはオペアンプ115の出力波形が与
えられる。そして、オペアンプ115の出力波形である
鋸歯状波のピークがDC電圧Vdcを越えると、コンパ
レータ117の出力が反転し、これがフリップフロップ
112にリセットパルスとして与えられる。
【0007】フリップフロップ112は、このリセット
パルスに応答してリセット状態となり、そのリセット出
力によってスイッチ113をオフ(開)させる。このス
イッチ113の一端と正側電源VDDとの間には定電流
源118が接続されている。そして、スイッチ113が
オフすることにより、コンデンサ114の電荷がこの定
電流源118によって放電される。この放電は、次のH
トリガーが入力されるまで続けられる。
【0008】また、オペアンプ115の出力波形は、抵
抗119,120およびオペアンプ121からなる反転
アンプ122で反転されてAGC(automatic gain cont
rol)回路123に与えられる。このAGC回路123
は、オペアンプ115の出力波形を制御入力とし、その
出力によって定電流源118の電流(放電電流)を制御
する。すなわち、出力波形の振幅がDC電圧Vdcより
も大きくなる場合には放電電流を小さくし、小さい場合
には放電電流を大きくするようにフィードバック制御す
る。
【0009】このように、AGC回路123において、
一定の電圧(DC電圧Vdc)を基準電圧としてコンデ
ンサ114の放電電流をフィードバック制御すること
で、振幅一定の出力波形が得られる。コンデンサ114
を充電させる定電流源116はHバイアスに比例した電
流値を持つため、Hバイアスにより振幅を変化させても
リトレース時間はほぼ一定となる。このオペアンプ11
5の出力波形はH.Saw+として導出され、さらに反
転アンプ122で反転されてH.Saw−として導出さ
れる。
【0010】また、オペアンプ115の出力波形(鋸歯
状波)と反転アンプ122で反転された波形とは乗算器
124で掛け算されることによってパラボラ波形とな
る。そして、このパラボラ波形がH.Para−として
導出され、さらに抵抗125,126およびオペアンプ
127からなる反転アンプ128で反転されてH.Pa
ra+として導出される。
【0011】このようにして生成された鋸歯状波および
パラボラ波の振幅はHバイアスのDC電圧Vdcにより
コントロールされる。すなわち、このDC電圧Vdcの
電圧値を変えることにより、鋸歯状波およびパラボラ波
の振幅を変化させることが可能である。そして、このパ
ラボラ波を規定の電圧に増幅してCRTのフォーカス電
極に供給することにより、画面全面で均一なフォーカス
特性を得ることができることになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、CR
Tは高解像度化に加え、パネル(管面)の曲率を大きく
したフラット化が進むとともに、フォーカスの要求も高
くなってきている。しかしながら、図13(A)に示す
ように、管面の曲率が小さい従来のCRTでは、上述の
ようにして生成されたパラボラ波を用いることで画面全
面で均一なフォーカス特性を得ることができたが、図1
3(B)に示すように、フラットな画面のCRTにあっ
ては、画面中央部では電圧変化が小さく、周辺部では電
圧変化が大きいため、単純なパラボラ波では対応しきれ
なくなってきている。
【0013】また、コンバージェンスのずれ(ミスコン
バージェンス)に対する要求も厳しくなってきているの
が現状である。コンバージェンスの補正には、偏向ヨー
クの捲き線分布と偏向ヨークに搭載した補正回路によっ
て補正する方法と、補正コイルに補正回路から電流を流
すことによって補正する方法とがある。前者の補正方法
では、補正残りをパーマロイ等の磁性体によって追加補
正する必要がある。また、その補正によって画歪みやフ
ォーカス劣化を生じることがある。
【0014】したがって、後者の補正方法のように、補
正コイルに適正な電流を流して補正することが特性上望
ましい。ただし、その補正コイルに流すための補正電流
としては、垂直周期の補正波形に加えて振幅変調された
水平周期の補正電流等が必要となってくる。
【0015】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、フラットな画面のC
RTに対応可能な補正波形を生成することが可能な波形
生成回路を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明による波形生成回
路は、水平周期の波形を生成するとともに、その波形の
振幅を所定の基準電圧に基づいて設定する場合におい
て、その基準電圧として一定周期のダイナミックな電圧
を与えるようにした構成となっている。
【0017】上記構成の波形生成回路において、所定の
基準電圧として、例えば水平周期のダイナミックな電圧
を与えることにより、水平周期の出力波形の形状を変え
る。また、所定の基準電圧として、例えば垂直周期のダ
イナミックな電圧を与えることにより、水平周期の出力
波形の振幅を垂直周期で変調する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明の第1実施形態に係る波形
生成回路の構成例を示す回路図である。図1において、
先ず、水平周期のパルスがHトリガー(以下、Hトリガ
ーパルスと称す)として与えられる。このHトリガーパ
ルスは微分回路11で微分される。これにより、微分回
路11からは、Hトリガーパルスの立上がりタイミング
で細いパルスが出力される。この細いパルスは、フリッ
プフロップ12に対してそのセットパルスとして与えら
れる。
【0020】フリップフロップ12は、このセットパル
スに応答してセット状態となり、そのセット出力をスイ
ッチ13に対してそのスイッチングパルスとして与え
る。スイッチ13の一端と正側電源VDDとの間には定
電流源14が、スイッチ13の他端と負側電源VEEと
の間には定電流源15がそれぞれ接続されている。ま
た、スイッチ13の一端には、コンデンサ16の一端お
よびオペアンプ17の反転入力端がそれぞれ接続されて
いる。オペアンプ17は、その非反転入力端が接地さ
れ、その出力端がコンデンサ16の他端と接続されるこ
とで、コンデンサ16と共に積分回路を構成している。
【0021】一方、水平周期のダイナミックな電圧、例
えばパラボラ波形電圧が振幅調整回路18で振幅調整さ
れた後、ボルテージフォロワ19を介してHバイアスと
して与えられる。このHバイアスは定電流源15に対し
てその電流(放電電流)を制御する制御入力として与え
られるとともに、コンパレータ20の反転入力端にも与
えられる。このコンパレータ20の非反転入力端にはオ
ペアンプ17の出力波形が与えられる。コンパレータ1
7の比較出力パルスは、フリップフロップ12に対して
そのリセットパルスとして与えられる。
【0022】オペアンプ17の出力波形は鋸歯状波であ
り、H.Saw+として導出されるとともに、AGC回
路21にその制御入力として与えられ、さらに抵抗2
2,23およびオペアンプ24からなる反転アンプ25
で反転されてH.Saw−として導出されるとともに、
AGC回路21に供給される。このAGC回路21は、
その出力によって定電流源14の電流(放電電流)を制
御する。
【0023】また、オペアンプ17の出力波形と反転ア
ンプ25で反転された波形とは乗算器26で掛け算さ
れ、これにより乗算器26からはパラボラ波形に比較し
て中間部のカーブが緩やかな形状の波形(以下、これを
バスタブ波形と称す)が出力される。このバスタブ波形
は、H.バスタブ−として導出され、さらに抵抗27,
28およびオペアンプ29からなる反転アンプ30で反
転されてH.バスタブ+として導出される。
【0024】次に、上記構成の第1実施形態に係る波形
生成回路の回路動作について説明する。
【0025】先ず、水平周期のパルスがHトリガーパル
スとして入力され、このHトリガーパルスが微分回路1
1で微分されることで、その立上がりタイミングが細い
パルスに変換されてフリップフロップ12に対してその
セットパルスとして与えられる。フリップフロップ12
はこのセットパルスに応答してセット状態となり、その
セット出力によってスイッチ13をオンさせる。する
と、定電流源15に流れる充電電流によってコンデンサ
16の充電が行われる。これが、鋸歯状波のリトレース
となる。
【0026】一方、Hバイアスとして一定の電圧ではな
くダイナミックな電圧、例えば水平周期のパラボラ波形
電圧が振幅調整回路18で所定の振幅に振幅調整されて
入力される。このパラボラ波形電圧は定電流源15の電
流、即ちコンデンサ16の充電電流を制御する。また、
コンパレータ20では、オペアンプ17の出力電圧がパ
ラボラ波形電圧と比較され、その比較出力がフリップフ
ロップ12に対してそのリセットパルスとして与えられ
る。
【0027】フリップフロップ12はこのリセットパル
スに応答してリセット状態となり、そのリセット出力に
よってスイッチ13をオフさせる。すると、コンデンサ
16の電荷が定電流源14を通して放電される。この定
電流源14の電流、即ち放電電流はAGC回路21によ
って制御される。すなわち、オペアンプ17の出力電圧
の振幅がパラボラ波形のHバイアスよりも大きくなる場
合には放電電流を小さくし、小さい場合には放電電流を
大きくするようなフィードバック制御が行われる。
【0028】このように、AGC回路21において、H
周期のパラボラ波形電圧を基準電圧としてコンデンサ1
6の放電電流を制御するとともに、パラボラ波形電圧の
振幅を振幅調整回路18で変えることにより、オペアン
プ17の出力波形は、図2の波形図に示すように変化す
る。すなわち、図2において、Hバイアスが一定の電圧
の場合には実線で示す鋸歯状波となるのに対して、Hバ
イアスとしてH周期のパラボラ波形を与えることで略逆
S字状波形となり、かつパラボラ波形の振幅を変えるこ
とで、略逆S字状波形の振幅も変化する。
【0029】オペアンプ17の出力波形は、H.Saw
+として導出され、さらに反転アンプ25で反転されて
H.Saw−として導出される。また、このオペアンプ
17の出力波形とこれを反転アンプ25で反転した波形
とを乗算器26で掛け算することにより、図3の波形図
に示すように、パラボラ波形に比較して中間部のカーブ
が緩やかなバスタブ波形が得られる。そして、Hバイア
スとして与えるパラボラ波形の振幅を変えることによ
り、図4の波形図に示すように、バスタブ波形の中間部
の膨らみ程度が変化することになる。このバスタブ波形
はH.バスタブ−として導出され、さらに反転アンプ3
0で反転されてH.バスタブ+として導出される。
【0030】このようにして生成されたバスタブ波形、
即ちパラボラ波形に比較して中間部のカーブが緩やかな
波形を、CRTのフォーカス補正回路の補正波形として
用いることにより、図13(B)に示すように、フラッ
トな画面のCRTの場合であっても、特に水平走査方向
において画面全面で均一なフォーカス特性を得ることが
できる。
【0031】図5は、本発明の第2実施形態に係る波形
生成回路の構成例を示す回路図である。図5において、
水平周期のパルスがHトリガーパルスとして入力され
る。このHトリガーパルスは微分回路31で微分され
る。これにより、微分回路31からは、Hトリガーパル
スの立上がりタイミングで細いパルスが出力される。こ
の細いパルスは、フリップフロップ32に対してそのセ
ットパルスとして与えられる。
【0032】フリップフロップ32は、このセットパル
スに応答してセット状態となり、そのセット出力をスイ
ッチ33に対してそのスイッチングパルスとして与え
る。スイッチ33の一端と正側電源VDDとの間には定
電流源34が、スイッチ33の他端と負側電源VEEと
の間には定電流源35がそれぞれ接続されている。ま
た、スイッチ33の一端には、コンデンサ36の一端お
よびオペアンプ37の反転入力端がそれぞれ接続されて
いる。オペアンプ37は、その非反転入力端が接地さ
れ、その出力端がコンデンサ36の他端と接続されるこ
とで、コンデンサ36と共に積分回路を構成している。
【0033】一方、垂直周期のダイナミックな電圧、例
えばパラボラ波形電圧が振幅調整回路38で振幅調整さ
れた後、ボルテージフォロワ39を介してVバイアスと
して与えられる。このVバイアスは定電流源35に対し
てその電流(放電電流)を制御する制御入力として与え
られるとともに、コンパレータ40の反転入力端にも与
えられる。このコンパレータ40の非反転入力端にはオ
ペアンプ37の出力波形が与えられる。コンパレータ3
7の比較出力パルスは、フリップフロップ32に対して
そのリセットパルスとして与えられる。
【0034】オペアンプ37の出力波形は鋸歯状波であ
り、H.Saw+として導出されるとともに、AGC回
路41にその制御入力として与えられ、さらに抵抗4
2,43およびオペアンプ44からなる反転アンプ45
で反転されてH.Saw−として導出されるとともに、
AGC回路41に供給される。このAGC回路41は、
その出力によって定電流源34の電流(放電電流)を制
御する。
【0035】また、オペアンプ37の出力波形と反転ア
ンプ45で反転された波形とは乗算器46で掛け算さ
れ、これにより乗算器46からは垂直周期で振幅が変調
された水平周期のパラボラ波形が出力される。このパラ
ボラ波形は、H.Para−として導出され、さらに抵
抗47,48およびオペアンプ49からなる反転アンプ
50で反転されてH.Para+として導出される。
【0036】このように、出力波形の振幅をコントロー
ルするバイアスとして、一定の電圧ではなく、垂直周期
のパラボラ波形電圧を与えるようにしたことにより、図
6の波形図に示すように、垂直周期で振幅が変調された
水平周期のパラボラ波形が得られる。そして、このよう
にして生成されたパラボラ波形を、CRTのフォーカス
補正回路の補正波形として用いることにより、フラット
な画面のCRTの場合であっても、特に垂直走査方向に
おいて画面全面で均一なフォーカス特性を得ることがで
きる。
【0037】なお、出力波形の振幅をコントロールする
バイアス(基準電圧)として、第1実施形態では水平周
期のパラボラ波形を、第2実施形態では垂直周期のパラ
ボラ波形をそれぞれ与えるとしたが、図7に示すよう
に、双方のダイナミックな波形を加算器51で加算し、
その加算波形の振幅を振幅調整回路52でコントロール
してバイアスとして与えるようにすることも可能であ
る。この変形例によれば、管面があらゆる形状のCRT
に対応可能なダイナミックフォーカス電圧波形を得るこ
とができ、画面全面で均一なフォーカスを得ることがで
きる。
【0038】また、上記各実施形態では、生成した補正
波形を管面がフラットなCRTのフォーカス補正に用い
ることで、画面全面で均一なフォーカスを得るとした
が、管面がフラットなCRTに限らず、ワイド画面のC
RTのフォーカス補正に対しても同様に適用可能であ
る。
【0039】上述したように、本発明に係る波形生成回
路によれば、入力する波形の振幅や種類によって出力の
波形をコントロールすることが容易であるととともに、
波形形状を変えることと振幅変調を同時に一つの回路で
実現可能である。また、各ポイントの波形を任意に変え
ることが容易であるために、画面全面において最適な画
質を得ることが可能である。さらには、外部から一定周
期の波形を与えるとともに、その振幅を調整する回路を
新たに付加するだけの構成で良いため、出力波形の振幅
を外部からのDC電圧によってコントロールしている従
来の波形生成ICに対しても適用可能である。
【0040】ところで、フォーカスと同様に、ディスプ
レイの性能を左右する要因として、R(赤)G(緑)B
(青)のビームスポットが、CRTの管面上の同じ位置
で光るようにするコンバージェンスがある。このコンバ
ージェンスのずれを補正する補正コイルに対して、補正
回路から補正電流を流して補正する場合において、この
補正回路に与える補正波形としても、先述した第1,第
2実施形態又はその変形例に係る波形生成回路で生成し
た波形が有効となる。
【0041】図8に、コンバージェンスの補正をしてい
ない場合に、RGBのビームスポットがずれる様子を示
す。このミスコンバージェンスが生じている状態におい
て、コンバージェンス補正コイルに水平周期の振幅一定
のパラボラ波形の補正電流を流すことにより、図9に示
すように、ミスコンバージェンスを補正することができ
る。
【0042】ただし、これは、図13(A)に示すよう
に、管面の曲率が小さいCRTの場合に言えることであ
り、図13(B)に示すように、管面がフラットなCR
Tの場合には、水平周期の振幅一定のパラボラ波形でミ
スコンバージェンスの補正を行うと、中間部でコンバー
ジェンスのずれが生じることがある。このような場合
に、水平周期のパラボラ波形をHバイアスとして与える
ことによって得られるバスタブ波形が有効となるのであ
る。
【0043】特に、図9に示すように、画面のコーナー
部で生ずるコンバージェンスのずれを補正するには、水
平周期のパラボラ波形を垂直周期で振幅変調させること
によって得られるパラボラ波形が有効となる。換言すれ
ば、水平周期のパラボラ波形を垂直周期で振幅を変調さ
せた波形を用いてコンバージェンス補正を行うことによ
り、画面のコーナー部で生ずるミスコンバージェンスを
も確実に補正することができる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平周期の波形を生成するとともに、その波形の振幅を
所定の基準電圧に基づいて設定する波形生成回路におい
て、その基準電圧として一定の電圧ではなく、一定周期
のダイナミックな電圧を与えるようにしたことにより、
出力波形の形状を変えたり、その振幅を変調することが
できるため、フラットな画面のCRTに対応可能な補正
波形を容易に生成することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る波形生成回路の構
成例を示す回路図である。
【図2】第1実施形態に係るH.Saw±波形の波形変
化を示す波形図である。
【図3】パラボラ波形とバスタブ波形を示す波形図であ
る。
【図4】第1実施形態に係るH.バスタブ±波形の波形
変化を示す波形図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る波形生成回路の構
成例を示す回路図である。
【図6】水平周期のパラボラ波形を垂直周期で変調して
得られる出力波形を示す波形図である。
【図7】水平周期のパラボラ波形と垂直周期のパラボラ
波形とを加算してバイアスとして与える場合の構成を示
すブロック図である。
【図8】コンバージェンス補正前の状態を示す図であ
る。
【図9】コンバージェンス補正後の状態を示す図であ
る。
【図10】CRTの断面構造図である。
【図11】従来のダイナミックフォーカス波形を示す波
形図である。
【図12】波形生成回路の従来例を示す回路図である。
【図13】管面の曲率が小さい従来のCRT(A)およ
びフラットな画面のCRT(B)を示す図である。
【符号の説明】
11,31…微分回路、14,15,34,35…定電
流源、16,36…コンデンサ、18,38…振幅調整
回路、20,40…コンパレータ、21,41…AGC
回路、25,30,45,50…反転アンプ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平周期の波形を生成するとともに、そ
    の波形の振幅を所定の基準電圧に基づいて設定する波形
    生成回路であって、 前記所定の基準電圧として、一定周期のダイナミックな
    電圧を与えるようにしたことを特徴とする波形生成回
    路。
  2. 【請求項2】 前記ダイナミックな電圧の振幅をコント
    ロールする手段を有することを特徴とする請求項1記載
    の波形生成回路。
  3. 【請求項3】 前記所定の基準電圧として、水平周期の
    ダイナミックな電圧を与えることを特徴とする請求項1
    記載の波形生成回路。
  4. 【請求項4】 前記所定の基準電圧として、垂直周期の
    ダイナミックな電圧を与えることを特徴とする請求項1
    記載の波形生成回路。
  5. 【請求項5】 前記所定の基準電圧として、水平周期の
    ダイナミックな電圧と垂直周期のダイナミックな電圧と
    を加算して与えることを特徴とする請求項1記載の波形
    生成回路。
  6. 【請求項6】 CRTのフォーカス補正回路に用いる補
    正波形を生成することを特徴とする請求項1記載の波形
    生成回路。
  7. 【請求項7】 CRTのコンバージェンス補正回路に用
    いる補正波形を生成することを特徴とする請求項1記載
    の波形生成回路。
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