KR20000053219A - 전자빔 집속 전압 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이면을 가진 음극선관의 전자빔 집속 수단에 인가하기 위한 소정의 파형 및 크기를 가진 집속 전압을 발생시키는 회로와 방법에 관한 것이다. 소정 범위의 주파수에 걸쳐서 선택가능한 주파수와 소정의 파형을 가진 수평 편향 전류가 사용되어, 전자빔이 디스플레이면을 지나도록 함으로써 음극선관의 디스플레이면상에 대체로 수평의 주사선을 발생시킨다. 이 회로는 수평 편향 전류의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 신호를 수신하기 위한 입력단을 갖는다. 수신된 신호에 응답하여, 이 회로는 수평 편향 전류의 선택된 주파수의 범위에 걸쳐서 대체로 일정하게 유지되는 파형 및 크기를 가진 집속 전압 출력을 발생시킨다.

Description

전자빔 집속 전압 회로{ELECTRON BEAM FOCUS VOLTAGE CIRCUIT}

음극선관(CRT)은 통상적으로 왜곡 및 다른 아티팩트를 최소화하도록 전자빔을 집중시키기 위하여 CRT 집속 수단을 사용한다. 이러한 집속 수단은 집속 회로군에 의하여 집속 수단에 인가된 제어 전압에 따라서, 전기장으로 전자빔의 초점을 조정한다. 전자빔은 통상적으로 수평 및 수직 요크 편향 코일에 의하여 편향되기 전에 집속 수단에 의하여 집속된다.

집속 수단에 의하여 전해진 왜곡은 예를 들면 수평 주사선이 CRT 면 또는 CRT 스크린을 지나갈 때, CRT 의 전자빔의 편향각에서의 변화에 의하여 초래된다. 그러므로, 예를 들면, 직사각형 모니터의 4 개의 모서리에서의 편향각은 모니터의 중심상에 디스플레이된 수평 주사선의 편향각과는 다르다. 이러한 편향각의 변화는 부분적으로 CRT 면이 구형이기 보다는 대략 평면 직사각형이기 때문에, 전자빔의 초점의 변화를 초래한다.

전자빔의 초점상의 이러한 변화와 다른 변화들의 효과를 감소시키도록, 프레임 또는 필드에 디스플레이하는 동안 다른 수평점과 수직점에서 전자빔의 초점을 변화시키는 것을 돕기 위하여 다양한 형태의 집속 회로가 개발되었다. 이러한 회로는 통상적으로 주어진 수평 주사 주파수에 대하여 최적화된다. 예를 들면, NTSC 시스템에서, 하나의 집속 회로는 대략 15,734 Hz 의 "1H" 주사 주파수에 대하여 최적화된다. 또다른 회로는 대략 31,468 Hz 의 "2H" 주사 주파수에 대하여 최적화된다. 그러나, 가변 주파수 모니터를 사용하는 것이 바람직하며, 이 가변 주파수 모니터의 수평 주사 주파수는 다수의 선택적인 수평 주사 주파수들중의 하나로 동적으로 스위치된다. 종래 기술의 집속 회로가 통상적으로 주어진 수평 주사 주파수에서 사용되기 위하여 최적화되었기 때문에, 다른 수평 주사 주파수로의 스위칭은 전자빔 초점의 저하로 귀결될 것이다.

다중 수평 주사 주파수를 사용하기 위한 적당한 집속 회로를 구성하는 하나의 가능한 접근은 수평 스위칭 주파수의 역할로서 집속 회로 안으로 스위치되거나 접속 회로 밖으로 스위치될 수 있는 다중 커패시터를 포함한다. 이러한 접근은 집속 회로를 더 복잡하게 하기 때문에 실용적으로는 바람직하지 않다. 더욱이, 집속 회로에서의 커패시터는 대략 1,000V 의 전압을 충전한다. 이러한 크기의 전압을 집속 회로 안으로 스위칭하는 것과 집속 회로 밖으로 스위칭하는 것도 또한 바람직하지 않다.

적어도 하나의 전자빔이 디스플레이면을 따라 지나가도록 함으로써 음극선관의 디스플레이면상에 대체로 수평의 주사선을 발생시키기 위하여, 일정 범위의 주파수에 걸쳐 선택가능한 소정의 파형과 주파수를 가진 수평 편향 전류가 사용되어, 여기에 설명된 본 발명의 정렬에 따라서, 음극선관의 전자빔 집속 수단에 인가되는 집속 전압을 발생시키기 위한 회로는 수평 편향 전류의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 신호를 수신하기 위한 입력단을 갖는다. 이 회로는 상기 신호 전류의 일부를 수평 편향 전류의 주파수의 역할로 유도하여, 수평 편향 전류의 선택된 주파수 범위에 걸쳐서 집속 전압 출력의 파형 및 크기를 대체로 일정하도록 유리하게 유지시키는 동시에, 회로 안으로 및 회로 밖으로 접속되는 스위칭 캐패시터와 관련된 복잡성과 단점을 피할 수 있다.

본 발명은 비디오 모니터에 관한 것으로, 특히, 전자빔 집속 전압을 발생시키기 위한 회로에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 동적 집속 회로의 개략도.

도 2 는 CRT 면상의 선택된 주사선의 도면.

도 3 은 도 2 에 도시된 CRT 면상의 선택된 주사선을 집속시키기 위한 포물선 집속 전압 파형도.

도 4 는 시간순으로 위에 겹쳐진 도 3 의 포물선 집속 전압 파형을 가진 포물선 DC 성분의 도면.

도 5 는 도 1 의 동적 집속 회로의 대체적인 스위칭 부분의 개략도.

도 6 은 도 1 의 동적 집속 회로의 또다른 대체적인 스위칭 부분의 개략도.

상기 본 발명의 회로는 수평 편향 전류의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 신호를 수신하기 위한 입력단과; 수평 편향 전류의 주파수 범위에 걸쳐 대체로 일정한 파형 및 크기를 가진 집속 전압 출력을 발생시키기 위하여, 수신된 신호에 응답하는 수단을 포함한다.

집속 전압 출력을 발생시키기 위한 수단은 수평 편향 전류의 선택된 각 주파수에 따라서 선택가능한 임피던스를 가진 가변 임피던스 회로를 포함한다. 이 가변 임피던스 회로는 상기 입력단에 접속된 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터와; 상기 제2 커패시터로부터 떨어져서 제1 커패시터를 통해 흐르는 전류의 적어도 일부를 선택적으로 분로시키기 위한 수단을 포함한다.

선택적으로 분로시키는 상기 수단은 인가된 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하며, 주파수 선택 신호에 응답하여 스위칭 동작하는 스위치를 포함한다. 선택적으로 분로시키는 상기 수단은 부가적으로 제1 및 제2 커패시터의 접합부 사이에 접속된 저항과, 스위치를 통한 전류 복귀 경로를 포함한다. 선택적으로 분로시키는 상기 수단은 또한 제1 및 제2 커패시터의 접합부와, 적어도 둘의 주파수 선택 신호에 응답하여 작동하는 적어도 하나의 제2 스위치를 통과하는 전류 복귀 경로 사이에 접속된 적어도 하나의 제2 저항을 포함한다.

가변 임피던스 회로는 상기 입력단에 접속된 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터와; 상기 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터로부터 떨어져서 신호 전류의 적어도 일부를 선택적으로 분로시키기 위한 수단을 포함한다. 선택적으로 분로시키는 상기 수단은 수평 편향 전류의 주파수의 연속적인 변화에 응답하여 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류의 크기를 연속적으로 변화시키기 위한 수단을 포함한다.

여기에 설명된 본 발명의 정렬의 특징에 따라서, 본 발명의 회로는 수평 편향 전류 파형의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 신호를 수신하기 위한 입력단과; 상기 커패시터로부터 떨어져서 전류의 적어도 일부를 선택적으로 분로시키기 위한 수단을 포함하며; 상기 집속 전압 파형의 파형 및 크기는 수평 편향 전류의 선택된 주파수 범위에 걸쳐서 대체로 일정하게 유지된다. 이 커패시터는 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터를 포함한다.

선택적으로 분로시키기 위한 상기 수단은 인가된 주파수 선택 신호에 응답하여 동작한다. 선택적으로 분로시키는 상기 수단은 주파수 선택 신호에 응답하여 작동하는 스위치를 포함한다. 이 분로 수단은 부가적으로 제1 및 제2 커패시터의 접속점과 스위치를 통과하는 전류 복귀 경로 사이에 접속된 저항을 포함한다.

선택적으로 분로시키기 위한 수단은 수평 편향 전류의 주파수의 연속적인 변화에 응답하여 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류의 크기를 연속적으로 변화시키기 위한 수단을 포함한다. 연속적적으로 변화시키기 위한 수단은 커패시터를 지나는 집속 전압에 응답하여 제어 전압을 제공하기 위한 증폭 회로와; 수평 편향 전류의 주파수의 연속적인 변화에 따라서 커패시터로부터 떨어져서 전류를 분로시키기 위하여 제어 전압에 응답하는 활성 소자를 포함한다. 활성 소자는 트랜지스터를 포함한다.

이제 도 1 과 관련하여, 일반적으로 100 으로 표시되어 있는, 본 발명에 따른 동적 집속 회로의 개략도가 도시되어 있다. 회로(100)는 주 권선 또는 코일 (L1)과 2차 권선 또는 코일(L2)을 가진 전류 변환기(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 코일(L1, L2)은 3T 내지 640T 의 회전율을 갖는다. CRT(도시되지 않음)의 수평 요크(140)는 코일(L1)과 직렬로 접속되어 있다. 코일(L1)의 다른 단자는 커패시터(CS)를 통해 접지되어 있다. 등가 커패시턴스(CE)를 형성하도록 접속된, 커패시터(C1, C2)는 코일(L2)을 지나 직렬로 접속된다. 코일(L2)은 그 일 단부가 커패시터(C3)를 통해 분압기(P1)의 와이퍼 리드와, CRT 의 집속 수단(도시되지 않음)의 동적 소자에 접속된다. 분압기(P1)는 분압기(P2)와 병렬로 접속되며, 각각 10KV 전압원과 접지 사이에 또한 접속된다. 분압기(P2)로부터의 와이퍼 리드는 집속 수단의 정적 소자에 접속된다.

집속 수단(도시되지 않음)은 집속 수단의 정적 소자와 동적 소자에 인가되는 집속 전압의 변화에 따라서 전자빔에 인가되는 전기장을 변화시키는 장치이다. 이 변화하는 전기장은 전자빔이 CRT 의 요크 코일에 의하여 편향되는 동안 전자빔의 초점을 조정한다. 커패시턴스(CE)를 지나는 전압(VCE)은 집속 수단의 동적 소자에 인가된 집속 전압이다. 집속 전압(VCE)이 변화할 때, 집속 수단의 동적 소자에 의하여 발생된 전기장이 변화하여, 전자빔의 초점을 변화시킨다. 분광계(P1, P2)는 전자빔에 인가되는 전체 초점과 CRT 면상에 디스플레이되는 결과적인 화상을 조정하기 위하여 사용된다.

회로(100)의 스위치 부분(120)은 스위치(122)를 포함한다. 도 1 에 도시된 실시예에서, 스위치는 소스 단자(S), 드레인 단자(D) 및, 게이트 단자(G)를 가진 전계 효과 트랜지스터(M1)이다. 커패시터(C1, C2)의 접합부는 저항(R1)을 통해 스위치 부분(120)의 전계 효과 트랜지스터(M1)의 드레인 단자(D)에 접속된다. 트랜지스터(M1)의 드레인 단자(D)는 저항(R2)을 통해 220V 전원에 또한 접속된다. 트랜지스터(M1)의 소스 단자(S)는 접지되고, 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(G)는 저항(R3)을 통해 접지된다. 주파수 선택 신호(FREQ＿SELECT)는 저항(R4)을 통해 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(G)에 접속된다. 주파수 선택 신호(FREQ＿SELECT) 는 여기에 설명되어 있지 않은 종래의 방식으로 발생된다. 스위치 부분(120)의 트랜지스터(M1)는 주파수 선택 신호의 제어하에서, 저항(R1)을 통해 커패시터(C1, C2)의 접합부(J1)로부터 접지까지의 전류 경로의 스위칭 소자로서 작용한다.

회로(100)는 또한 DC 전압을 제공하는 수직 성분 부분(130)을 포함하며, 상기 DC 전압의 크기는 전류 주사선의 수직 위치에 따라서 포물선형으로 변화한다. 이 DC 전압은 CRT 면상에 디스플레이된 각 주사선에 대해 사용되는 포물선 집속 전압 파형에 부가된다. 도 4 를 참조로 하기에 설명되는 바와 같이, 이것은 각 주사선에 대한 포물선 집속 전압 파형의 크기가 주사선의 중심으로부터의 수직 거리에 따라서 변화하도록 한다.

회로(100)의 수직 성분 부분(130)은 커패시터(C4)와 직렬로 접속된 저항(R5)을 포함한다. 커패시터(C4)의 다른 단자는 접지된다. 노드(131)의 저항(R5)과 커패시터(C4)의 접합부는 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 접속되는 것은 물론, 노드(172)의 코일(L2)과 커패시터(C2)의 접합부에 접속된다. 저항(R5)의 다른 단자는 220V 전원과 저항(R6)의 일 단자에 접속된다. 입력 포물선 수직 신호(VERT＿SIG)는 커패시터(C5)와 저항(R7)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속된다. 포물선 수직 신호(VERT＿SIG)는 여기에 설명되어 있지 않은 종래의 방식으로 발생된다. 트랜지스터(Q1)의 에미터는 저항(R9)을 통해 접지된다. 저항(R6)의 다른 단자는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속된다. 저항(R8)은 트랜지스터(Q1)의 베이스와 접지 사이에 연결된다. 수직 성분 부분(130)의 VERT＿SIG 단자에 제공된 포물선형으로 변화하는 DC 전압은 주사선의 전체 필드를 디스플레이하는 데에 필요한 시간과 같은 주기를 가지며, 5V 의 피크 피크 전압을 갖는다. 수직 성분 부분(130)은 200V 의 피크 피크 전압을 갖는 노드(131)에 대응하는 포물선형으로 변화하는 DC 전압을 제공하기 위하여 상기 DC 전압을 증폭시킨다.

그러므로 수직 성분 부분(130)은 각 주사선에 대한 포물선 전압 파형에 DC 전압을 부가하기 위한 수단을 제공하며, 이 DC 전압의 크기는 각 주사선의 디스플레이면상의 수직 위치에 따라서 포물선형으로 변화한다. DC 전압을 부가하기 위한 상기 수단은 (1) 포물선형으로 변화하는 전압을 가지며, 주사선의 전체 필드를 디스플레이하는 데에 필요한 시간과 대체로 같은 주기를 가진 입력 수직 신호(VERT＿SIG)를 수신하기 위하여, 커패시터(C5)의 단자에 입력 단자와; (2) 노드(172)의 집속 전압 발생 회로의 입력단에 접속된 노드(131)의 출력 단자와; (3) 상기 입력 수직 신호(VERT＿SIG)를 증폭시키기 위하여, 입력 단자에 접속된 입력단과 출력 단자에 접속된 출력단을 가진 증폭기를 포함한다.

일 실시예에서, 회로(100)의 성분은 하기의 값들을 갖는다: L1=4.18 μF(μHenries), L2=190mH; C1=560pF; C2=560pF; R1=2.4KΩ; R2=100KΩ; R3=22KΩ; R4=2.2KΩ이다. 요크(140)는 또한 대략 250-300 μH 의 유효 인덕턴스를 갖는다. 트랜지스터(Q1)는 MPSW42 형의 npn 트랜지스터이며, 트랜지스터(M1)는 IRF731 형의 FET 이다. 분광계(P1, P2)는 일 실시예에서, 각각 대략 100MegΩ의 저항값을 갖는다.

요크(140)는 주사선의 디스플레이동안 전자빔이 CRT 면을 수평으로 지나가도록 하는 수평 편향 코일을 포함한다. 수평 편향 코일은 전자빔의 편향각(Q)을 바꾸기 위하여 전자빔이 통과하여 지나가는 전계를 변조시킴으로써 동작한다. 요크(140)의 수평 편향 코일은 전자빔이 CRT 면을 지나가도록, 각각의 주사선에 대하여 대략 선형으로 증가하거나 램핑하는 전류를 수신한다. 그러므로, 전류 파형은 톱니형을 갖는다. 필드당 525 개의 주사선이 있는 시스템에서, 예를 들면, 요크(140)의 수평 편향 코일에 인가되는 전류 파형은 주사선당 하나의 램프 또는 필드당 525 개의 톱니파 피크를 포함한다. 커패시터(CS)("S-형" 커패시터로도 언급됨)는 전류 램프의 형태가 완전히 선형으로 증가하는 것보다 약간 "S"형을 갖도록 전류 파형의 전류 램프의 형태를 변조시키기 위하여 설계된 것이다.

톱니형 전류 파형을 가진 수평 편향 전류(IP1)는 변압기(102)의 주 권선 코일(L1)에 인가된다. 응답하여, 변압기(102)의 2차 권선 코일(L2)은 수평 편향 전류(IP1)의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 신호인, 전류(IP2)를 발생시킨다. 2차 권선 코일(L2)을 지나 접속된, 등가 커패시턴스(CE)는 방정식 V=1/CI dt 에 따라서, 전류(IP1)의 각 램프에 대해 하나씩, 일련의 고전압 포물선을 제공하기 위하여 전류(IP1)의 톱니 파형 전류 램프를 조정한다. 이러한 포물선형 전압은 편향각에서의 변화에 의하여 초래된 상기 설명된 초점 문제와 관련하여 전자빔의 초점을 조절하는 데에 사용된다.

본 발명에서, CRT 의 집속 수단에 인가된 집속 전압(VCE)은 편향각이 변화할 때 집속된 전자빔을 유지하기 위하여 각 주사선내에서 포물선형으로 변화된다. 일 실시예에서, 각 주사선에 대한 집속 수단에 인가된 전압 포물선의 피크 피크 전압은 동일하며, 각 전압 포물선의 DC 성분은 CRT 면상의 주사선의 수직 위치에 따라서 각 주사선에 대하여 변화한다. 이 DC 성분은 그 자체가 CRT 면의 수직축을 따라 포물선형으로 변화하며, 전술된 바와 같이, 수직 성분 부분(130)에 의해 공급된다. 각 주사선에 대한 전압 포물선을 변화시키는 이유는 수직 중심을 벗어나는 주사선이 다른 편향각을 갖기 때문이다.

이제 도 2 와 관련하여, 주사선 221, 222 및 223 을 포함하여 CRT 면(200)상의 선택된 주사선이 도시된다. 주사선 221 및 223 은 각각 최상부와 최하부 주사선이며, 중심 주사선(222)으로부터 거의 같은 거리에 있다. 편향각(Q)이 주사선 222 에서 보다 주사선 221 및 223 에서 더 크기 때문에, 주사선 222 에서 필요한 것보다 큰 값의 전압(VCE)이 집속 주사선 221 및 223 에 대하여 필요하다. 또한, 각 주사선 221, 222 및 223 에 대하여, 수평 중심에서 보다 왼쪽과 오른쪽 가장자리에서, 요크(140)가 전자빔을 편향시키는 편향각(Q)이 더 크기 때문에, 각 주사선의 수평 중심에서 필요한 것보다 더 큰 값의 집속 전압(VCE)이 필요하다.

이제 도 3(a)-(c)와 관련하여, 도 2 의 CRT 면(200)상에 주사선(221, 222, 223)을 집속시키기 위하여, DC 성분(V1, V2, V3)을 각각 가진 포물선 집속 전압 파형(321,322, 323)이 도시되어 있다. 이러한 전압 파형은 t=0 에서 t=TP 까지의, 하나의 주사선에 대한 시간 주기에 걸쳐 집속 전압(VCE)에서의 변화를 보여주며, 여기서 TP 는 하나의 주사선의 주기이다. 집속 전압 파형(322)에 도시된 바와 같이, 큰 값의 집속 전압이 주사선(222)의 시작과 끝에서 집속 수단에 인가된다. 집속 전압 파형(321, 323)도 유사하게 변화하지만, 이 주사선들(221, 223)과 관련된 편향각(Q)이 더 크기 때문에, 주사선(221, 223)은 더 큰 초점을 필요로 하므로, 더 큰 DC 성분(수직 성분 부분(130)에 의해 공급된 성분)을 갖는다. 그러므로, 집속 전압(321, 323)의 각 DC 성분(V1, V3)은 거의 같으며, 둘다 집속 전압(322)의 DC 성분(V2)보다 크다.

이제 도 4 와 관련하여, 시간순으로 위에 겹쳐진 도 3 의 포물선 집속 전압 파형(321, 322, 323)을 가진 DC 성분(430)의 포물선 파형이 도시된다. CRT 면상에 디스플레이된 필드당 각 주사선에 대하여 하나의 포물선 집속 전압 파형이 발생된다. 각 전압 파형의 DC 성분은 그 자체가 수직 성분 부분(130)에 의해 발생된 DC 전압에 대응하는, 포물선 포락선(430)에 따라서, 포물선형으로 변화한다. 이것은 각 주사선에 대한 포물선 전압 파형이 주사선의 중심으로부터의 수직 거리에 따라서, 다른 크기의 DC 성분을 갖도록 한다.

다른 수평 주사 주파수는 집속 전압(VCE)파형이 변화하도록 할 수 있다. 예를 들면, 수평 주사 주파수가 2H 또는 대략 31,468Hz 로부터, 2.4H 또는 대략 37,762Hz 까지 변화한다고 가정한다. 동일한 주사선 길이를 유지하기 위하여, 전류(IP1)는 수평 주사 주파수가 변화할 때에도 동일한 크기로 유지된다. 도 1 에서 코일(L2)로 흐르는 것으로 도시되어 있는, 요크 전류(IP1)의 피크 피크 진폭은 코일(L2)에서의 피크 피크 전류(IP2) 유도를 초래한다. IP2 에 해당하는 코일(L2)에서의 순간 전류는 [IP2t/(TP/2)]-IP2 와 같다. 식 V=1/CI dt 에 따라서, 코일(L2)에서의 순간 전류에 해당하는 집속 전압은 포물선 파형을 가진 (IP2/CE)(t2/TP-t)와 같다. 그러므로, 수평 주사 주파수가 2H에서 2.4H 까지 변화하면, 예를 들면, 수평 주사 주기(TP)는 감소하고, 시간 파라미터(t)도 감소하며(더 높은 주사 비율로 주사선을 디스플레이하면 더 적은 시간이 소요되기 때문에), 집속 전압(VCE)도 또한 감소하는 네트 효과(net effect)를 갖는다. 유사하게, 주사 주파수가 감소하면, 집속 전압(VCE)은 증가한다.

그러나, 주어진 크기의 CRT 면과 주사선에 대하여, 동일한 편향각이 존재하여, 초점 교정을 필요로 하기 때문에, 주어진 주사선에 대한 수평 주사 주기(TP)동안 그 주사선에 대해 집속 수단에 인가된 집속 전압(VCE)의 파형 형태와 피크 피크 크기는 단지 주사 주파수가 변화하기 때문에 변화하지는 않을 것이다. 수평 주사 주파수가 증가하거나 감소할 때 집속 전압(VCE)의 소망의 피크 피크 전압을 유지시키는 하나의 방법은 더 낮거나 더 높은 커패시턴스를 각각 가진 커패시터로 스위칭하는 것이다. 그러나, 1000 볼트 정도의 고전압이 커패시터를 지나게 되므로, 이 상태에서 커패시터를 스위칭하는 것은 바람직하지 않다.

본 발명에 따라서, 주어진 주사선에 대한 집속 전압(VCE)의 파형 형태와 피크 피크 전압은 수평 주사 주파수가 증가하거나 감소할 때 등가 커패시턴스(CE)를 통해 흐르는 유효 전류(IP2)를 각각 증가시키거나 감소시킴으로써 유리하게 유지된다. 등가 커패시턴스(CE)를 통해 흐르는 유효 전류(IP2)는 더 낮은 주사 주파수에서 트랜지스터 스위치(M1)를 닫음으로써 등가 커패시턴스(CE)로부터 떨어져서 전류(IP2)의 일부를 분로시켜 소정양 만큼 감소되며, 전류(IP2)의 일부(I2)는 저항(R1)을 통해 흘러서 접지된다. 더 높은 수평 주사 주파수에서, 트랜지스터 스위치(M1)는 전류(IP2)가 등가 커패시턴스(CE)로부터 분로되지 않도록 개방된다. 그러므로, 트랜지스터 스위치(M1)가 개방될 때, 등가 커패시턴스(CE)를 통과하는 유효 전류가 증가되어, 집속 전압(VCE)의 증가를 초래한다. 그러므로, 저항(R1)및 트랜지스터 스위치(M1)와 접속하는 등가 커패시턴스(CE)를 구성하기 위하여 커패시터(C1, C2)를 사용함으로써 집속 전압(VCE)이 주사 주파수의 변화로 인하여 변화하는 것을 방지하도록 변화되는 등가 커패시턴스(CE)에 의하여 전류의 양이 조정되도록 한다.

전술된 설명에 따라서, 본 발명은 출력 노드(171)에서 집속 전압 출력(VCE)을 발생시키기 위하여, 신호(IP1)에 응답하는 수단을 제공하는데, 상기 집속 전압 출력(VCE)의 파형과 피크 피크 크기는 수평 편향 전류(IP1)의 선택된 주파수 범위에 걸쳐서 대체로 일정하다. 수평 편향 전류(IP1)의 파형과 주파수를 나타내는 전류 파형을 가진 전류(IP2)는 가변 임피던스 회로의 입력 노드(171, 172)에 인가된다. 수평 편향 전류(IP2)는 소정 범위의 주파수에 걸쳐 선택가능한 소정의 파형과 주파수를 갖는다.

집속 전압을 발생시키기 위한 수단은 수평 편향 전류의 각 선택된 주파수에 따라서 선택가능한 임피던스를 가진 가변 임피던스 회로를 구성하는, 커패시터(C1, C2)와, 스위치 부분(120)의 저항(R1) 및 트랜지스터 스위치(M1)를 포함한다. 커패시터(C1, C2)와, 스위치 부분(120)의 저항(R1) 및 트랜지스터 스위치(M1)는 전류(IP2)로 나타나는 임피던스를 효과적으로 변화시키기 위하여 사용된다. 특히, 주사선 주파수가 변화할 때 포물선 집속 전압 파형의 파형과 피크 피크 크기가 변화하지 않도록 임피던스가 변화된다. 커패시터(C1)는 입력 노드(171, 172)를 지나 커패시터(C2)와 직렬로 접속된다. 스위치 부분(120)의 저항(R1)과 트랜지스터 스위치(M1)는 제2 커패시터(C2)로부터 떨어져서 제1 커패시터(C1)를 통해 흐르는 전류의 적어도 일부를 선택적으로 분로시키기 위한 수단을 구성한다. 선택적으로 분로시키는 상기 수단의 트랜지스터 스위치(M1)는 인가된 주파수 선택 신호(FREQ＿SELECT)에 응답하여 동작한다.

주지된 바와 같이, 본 발명에 따라서, 대체적인 실시예들에서 다른 스위칭과 전류 분로 매커니즘이 사용된다. 그러므로, 회로(100)에 도시된 바와 같은 두개의 커패시터를 가진 실시예에서, 트랜지스터(M1)에 의해 제공되는 것과 같은 스위치가 R1을 선택적으로 접지시키기 위하여 사용될 수 있다. 대체적으로, 접지로 스위칭 가능하며, 다른 값을 갖는 둘 이상의 별도의 저항(R1A, R1B)이 4개의 기본 수평 주사 주파수까지를 보조하기 위하여 사용될 수 있다. 이제 도 5와 관련하여, 도 1 의 동적 집속 회로(100)의 대체적인 저항과 스위치 부분(500)의 개략도가 도시되어 있다. 스위치 부분(500)은 회로(100)의 커패시터(C1, C2)의 접합부(J1)에 한 단부가 각각 함께 접속된 저항(R1A, R1B)을 포함한다. 저항(R1A)의 다른 단부는 스위치(121)를 통해 접지되고, 저항(R1B)의 다른 단부는 스위치(122)를 통해 접지된다. 4 개의 주사 주파수는 하기의 구성에서 회로(500)의 저항과 스위치에 의해 보조된다: (1) R1A 개방, R1B 개방(최저 주사 주파수에 대해 등가 커패시턴스(CE)를 통한 최대 전류); (2) R1A 개방, R1B 단락(R1B＞R1A 일 때, 두번째 최저 주사 주파수에 대해 등가 커패시턴스(CE)를 통한 최대 전류); (3) R1A 단락, R1B 개방(두번째 최고 주사 주파수에 대해 등가 커패시턴스(CE)를 통한 최대 전류); (4) R1A 단락, R1B 단락(최고 주사 주파수에 대해 등가 커패시턴스(CE)를 통한 최대 전류) 복수개의 스위치의 개방 위치 또는 단락 위치의 교환에 의하여 보조되는 각 주사 주파수는 스위치에 인가된 복수개의 주파수 선택 신호에 의해 선택된다. 주지된 바와 같이, 교환가능한 저항과 직렬 커패시터의 다른 갯수와 조합이 사용되어 가변 주사 주파수의 다른 갯수에 회로(100)를 적응시킨다. 도 5 의 실시예에서, 전술된 선택적으로 분로시키는 수단은 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)의 접합부(J1)와 제2 스위치(122)를 통한 전류 복귀 경로 사이에 접속된 제2 저항(R1B)을 부가적으로 포함하며, 두 스위치는 둘 이상의 주파수 선택 신호에 응답하여 동작한다.

이제 도 6과 관련하여, 도 1 의 스위치 부분(120)을 대신하는, 도 1의 동적 집속 회로(100)의 대체적인 스위치 부분(600)의 개략도가 도시되어 있다. 노드(J1)는 저항(R1), 트랜지스터(Q2) 및 저항(R25)을 통해 접지된다. 노드(J1)는 또한 저항(R21)을 통해 연산 증폭기(610)의 비반전 단자에 접속된다. 노드(172)는 저항(R23)을 통해 연산 증폭기(610)의 반전 입력에 접속된다. 연산 증폭기(610)의 비반전 단자와 반전 단자는 또한 저항 R22 와 R24 을 통해 각각 접지된다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 저항(R1)에 접속되고, 또한 저항(R26)을 통해 220V 전원에 접속된다. 이 대체적인 실시예에서, 연산 증폭기(610)는 주사 주파수에서의 연속적인 변화와 그에 따른 초점의 동적 조정을 위하여, 트랜지스터(Q2)를 통해 유도된 전류(I1)를 다양하게 제어하기 위하여 사용된다.

예를 들면, 자동 동적 교정을 준비하기 위하여, 커패시터(C2)를 지나는 전압은 트랜지스터(Q2)를 선형 모드로 작동시키기 위하여 연산 증폭기(610)로의 이중 입력이 분로선을 경유하여 감지되어, 수평 주사 주파수에서의 변화에 의하여 초래될 수 있는 집속 전압(VCE)의 피크 피크 전압 범위에서의 변화에 저항하는 것을 돕는다. 트랜지스터(Q2)는 연산 증폭기(610)에 의하여 인가된 에러 신호에 따라서 전류(I1)의 진폭을 유도하기 위하여 선형 모드로 동작한다. 트랜지스터(Q2)의 가변 저항값과 저항(R1)의 접속은 연산 증폭기(610)로부터의 에러 신호에 의해 제어되는, 가변 저항 임피던스를 구성한다. 연산 증폭기(610)와 저항(R21, R22, R23, R24)은 집속 전압(VCE)에서의 변화에 따라서 트랜지스터(Q2)에 에러 신호를 공급하기 위한 수단을 형성하며, 그러므로 저항(R1)과 트랜지스터(Q2)에 의하여 형성되는 가변 저항 임피던스를 변화시키기 위한 수단을 형성한다. 예를 들면, 연산 증폭기(610)와 트랜지스터(Q2)의 바이어스점은 피크 피크 집속 전압(VCE)이 주사선 주파수의 감소에 따라서 증가하기 시작할 때 트랜지스터(Q2)가 더 많은 전류(I1)를 유도하기 시작하도록 선택된다. 더 많은 전류(I1)가 트랜지스터(Q2)와 저항(R25)을 통해 유도될 때, 집속 전압(VCE)은 더 낮아질 것이다. 일 실시예에서, 트랜지스터(Q2)는 MPSW42 형의 npn 트랜지스터이며, 연산 증폭기(610)는 LF356 형이다. 이 실시예에서, 전술된 선택적으로 분로시키는 수단은 수평 편향 전류(IP1)의 주파수의 연속적인 변화에 응답하여 등가 커패시턴스(CE)로부터 떨어져서 분로된 전류의 크기를 연속적으로 변화시키는 수단을 포함한다.

Claims (21)

1. 편향 전류 파형이 일정 범위의 주파수에 걸쳐 변화하는 주파수를 가지며, 음극선관의 전자빔 집속 수단에 인가하기 위한 집속 전압을 발생시키는 전자빔 집속 전압 회로에 있어서,

   상기 집속 전압 출력을 발생시키기 위한 복수개의 직렬 접속된 커패시터와;

   상기 복수개의 커패시터의 접합부에 접속되어, 상기 집속 전압이 상기 편향 전류의 주파수 범위에 걸쳐 대체로 일정하게 유지되는 파형 및 크기를 갖도록 상기 복수개의 커패시터로부터 전류를 분로시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 집속 전압 회로
2. 제1항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 인가된 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하는 전자빔 집속 전압 회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하는 스위치를 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 스위치를 복수개의 직렬 접속된 커패시터의 접합부에 접속하기 위한 저항을 추가로 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 복수개의 직렬 접속된 커패시터의 접합부와, 적어도 2 개의 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하는 적어도 하나의 제2 스위치와의 사이에 접속된 적어도 하나의 제2 저항을 추가로 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
6. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 커패시터는 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터를 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 수평 편향 전류 파형의 주파수의 역할로서 상기 제2 커패시터로부터 떨어져서 상기 제1 커패시터를 통해 흐르는 전류의 적어도 일부를 분로시키는 전자빔 집속 전압 회로.
8. 제7항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 수평 편향 전류의 주파수의 연속적인 변화에 응답하여 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류의 크기를 연속적으로 변화시키는 수단을 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
9. 제8항에 있어서, 상기 직렬 접속된 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류를 연속적으로 변화시키는 수단은,

   상기 집속 전압을 나타내는 제어 전압을 제공하는 증폭 회로와,

   상기 제어 전압에 응답하여 상기 커패시터로부터 떨어져서 전류를 분로시키는 활성 소자를 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
10. 제9항에 있어서, 상기 집속 전압은 상기 커패시터를 지나서 나타나는 전자빔 집속 전압 회로.
11. 제1항에 있어서, 상기 집속 전압의 소정의 파형은 각 주사선에 대하여 포물선 전압 파형인 전자빔 집속 전압 회로.
12. 제11항에 있어서, 각 주사선에 대하여 상기 포물선 전압 파형에 DC 전압을 인가하는 수단을 더 포함하며, 상기 DC 전압의 크기는 각 주사선의 디스플레이 면상의 수직 위치에 따라서 포물선형으로 변화하는 전자빔 집속 전압 회로.
13. 제12항에 있어서, 상기 DC 전압을 인가하는 수단은 수직 성분 회로를 포함하며,

    상기 수직 성분 회로는,

    주사선의 전체 필드를 디스플레이하는 데에 필요한 시간과 거의 같은 주기와 포물선형으로 변화하는 전압을 가진 입력 수직 신호를 수신하기 위한 입력 단자와,

    상기 집속 전압 발생 회로에 접속된 출력 단자 및,

    상기 입력 단자에 접속된 입력단 및 상기 출력 단자에 접속된 출력단을 가지며, 상기 입력 수직 신호를 증폭하는 증폭기를 포함하는 전자빔 집속 전압 회로.
14. 일정 범위의 주파수에 걸쳐 선택가능한 주파수를 갖는 수평 편향 전류 파형으로부터 음극선관의 집속 수단을 위한 집속 전압 파형을 발생시키는 집속 전압 파형 발생 회로에 있어서,

    상기 수평 편향 전류 파형의 파형 및 주파수를 나타내는 전류 파형을 제공하기 위하여 수평 편향 회로에 접속된 1차 권선과 2차 권선을 가진 변압기와;

    상기 2차 권선에 접속되어, 상기 집속 전압 파형을 발생시키는 커패시터와;

    상기 집속 전압 파형의 파형 및 크기가 상기 수평 편향 전류의 선택된 주파수 범위에 걸쳐 대체로 일정하게 유지되도록 상기 커패시터로부터 떨어져서 전류를 분로시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 집속 전압 파형 발생 회로.
15. 제14항에 있어서, 상기 커패시터는 직렬 접속된 제1 및 제2 커패시터를 포함하는 집속 전압 파형 발생 회로.
16. 제15항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 인가된 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하는 집속 전압 파형 발생 회로.
17. 제16항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 주파수 선택 신호에 응답하여 동작하는 스위치를 포함하는 집속 전압 파형 발생 회로.
18. 제17항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 제1 및 제2 커패시터의 접합부를 상기 스위치에 접속하기 위한 저항을 추가로 포함하는 집속 전압 파형 발생 회로.
19. 제14항에 있어서, 상기 분로시키는 수단은 상기 수평 편향 전류의 주파수의 연속적인 변화에 응답하여 상기 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류의 크기를 연속적으로 변화시키는 수단을 포함하는 집속 전압 파형 발생 회로.
20. 제19항에 있어서, 상기 직렬 접속된 커패시터로부터 떨어져서 분로된 전류를 연속적으로 변화시키는 수단은,

    상기 집속 전압을 나타내는 제어 전압을 제공하기 위한 증폭 회로와,

    상기 제어 전압에 응답하여 상기 커패시터로부터 떨어져서 전류를 분로시키는 활성 소자를 포함하는 집속 전압 파형 발생 회로.
21. 제20항에 있어서, 상기 집속 전압은 상기 커패시터를 지나서 나타나는 집속 전압 파형 발생 회로.