NL7904989A - Spanningsverzorgingsschakeling. - Google Patents

Description

Aanvrager : HOLLANDSE SIGNAALAPPARATEN B.V. te 7550 GD Hengelo

Korte aanduiding : Spanningsverzorgingsschakeling

De uitvinding heeft betrekking op een spanningsverzorgings-schakeling *oor het aanleggen van een snel in waarde wisselende hoogspanning aan een penetron type kathodestraalbuis voor een kleuren-display systeem.

5 Om de leesbaarheid van een display te verhogen wordt gebruik gemaakt van een meer-kleurenbuis. Opdat een grote positions ringsnauwkeurigheid worde verkregen, waarbij tevens bedacht moet worden dat de werkafstand bij een dergelijk display systeem relatief kort is, is het ongewenst hiervoor een maskerbuis te gebruiken; 10 een penetronbuis levert aanzienlijk betere resultaten op. De penetronbuis bezit twee verschillende lagen fosfor. Bij een bepaalde aan de buis te leggen spanning dringen de elektronen hoofdzakelijk in de eerste fosforlaag door, terwijl bij een bepaalde hogere aan de buis te leggen spanning de elektronen voldoende worden versneld 15 om, door dre barrièrelaag tussen de beide fosforlagen heen, tot de tweede fosforlaag door te dringen. De beide aan de buis te leggen spanningen doen het scherm in een bepaalde kleur oplichten; bij tussenliggende spanningen zijn mengkleuren te verkrijgen. In de praktijk zijn zo vierkleurendisplays bekend, bijvoorbeeld uit de Γ0 U.S. octrooischriften 3,780,359 en 4,099,088.

Bij het, in het U.S. octrooischrift 3,780,339 beschreven vierkleurendisplay wordt aan de anode van de buis een tussen twee waarden te schakelen spanning gelegd en aan de kathode een gelijkspanning welke met een tussen twee waarden te schakelen spanning is 25 gemoduleerd. Met behulp van een tweetal schakelaars kunnen op deze wijze de vier spanningsniveau's worden verkregen die noodzakelijk 2ijn voor het afbeelden van de desbetreffende kleuren.

Bij het, in het U.S. octrooischrift 4,099,088 beschreven vierkleurendisplay is gebruik gemaakt van een zgn- split-anode 30 penetronbuis, waarbij aan de ene anode·een constante spanning wordt gelegd en aan de andere anode een tussen vier waarden te schakelen spanning.

7904989 'l - 2 - Γ

De bekende kleurendisplay systemen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een penetrontype kathodestraalbuis, vertonen het merkwaardige verschijnsel dat bij het omschakelen der kleuren, indien dit althans voldoende snel geschiedt, vanaf de voorzijde van.de 5 kathodestraalbuis zich geluidsgolven voortplanten. Deze geluidsgolven zijn dusdanig sterk dat zij op de gebruikelijke werkafstand als hinderlijk worden ervaren. Het doel van de uitvinding is een spanningsverzorgingsschakeling als in de aanhef omschreven te verschaffen waarbij een dergelijke geluidsoverlast wordt vermeden.

10 Bedacht dient te worden dat in de hier bedoelde toepassing reeds sprake is van geluidsoverlast bij ca. 50 dBA.

Overeenkomstig de uitvinding is de spanningsverzorgingsschakeling niertoe gekenmerkt door een eerste spanningsgenerator met behulp waarvan een constante hoogspanning aan de anode wordt 15 gelegd en een tweede spanningsgenerator met behulp waarvan een met de onderscheiden kleuren in waarde wisselende spanning wordt verkregen, welke, nadat hierop de af te beelden videosignalen zijn gemoduleerd, aan de kathode wordt gelegd en tesamen met de anode-spanning voor de afbeelding van de videosignalen in de desbetref-20 fende kleuran zorg draagt.

Dat de keuze aan welke elektrode welke spanning wordt gelegd bepalend is voor het al dan niet optreden van geluidshinder laat zich als volgt verklaren. De voorzijde van de penetronbuis is beveiligd met een implosiescherm. Dit implosiescherm is met een 25 siliconerubber vastgekit op het eigenlijke beeldscherm. Aan de vacuumzijde van dit beeldscherm is over de fosforenlaag een geleidende laag aangebracht welke als elektrode (anode) dienst doet. De penetronbuis is gemonteerd in een metalen frame. Dit frame en, voorzover op het implosiescherm nog een geleidende laag is aange-30 bracht ook deze laag, doen dienst als elektrode;; deze elektrode is echter geaard. Hierdoor kan de combinatie van beeldscherm en implosiescherm beschouwd worden als een condensator waarvan de platen niet star, doch met een meegevend medium (rubber) met elkaar zijn verbonden. Wordt aan de anode een, met een zekere frequentie wisselen-35 de hoogspanning gelegd, dan zal het implosiescherm, door de hierop uitgevoerde wisselende kracht als één starre massa een harmonische beweging gaan uitvoeren. Aan deze isophase beweging van het implosiescherm wordt het geproduceerde geluid toegeschreven.

7904989 ft - 3 -

Door de anodespanning constant te houden kan nu een aanzienlijke geluidsreductie worden verkregen.

Verdere voordelen verbonden aan de uitvinding zijn het sterk verminderde energieverlies op de buiscapaeiteit en de grotere 5 duurzaamheid van de kathodestraalbais welke het gevolg is van de afwezigheid van die anodestromen die het gevolg zijn van het schakelen en die in de kathodestraalbuis via de geleidende laag aan de binnenzijde van de voorkant van en naar de desbetreffende aansluiting stromen.

10 De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan ie hand van de bijgaande figuur waarin de spanningsverzorgingsschakeling blokschematisch is weergegeven.

In deze figuur stelt 1 een penetrontype kathodestraalbuis voor een kleurendisplay systeem voor. Met behulp van een eerste 15 spanningsgenerator 2 wordt aan de anode 3 van deze kathodestraalbuis een constante hoogspanning gelegd. Voorts is een tweede spanningsgenerator 4. aanwezig met behulp waarvan een met de onderscheiden kleuren in waarde wisselende spanning wordt verkregen, welke, nadat hierop de af te beelden videosignalen zijn gemoduleerd, aan de 20 kathode 5 van de kathodestraalbuis wordt gelegd. De aan de roosters 6 en 7 te leggen spanningen dienen, zoals hierna zal blijken, te zijn gedefinieerd ten opzichte van de door de tweede spanningsgenerator _4 geleverde spanning. Voorts zijn in de figuur de hier niet ter zake doende aansluitingen 3 en 9 voor de focuserings- en 25 afbuigspanningen aangegeven.

De tweede spanningsgenerator 4 omvat een spanningsregel-keten 10 waarvan de uitgangsspanning via de regelversterker 11 is tegengekoppeld aan de ingangsspanning van de spanningsregelketen.

Deze ingangsspanning wordt geleverd door een digitaal-analoog 30 omzetter 12. Hieraan wordt door een rekenaar in digitale vorm de code van de, op het display af te beelden kleur aangeboden. Een mogelijke uitvoeringsvorm van een dergelijke spanningsgenerator is beschreven in de Ned. octrooiaanvrage 79«02630.

De door de tweede spanningsgenerator 4 geleverde spanning 35 zal, teneinde de modulatie van de videosignalen hierop te bewerkstelligen, tot een zwevende referentie voor deze videosignalen moeten worden gemaakt. Hiertoe omvat de spanningsverzorgingsschakeling een eerste transformatieeenheid 13« Hierin worden de over de 7904989 4 - 4 - leiding 14 toegevoerde videosignalen, welke ten opzichte van een eerste referent ie spanning, bij voorkeur "aarde'1, zijn gedefinieerd, omgezet in videosignalen die zijn gedefinieerd ten opzichte van een tweede referentiespanning, te weten de door de tweede spannings-5 generator 4. geleverde, met de onderscheiden kleuren in waarde wisselende spanning. De ten opzichte van de genoemde tweede referentiespanning gedefinieerde videosignalen, derhalve de, op de met de onderscheiden kleuren in waarde wisselende spanning gemoduleerde videosignalen worden over de leiding 15 en via de verster-10 ker 16 aan de kathode 5 van ie kathodestraalbuls toegevoerd. De versterker 16, evenals de roosters 6 en 7 van de kathodestraalbuls dienen gevoed te worden door ten opzichte van de tweede referentiespanning gedefinieerde voedingsspanningen. Hiertoe is een tweede transformatieeenheid aanwezig. Hierin wordt een door de spannings-15 bron 18 geleverde voedingsspanning, welke ten opzichte van de eerste referentiespanning is gedefinieerd, omgezet in een voedingsspanning die ten opzichte van de tweede referentiespanning is gedefinieerd. Deze laatste spanning wordt toegevoerd aan de voedingseenheid 19, welke de ten opzichte van de tweede referentie 20 gedefinieerde voedingsspanningen opwekt, die nodig zijn voor de versterker 16, de roosters é en 7 en voorts voor de voeding van diverse in de eerste transformatieeenheid aanwezige schakelingen, op welke schakelingen hierna echter nog zal worden teruggekomen.

De in de eerste en tweede transformatieeenheid plaats-25 vindende omzetting wordt in principe gerealiseerd door inductieve koppelingen (transformatoren) 20 resp. 21. Hierbij doet zich echter de moeilijkheid voor dat de capaciteit tussen de primaire en secundaire windingen van de inductieve koppeling 21 via de, de tweede referentiespanning dragende leidingen, teeamen met de 30 capaciteit tussen de primaire en secundaire windingen van de

inductieve koppeling 20 een dusdanig storend effect uitoefent op de videosignalen dat een foutieve afbeelding hiervan op het scherm van de kathodestraalbuls het gevolg is. Deze nadelige gevolgen zijn door twee maatregelen weggenomen. Allereerst is de capaciteit tussen 35 de primaire en secundaire windingen van de inductieve koppeling 21 door het aanbrengen van een, op de eerste referentiespanning gebracht scherm 22 tussen deze windingen tot nagenoeg nul gereduceerd. Als tweede maatregel is de eerste transformatieeenheid IJL

7904989

X

- 5 - voorzien van een amplitudemodulator 23 en een amplitudedemodulator 24. De videosignalen worden eerst op een over de leiding 25 toegevoerde dragerfrequentie gemoduleerd en na omzetting door de inductieve koppeling weer gedemoduleerd. Door de omzetting te 5 laten plaatsvinden in een hoger frequentiegebied, kan een kleinere transformator gebruikt worden en kan de omzetting laagohmiger worden gerealiseerd, waardoor het nadelig effect van de capaciteit tussen de primaire en secundaire wikkelingen van de koppeling 20 veel geringer wordt.

Zodra een videosignaal dient te worden afgebeeld treedt 10 een spanningssprong op de leiding 14 op* De stijgtijd van deze spanningseprong is relatief groot teneinde het in de eerste trans-formatieeenheid om te zetten videosignaal smalbandig houden. Voor afbeelding op het scherm echter dient de stijgtijd zeer kort te zijn. Het is echter niet goed mogelijk om het videosignaal zowel 15 met voldoende nauwkeurigheid alswel met een zeer korte stijgtijd om te zetten; de bandbreedte van het alsdan om te zetten signaal zou dan te groot zijn. Vandaar dat de eerste transformatieeenheid een tweede inductieve koppeling 26, een deze koppeling omvattend differentiërend netwerk 27, een hierop aangesloten bistabiele 20 schakeling 28 alsmede een schakelaar 29 omvat, terwijl voorts nog een versterker 30 aanwezig is. Over de leiding 31 wordt een blokvormig signaal aan de eerste transformatieeenheid JJ5 toegevoerd. Dit signaal bezit zeer kort durende flanken welke het begin- en eindtijdstip aangeven van de afbeelding in een bepaalde kleur; de opgaande flank 25 verschijnt zodra de relatief lang durende stijgtijd van het videosignaal voorbij is, terwijl de neergaande flank verschijnt voordat het videosignaal zich wijzigt. Daar slechts de begin- en eindtijdstippen van het blokvormig signaal van belang zijn, wordt het, na de versterker 30 te hebben doorlopen, gedifferentieerd in het RC-30 netwerk 27. Dit netwerk omvat tevens de inductieve koppeling om het gedifferentieerde signaal van referentiespanning te doen wijzigen; het ten opzichte van de eerste referentiespanning gedefinieerde gedifferentieerde bloksignaal dient te worden omgezet in een signaal dat ten opzichte van de tweede referentieepanning is gedefinieerd.

35 In de bistabiele schakeling 28 wordt het gedifferentieerde bloksignaal weer tot een zuiver, nu ten opzichte van de tweede referen-tiespanning gedefinieerd bloksignaal omgezet. Met dit signaal wordt de schakelaar 29 gestuurd.

7904989 - 6 -

Bij het verschijnen van de opgaande flank van het blok-signaal, dwz. op het begintijdstip van afbeelding van videosignalen in een bepaalde kleur, wordt de schakelaar 29 in de, in de figuur aangegeven stand gezet. Aan de versterker 16 worden dan de t.o.v.

5 de tweede referentiespanning gedefinieerde videosignalen toegevoerd. Bij het verschijnen van de neergaande flank van het bloksignaal, dwz. op het eindtijdstip van afbeelding van videosignalen in een bepaalde kleur, wordt de schakelaar 29 in de andere stand gezet, zodat aan de versterker 16 de tweede referentiespanning wordt toe-10 gevoerd.

De versterker 16 is bij voorkeur aen verschilversterker en wel om de volgende reden. De versnelling van de elektronen in de kathodestraalbuis wordt bepaald door de anode-kathode spanning, niet door de afbuigspanning. Variaties in de kathodespanning door 15 de in de onderscheiden kleuren af te beelden videosignalen leiden echter tot plaatsfouten bij de afbeelding op het scherm. Door de spanning op het rooster 6 met de genoemde kathodespanningsvariaties mee te variëren, kunnen deze plaatsfouten worden beperkt.

Verdere correcties in plaatsfouten dienen aan de afbuigspanning te 20 geschieden? hiervoor zij gewezen op de Ned. octrooiaanvrage 79*02630.

Tot slot zij "opgemerkt dat in de eerste en tweede trans-• formatieeenheid gebruik is gemaakt van inductieve koppelingen, terwijl hiervoor in zijn algemeenheid galvanisch gescheiden koppelingen hadden kruinen worden toegepast, waarbij met name ter 25 vervanging van de koppelingen 20 en 26 gewezen zij op de toepassing van opto-elektronische koppelingen.

7904989

Claims (6)

1. Spanningsverzorgingsschakeling voor het aanleggen van een snel in waarde wisselende hoogspanning aan een penetrontype kathodestraalbuis voor een kleurendisplay systeem, met het kenmerk, 5 dat een eerste spanningsgenerator aanwezig is met behulp waarvan een constante hoogspanning aan de anode wordt gelegd en een tweede spanningsgenerator met behulp waarvan een met de onderscheiden kleuren in waarde wisselende spanning wordt verkregen, welke, nadat hierop de af te beelden videosignalen zijn gemoduleerd, aan de 10 kathode wordt gelegd en tesamen met de anodespanning voor de afbeelding van de videosignalen in de desbetreffende kleuren zorg draagt.

2. Spanningsverzorgingsechakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een eerste transformatieeenheid aanwezig is om de t.o.v. een eerste referentiespanning gedefinieerde videosignalen 15 om te zetten in t.o.v. de genoemde - en als tweede referentiespanning fungerende - met de onderscheiden kleursn in waarde wisselende spanning gedefinieerde videosignalen, en een tweede transformatieeenheid om een t.o.v. de eerste referentiespanning gedefinieerde voedingsspanning om te zetten in een t.o.v. de tweede 20 referentiespanning gedefinieerde voedingsspanning, alsmede een voedingseenheld om uit de laatstgenoemde t.o.v. de tweede referentiespanning gedefinieerde voedingsspanning de voedingsspanningen af te leiden die nodig zijn voor de verwerking van de t.o.v. de tweede referentiespanning gedefinieerde videosignalen en de presentatie 25 van deze signalen op de kathodestraalbuis.

3. Spanningsverzorgingsechakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij de, in elk der transformatieeenheden plaatsvindende omzetting gebruik wordt gemaakt van een galvanisch gescheiden koppeling.

4. Spanningsverzorgingsschakeling volgens conclusie 3* met het kenmerk, dat de eerste transformatieeenheid als galvanisch gescheiden koppeling een (eerste) inductieve koppeling omvat, alsmede een amplitudemodulator en een amplitudedemodulator, waarbij de videosignalen op een dragerfrequentie worden gemoduleerd en het aldus 35 verkregen gemoduleerde signaal na de omzetting wordt gedemoduleerd. 790 49 89 - 8 -

5. Spanningsverzorgingsschakeling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste transformatieeenheid een tweede inductieve koppeling, een deze koppeling bevattend differentiërend netwerk alsmede een hierop aangesloten bistabiele schakeling omvat, met 5 behulp van welke elementen de blokspanning, welke het begin en het einde van afbeeldingen in een desbetreffende kleur aangeeft en welke is gedefinieerd t.o.v. de eerste referentiespanning, wordt omgezet in een t.o.v. de tweede referentiespanning gedefinieerde blokspanning, alsmede een schakelaar welke afhankelijk van de 10 laatstgenoemde blokspanning hetzij de tweede referentiespanning, hetzij de t.o.v. de tweede referentiespanning gedefinieerde videosignalen naar de kathode doorlaat. t

6. Spanningsverzorgingsschakeling volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de in de tweede transformatieeenheid aanwezige 15 galvanisch gescheiden koppeling wordt gevormd door een inductieve koppeling waarbij de capaciteit tussen de primaire en de secundaire windingen door een, tussen deze windingen geplaatst en op de eerste referentiespanning gebracht scherm tot nagenoeg nul is gereduceerd. HOLLANDSE SIGNAALAPPARATEN B.V. 7904989