JPS635012Y2

JPS635012Y2 -

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Publication number: JPS635012Y2
Application number: JP4324383U
Authority: JP
Priority date: 1983-03-25
Filing date: 1983-03-25
Publication date: 1988-02-10
Also published as: JPS60170776U

Description

【考案の詳細な説明】考案の利用分野本考案は陰極線管（CRT）制御回路、特にオ
シロスコープ等のCRTの制御グリツド電圧を制
御する回路に関する。

従来技術の説明 CRTの電子銃はカソード、制御グリツド及び
第１アノードの三極真空管部を含む電子銃を有す
る。一般には、カソードに負の高電圧（−HV）
を印加し、制御グリツドには−HVにフローテイ
ングしたＺ軸増幅器出力を印加して、三極真空管
のカツトオフ電圧（V_cp）以下及び以上の間で変
化する輝度制御信号により電子ビーム電流を制御
している。その結果、CRT管面の表示の輝度は
斯る輝度制御信号により変化する。

しかし、CRTのV_cpは温度による変化、特にカ
ソードの加熱に伴うカソード及び制御グリツドの
熱膨張による物理的寸法変化に起因して一定期間
徐々に変動する。このV_cpの変動量は使用する
CRTにより異なるが、典型的には約10ボルトで
あり、動作開始直後の低温状態から例えば10分後
の高温安定状態に到達する迄にV_cpは10ボルト程
度バイアス電圧が浅くなる。例えば必要とする最
大輝度を得る為の輝度制御信号振幅が65ボルトで
あるとすると、固定バイアスの場合には低温状態
でも電子ビームを十分に遮断する為に最低75ボル
トの振幅の輝度制御信号を必要とする。

第１図に従来のCRT制御回路の回路例を示す。
CRT１０はカソード１２、制御グリツド１４及
び図示せずもその他多くの電極を有する。カソー
ド１２には高圧電源１６より負の一定高圧−HV
が印加され、制御グリツド１４にはＺ軸増幅器２
２からの輝度制御出力信号を−HVにフローテイ
ングして印加する。低電圧で動作するＺ軸増幅器
２２の出力を高圧電源１６の高圧にフローテイン
グする為には直流再生技法を採用している。この
直流再生回路はピーク・ピーク電圧約300ボルト
で周波数約50KHz以上の発振器１８、抵抗R₁乃至
R₇、コンデンサC₁乃至C₅、ダイオードD₁乃至
D₅、及びグリツド・バイアス制御用ポテンシヨ
メータ２４より成る。

動作説明すると、ポテンシヨメータ２４の設定
値及びツエナ・ダイオードD₁により定まる接続
点Ａの電圧を超す発振器１８の正電圧はクランプ
され、Ａ点に負電圧を発生する。この電圧を入力
端子２０に印加したＺ軸入力信号、即ち輝度制御
信号を増幅するＺ軸増幅器２２の出力で変調す
る。この被変調信号の直流及び低周波成分はダイ
オードD₅を介して制御グリツド１４に結合され、
高周波成分はコンデンサC₄を介して直接制御グ
リツド１４に結合される。放電管B₁及びB₂をカ
ソード１２と制御グリツド１４間に接続して、両
電極間電圧差が所定値を超すのを防止する。制御
グリツド・バイアス調整用ポテンシヨメータ２４
は、使用するCRT１０のV_cpにより、Ｚ軸入力信
号の最小値で制御グリツド・バイアスがV_cp以下
となり電子ビームを完全に遮断するよう設定す
る。

しかし、前述のとおり、CRT１０のV_cpは温度
により変動するため、低及び高温状態においても
必ず電子ビームが遮断できるようにする必要があ
る。そこで、従来回路にあつては第２図Ａに示す
如く、制御グリツド・バイアス電圧の最小値を高
温状態でのカツトオフ電圧V_cpw以下であるのみな
らず低温時のカツトオフ電圧V_cpc以下に設定し、
最大値をV_cpwより例えば65ボルト高い電圧とす
る。その結果、V_cpwとV_cpcの差V_Dに対応する約10
ボルトの余分なＺ軸信号を必要とし、Ｚ軸信号振
幅は例えば約75ボルトとなる。

最近のIC技術の進歩により、大部分の電子回
路はICを使用し、小型、軽量、低電力、高速、
高信頼性化等を図つている。反面、ICを使用す
ると耐圧が制限され、例えば75ボルトの大振幅の
高速パルス増幅用ICの実現は実用化されていな
い。更に、マイクロプロセツサ（μP）の普及に
伴い、オシロスコープの制御、特に水平掃引速度
の拡大（Ｈ MAG）時、通常掃引（Ａ sweep）
と遅延掃引（Ｂ sweep）の掃引速度比Ｂ／Ａ、
または表示するチヤンネル数等に応じてＺ軸信号
振幅を制御する自動輝度制御が考えられる。この
場合には、μPを用い現実のＺ軸信号設定値を検
出すると共にＨ MAGの有無及びＢ／Ａ比等に
応じて最終的な輝度制御信号を求めることとな
る。しかし、この値がCRTの温度により変化す
るため輝度信号を実際のカツトオフ以下にする場
合には正しい自動輝度制御が不可能である等の問
題点があつた。

本考案の構成本考案にあつては、CRTのV_cpが動作開始から
安定化する迄に所定の指数関数的に変化し、また
短期間動作を中断してもCRTの余熱により動作
再開後には最初の動作の場合より早く安定化する
ので、CRTのグリツド・バイアス電圧を手動制
御と共にCR時定数回路でシユミレートしている。
このCRTのV_cpに追従するバイアス電圧にＺ軸信
号を重畳してCRTの制御グリツド電圧を得る。
その結果、温度に関係なくＺ軸信号の全振幅を輝
度制御に利用できるので、Ｚ軸増幅器が低電圧、
低消費電力となりIC化が可能となるのみならず、
自動輝度制御に好適である。

本考案の目的本考案の目的の１つは、Ｚ軸増幅器の出力を
CRTのV_cpに追従するバイアス電圧に加算するこ
とにより、Ｚ軸増幅器の実質的に全出力をCRT
の輝度制御に利用できるCRT制御回路を提供す
ることである。

本考案の他の目的は、Ｚ軸増幅器が完全にIC
化可能なCRT制御回路を提供することである。

本考案の他の目的は、電源スイツチをオンとす
ると殆んど直ちに正常動作できる即動型のCRT
制御回路を提供することである。

本考案の更に他の目的は、Ｈ MAG、遅延掃
引等に応じて自動的に最適輝度レベルを設定する
自動輝度制御が可能なオシロスコープ等のCRT
制御回路を提供することである。

実施例の説明第３図は、本考案の一実施例のブロツク図を示
す。バイアス調整回路２３は、時間に無関係に一
定の手動バイアス制御２４及び電源スイツチ２５
のオンオフに応答する時間依存制御２６を含む。
両制御２４，２６の出力は直流再生回路２８に供
給して、輝度制御信号と加算すると共に発振器１
８のポンプ出力により高圧電源１６からの負の高
電圧−HVにフローテイングしたCRTの制御グリ
ツド電圧を出力端子３０から得る。輝度制御信号
は、手動調整可能な輝度制御ポテンシヨメータ２
９の出力（又はμPからの輝度制御信号）をＨ
MAG，Ｂ／Ａ掃引速度比等の値により演算した
制御信号と合成（例えば乗算）する。端子２０へ
印加したアンブランキング／ブランキング入力に
応じて、アンブランキング期間中は上述の可変輝
度制御信号を、ブランキング期間中は無信号を発
生して、Ｚ軸増幅器２２で所定振幅に増幅した後
に直流再生回路２８へ供給する。

第３図の回路動作の詳細は後述する第４図の具
体的回路図に基づく説明から理解できよう。簡単
に説明すると、バイアス調整回路２３は、電源ス
イツチをオンとして動作開始後時間と共に変化す
るCRTのV_cpに追従する電圧を発生する。即ち、
手動調整回路２４は使用するCRTの低温状態に
おけるV_cpに応じた時間的に不変の制御電圧を発
生し、時間依存制御２６はCRTの動作開始から
高温安定点に達するV_cpの変化分に対応するバイ
アス電圧を発生する。輝度制御回路は、必ずしも
自動輝度制御機能を具える必要はないが、バイア
ス調整回路２３の出力に重畳される輝度制御信号
を発生する。直流再生回路２８は、バイアス調整
回路と輝度制御回路の両出力を合成すると共に、
発振器１８の出力パルスのポンプ作用により高圧
電源１６の−HVにフローテイングさせる。その
結果、第２図Ｂに示すとおり、CRTの制御グリ
ツド・バイアス電圧は、電源スイツチ２５のオン
オフにより（点線と実線間で）変動するV_cpに輝
度制御信号が重畳されたものとなるので、Ｚ軸信
号増幅器２２の出力は全振幅（例えば65ボルト）
が輝度制御に利用できる。

第４図は、本考案によるCRT制御回路の実用
回路図を示す。電圧クランプ回路３８は、エミツ
タを直接電圧源＋Ｖ（この特定実施例では42ボル
ト）に接続し、ペース・コレクタ間に帰還抵抗
R₅₀及びコンデンサC₄₃を有する演算増幅トランジ
スタQ₁を含む。Q₁のベースはクランプ・ダイオ
ードD₄₃を介して＋Ｖに接続され、コレクタはコ
ンデンサC₄₄を介して接地すると共に２個の直列
ダイオードD_36a−D_36bを介して接続点Ｊへ接続し
ている。手動バイアス制御２４は、ポテンシヨメ
ータP₁とそのワイパ電圧をQ₁のベースへ結合す
る抵抗R₄₉より成る。時間依存バイアス制御２６
は、＋15ボルト電源と接地間に直列接続した抵
抗・コンデンサ時定数回路R₄₇，C₄₂、コンデンサ
C₄₂の両端電圧を増幅する商入力抵抗のボルテー
ジフオロワA₁、及びA₁の出力電圧をQ₁のベース
へ結合する抵抗R₄₈より成る。R₄₇・C₄₂の時定数
は、例えば100MΩ×1μFであつて、使用する
CRTの熱安定時間に合わせて選択する。

上述した回路の動作は次のとおりである。手動
バイアス調整ポテンシヨメータP₁の設定に応じ
てR₄₉を流れる固定バイアス電流は帰還抵抗R₅₀
を流れて、Q₁のコレクタに対応する正電圧を生
じる。この出力電圧はVp₁・R₅₀／R₄₉である。こ
こに、Vp₁はP₁のワイパ電圧、R₄₉，R₅₀は対応す
る抵抗の抵抗値である。P₁の電圧調整範囲は、
例えば＋70〜＋130ボルトである。一方、ボルテ
ージフオロワA₁の出力電圧は、電源スイツチオ
ンにより＋15ボルトの電圧発生後に例えば100秒
の時定数で指数関数的に上昇して、R₄₈の電流に
よりQ₁のコレクタに対応する正電圧を生ずる。
R₄₇，R₄₈を流れるバイアス制御電流はQ₁により
加算されて対応するクランプ電圧をQ₁のコレク
タに発生する。このクランプ電圧は、前述の説明
から明らかな如くCRTのV_cpの変化に追従する。
尚、一度オンとした電源スイツチを短時間オフし
てもCRTの電子銃は直ちに低温に復帰せず、再
びオンとすると最初の場合より早く安定状態とな
る。CR時定数を有する時間依存バイアス制御２
６にあつては、C₄₂は完全には放電せず、一時オ
フ期間に応じて電荷が残る為に、電源スイツチを
再びオンとすると、そのレベルから充電すること
となるので、依然としてCRTのV_cp変化に正しく
追従したクランプ電圧を得ることが可能であるこ
とに注目されたい。このQ₁のコレクタ電圧は、
Ｊ点のクランプ電圧を決定する。C₄₄は、ダイオ
ードD_36a−D_36bがオフの期間中Q₁への動作電流を
供給する電源として作用する。

次に、Ｊ点にはR₄₀−R₄₁，C₃₄を介して発振器
１８が接続され、R₄₂，D₄₀を介してＺ軸増幅器
２２の出力が接続されている。R₄₀−R₄₁の接続
点はD₃₅を介して接地する。その他の回路は第１
図の従来回路と実質的に同じである。

発振器１８の負の半サイクル期間中は、D₃₅が
オンとなりそのカソード電圧を略０ボルトにクラ
ンプしているのでＪ点電圧はＺ軸増幅器２２の出
力に追従する。正の半サイクル期間中は、D₃₅は
オフであるが、前述したクランプ回路３８のQ₁
コレクタ・クランプ電圧以下の期間中はＪ点の電
圧は発振器出力電圧に追従して上昇するが、クラ
ンプ電圧に達するとD_36a−D_36bがオンとなり、こ
の電圧にクランプする。よつて、Ｊ点電圧は図示
の如くＺ軸増幅器２２の略方形波の輝度制御信号
で変調された発器１８の正出力パルスとなる。

Ｊ点電圧の電圧上昇期間中にはD₄₂がオンとな
りC₄₁を約HVまで充電し、減少期間中にはD₄₁が
オンとなる。その結果、D₄₂，D₄₁が発振器１８
の発振周期に応じてオンオフしてCRT１０の制
御グリツド１４の電圧を−HVにフローテイング
させてＪ点電圧の包絡線電圧となす。尚、Ｚ軸増
幅器２２の高周波信号成分はC₄₀を介して直接制
御グリツド１４へ結合して、パルス波形の前縁及
び後縁をシヤープにする。このように、Ｊ点電圧
は、発振器１８の負の半サイクル期間中はＺ軸増
幅器２２からの輝度制御信号により決まり、正の
半サイクル期間中はクランプ回路３８の出力であ
る電源スイツチのオン時点から、時間的に変化す
るCRTのV_cpに追従する電圧にクランプされる。
従つて、Ｚ軸増幅器２２からの輝度制御信号が０
の場合には、制御グリツド１４の電圧はCRT１
０の電子ビームを温度に無関係にＪ度カツトオフ
する電圧となり、輝度制御信号が印加されると、
その振幅に応じた正しいグリツド・バイアス電圧
となる。ここで、発振器１８の発振周期は、Ｚ軸
増幅器２２の出力パルス幅よりも十分に短かくな
るよう選定する。

本考案の効果以上の説明から容易に理解できるとおり、本考
案によるCRT制御回路は次の顕著な作用効果を
有するので、特に研究開発用高級オシロスコープ
のCRT輝度制限回路として極めて好適である。

(1) クランプ電圧はCRTのV_cpの変動に正しく追
従できるので、電源スイツチをオンとした直後
より正しく安定した表示輝度が得られる。

(2) Ｚ軸増幅器からの輝度制御信号は、その全振
幅を輝度制御に使用できるので、Ｚ軸増幅器が
低電圧、低消費電力となり、集積回路化でき
る。その結果、高速動作、小型軽量化が可能で
ある。

(3) 輝度制御信号振幅がそのまま表示輝度レベル
を表わすので、自動輝度制御回路が容易に実現
できる。

(4) 時間依存バイアス制御にCR時定数回路を使
用することにより、電源スイツチを比較的短時
間にオンオフしても正しいバイアス電圧が設定
できる。

(5) クランプ回路として演算増幅器型の負帰還増
幅回路を使用することにより、クランプ電圧を
CRTのV_cp変動に正確に近似させることができ
る。またコンデンサC₄₄の使用により、D_36a−
D_36bのオフ期間にも付加電源を使用することな
く所定クランプ電圧が維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はCRT制御回路の従来回路例、第２図
は従来及び本考案のCRT制御回路の動作説明図、
第３図は本考案によるCRT制御回路の一実施例
のブロツク図、第４図は本考案によるCRT制御
回路の実用回路例を示す。２３：バイアス調整回路、３８：電圧クランプ
回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

手動調整及び所定時定数で変化するバイアス回
路と、該バイアス回路の出力に応じて輝度制御信
号をクランプする回路と、上記クランプした輝度
制御信号にカソード電圧を重畳して制御グリツド
電圧を得る回路とを具える陰極線管制御回路。